molekulāro marķieru pielietojums gēnu kartēšanā un selekcijā
DESCRIPTION
Molekulāro marķieru pielietojums gēnu kartēšanā un selekcijā . Dr. biol. Nils Rostoks Latvijas Universitāte. „Videi draudzīgu un ilgtspējīgu laukaugu šķirņu selekcijas tehnoloģiju izstrāde, pilnveidošana un ieviešana praksē” 2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099. Darba mērķis . - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
„Videi draudzīgu un ilgtspējīgu laukaugu šķirņu selekcijas tehnoloģiju izstrāde, pilnveidošana un ieviešana praksē”
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
Molekulāro marķieru pielietojums gēnu kartēšanā un selekcijā
Dr. biol. Nils Rostoks Latvijas Universitāte
2
Darba mērķis
2012.11.15.
Izstrādāt un adaptēt molekulāros marķierus videi draudzīgā lauksaimniecībā nozīmīgām augu pazīmēm
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
3
Molekulāro marķieru priekšrocības selekcijā
• Ļauj būtiski saīsināt selekcijas laiku, jo dod iespēju jau agrīnās paaudzēs identificēt indivīdus ar noteiktu genotipu (gēnu alēļu kombināciju) , apejot ilgstošus, darbietilpīgus lauka izmēģinājumus
• Ļauj identificēt indivīdus ar noteiktām gēnu alēļu kombinācijām, kuras nav iespējams noteikt fenotipiski lauka izmēģinājumos
2012.11.15. 2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
4
Fenotipiskā un ģenētiskā dauzveidība
2012.11.15.
Fenotipiskā daudzveidība atspoguļo atšķirības dažādu miežu šķirņu genomā
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
Marķieri
2012.11.15. 5
Almost all aspects of life are engineered at the molecular level, and without understanding molecules we can only have a very sketchy understanding of life itself
Francis Crick
Tāpat kā ceļojumā orientēties palīdz ceļa stabi, genomā orientēties palīdz DNS marķieri
Atšķirības genoma DNS sekvencē kalpo kā molekulārie marķieri genoma kartēšanai
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
6
No pazīmes līdz polimorfismam gēna sekvencē
2012.11.15.
Pazīme
Miežu genoms 5x109 bp
Pazīmi nosakošā gēna sekvence
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
7
Darba virzieni
1. Iepriekš izveidotu marķieru ieviešana selekcijas darbā
2. Publicētu marķieru adaptācija 3. Jaunu gēnu kartēšana un marķieru izveide
2012.11.15. 2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
8
Marķieru ieviešana Miežu mlo un Mla18
• Sekmīga sadarbība ar VPLSI Augu biotehnoloģijas un kvalitātes laboratoriju
2012.11.15.
mlo-11 Mla18
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
92012.11.15. 2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
P 1
F 1
P 2
F līn ija s N r.2
M a r ķ ie r a g e n o t ip s a lē le i m lo-5
M a r ķ ie r a g e n o t ip s g ē n a m M la18
w t M lo
C ita a lē leM la
m lo -5
M la18
M la 1 8
1
1
1
P 1
P 1
P 2
P 2
F 1
F 1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
8
9
9
9
1 0
1 0
1 0
11
11
11
1 2
1 2
1 2
1 3
1 3
1 3
1 4
1 4
1 4
1 5
1 5
1 5
1 6
1 6
1 6
1 7
1 7
1 7
1 8
1 8
1 8
1 9
1 9
1 9
2 0
2 0
2 0
V is i a u g i iz tu rīg i p re t m iltr a s u
m lo -5
F 2
X
Rezistences gēnu piramidēšana
10
Marķieru adaptēšana
• Latvijas Universitātes un VPLSI sadarbība • Zinātniskās literatūras studijas• PCR apstākļu optimizācija, lietderības pārbaude
citā selekcijas materiālā, atsevišķos gadījumos jaunu marķieru veidošana uz esošo bāzes
• Miežu Un8 un fuzariozes izturības gēnu marķieri. Kartupeļu R1, R3a, Rysto gēnu marķieri
2012.11.15. 2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
11
Marķieru adaptēšana Un8
2012.11.15.
Publicēts marķieris
Pārbaude LU un VPLSI
Rezistentās un uzņēmīgās alēles DNS sekvenēšana
Jauna, kodominanta Un8 marķiera Izveide LU un VPLSI
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
12
Jaunu marķieru veidošana
• Gēnu un kvantitatīvo pazīmju lokusu kartēšana
• Ilgstošs process, parasti analizē pazīmju iedzimtību divu vecāku krustojumu pēcnācējos
• Kartēšanas populācijas fenotipēšana un genotipēšana
2012.11.15. 2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
13
Asociāciju kartēšana
• 154 Latvijas un ārzemju miežu šķirnes un selekcijas līnijas
• Fenotipēšana 3 sezonu laikā (dotajā brīdī kartēšana balstīta uz 2 sezonu izmēģinājuma datiem), VSGSI, VPLSI, bioloģiskie un konvencionālie atkārtojumi
• Genotipēšana 3072 punktveida mutāciju (SNP), veikta kā pakalpojums sadarbībā ar ASV un Lielbritānijas zinātniekiem
2012.11.15. 2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
14
1 67 133 199 265 331 397 463 529 595 661 727 793 859 925 991 10570
5
10
15
20
25
30
35
40
SNP lokusu identificēšana
2012.11.15.
Pazīme – auga garums
Pazīme – proteīna saturs %
1 67 133 199 265 331 397 463 529 595 661 727 793 859 925 991 10570
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
1435-670, 3H, 114
cM6519-812,
4H, 103.1 cM
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
15
Marķieru izveide
2012.11.15.
Pazīme – auga garums
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
5945-748 Bsh1236I
1435-670 TaqI
Pazīme – proteīna saturs %
Molekulāro marķieru izveide izvēlētām pazīmēm. Izvēlētā genoma rajona PCR amplifikācija un DNS polimorfisma noteikšana izmantojot restriktāzes
2012.11.15. 162009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099
2012.11.15. 17
Aktivitātes realizācija: LU (Nils Rostoks un viens tehniskais izpildītājs) VPLSI (Ieva Mežaka un Daiga Vilcāne)
Pateicības: • VIAA par atbalstu projekta realizācijā • VPLSI kolēģiem par sadarbību • LU par atbalstu projekta administrēšanā
2009/0218/1DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/099