Techniki molekularne w programach hodowlanych drzew leśnych
Transkrypt
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