Techniki molekularne w programach hodowlanych drzew leśnych

Instytut Badawczy Leśnictwa
Forest Research Institute
Techniki molekularne
w programach hodowlanych drzew leśnych
Molecular techniques in forest tree breeding programmes
1
2
3
2
Szyp-Borowska I. , Ukalska J. , Nowicka A. , Simińska J.
1
2
Zakład Hodowli Lasu i Genetyki Drzew Leśnych , Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego ,
3
Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN
1
2
Department of Silvculture and Genetics of Forest Trees , Warsaw University of Life Science ,
3
Institute of Fundamental Technological Research of PAN
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Wstęp
Introduction
Udoskonalanie drzew leśnych pod kątem produkcyjności
Mapowanie asocjacyjne
Association mapping
Asocjacja genetyczna to metoda, która opiera się na bada-
oraz poprawienia jakości otrzymywanego drewna, odbywa
niach związku zmienności fenotypowej i genetycznego
się w oparciu o programy hodowlane, selekcję populacyjną
polimorfizmu. W przeprowadzonych analizach dla popula-
i indywidualną. W przypadku hodowli drzew leśnych istnieją
cji P. sylvestris stanowiącej potomstwo 67 drzew doboro-
ograniczenia selekcji, związane z długim cyklem rozwoju
pokoleń. Postęp w genomice, dostarcza nowych narzędzi
wych, zidentyfikowano 4086 markerów typu SNP i 7086
markerów DArT. Wykorzystano metodę - DArTseq.
do przewidywania wartości hodowlanej kolejnych pokoleń.
Mapowanie loci cech ilościowych
QTL mapping
W oparciu o markery AFLP, dla potomstwa drzewa doborowego Pinus sylvestris pochodzącego z wolnego zapylenia, wyznaczono mapę genetyczną oraz zlokalizowano
Miłomłyn
I
rody
1320
337 (2)
346 (3)
345
1325
1324 (2)
1326 (2)
350
341
Ruciane
II
rody
867
852 (2)
856
842
863
871
848
865
870 (2)
344 (2)
377
844
Supraśl
III
rody
261
262
264
256
245
263
963
257
Spała
IV
rody
182
177 (4)
1686
448
180 (2)
183
Bolewice
V
rody
333
312
308 (2)
310
314
770
868
774
Gubin
VI
rody
1008
1020
1018
1016
1011
1014
1013
Rychtal
VII
rody
792
802
803 (3)
794 (2)
799 (2)
795 (2)
810
805
798
Janów L.
VIII
rody
201 (2)
40
200
336 (2)
349
339
343
347
QTL (loci cech ilościowych) dla wysokości drzewa (H).
Tabela 2. Pochodzenie rodów P. sylvestris
Table 2. The origin of P. sylvestris families
Ocenę zróżnicowania cech fenotypowych przeprowadzono
za pomocą analizy skupień i analizy składowych głównych.
Rycina 1. Igły i megagametofity uzyskane z wysianych nasion P. sylvestris stanowiły
materiał badawczy do analiz DNA
Figure 1. Analyses of DNA were conducted on needles and megagametophyes from
the seeds of Scots pine
Cecha
N
x
Min
Max
s
Mediana
CV (%)
DBH (cm)
124
19,4
13,5
28,6
31,895
19,4
16,38
H (cm)
124
929,5
610
1220
111,69
935
12,01
ilość igieł
124
80,7
54,6
114,6
11,544
80,2
14,3
szerokość
igły (mm)
długość igły
(mm)
powierzchnia
igły (mm)
124
2,018
1,5973
2,48
0,1727
2,02
8,56
124
61,79
38,96
82,12
8,5134
61,5
13,78
124
273,36
133,88
398,46
51,519
269
18,85
Rycina 4. Rody P. sylvestris w przestrzeni dwóch pierwszych składowych głównych
Figure 4. Distribution of P. sylvestris families in the area of first and second main components
Tabela 1. Wartości cech morfologicznych dla potomstwa drzewa doborowego: N - liczba prób,
X - wartość średnia, Min, Max - wartości minimalne i maksymalne, s - odchylenie standardowe,
CV - współczynnik zmienności
Table 1. The value of morphological traits of plus tree progeny: N - no. of samples, x - mean
value, Min, Max - min. Max value, s - standard variation, cv - coefficient variation
Rycina 2. Mapa sprzężeń P. sylvestris.
Wszystkie markery zgrupowane na jednej
grupie sprzężeniowej o długości 186,4 cM
Figure 2. Genetic linkage map of P. sylvestris
All markers are grouped in one linkage group,
which spans 186,4 cM
Grupa 1
Grupa 2
Grupa 3
Grupa 4
Grupa 5
Cecha
średnia
CV
średnia
CV
średnia
CV
średnia
CV
średnia
CV
średnia
DBH
295,63
12%
271,74
10%
355,00
14%
134,59
25%
138,60
31%
220,85 39%
H
20,96
8%
21,58
6%
17,35
7%
18,53
7%
16,75
11%
19,45
13%
Prostość strzały
4
8%
2
9%
2
23%
4
12%
3
18%
3
25%
CV
Tabela 3. Wartości średnie i współczynniki zmienności wydzielonych 5 grup genotypów
Table 3. The mean values and coefficients variation for 5 genotypes groups
Rycina 5. Dendrogram podobieństwa genotypów sosny zwyczajny oparty
na markerach molekularnych
Figure 5. Dendrogram of similarities of P. sylvestris genotypes
based on DArT and SNPs markers
BADANIA SFINANSOWANO ZE ŚRODKÓW
MINISTERSTWA NAUKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO
Ogółem