STRESZCZENIE-Piotr Ogrodowicz

VII Streszczenie
VII. STRESZCZENIE
W ostatnich latach zwiększyła się częstość występowania ekstremalnych zjawisk
pogodowych, powodujących znaczące straty plonu w Polsce. Uprawa roślin
o zwiększonej odporności na stres suszy jest kluczowa ze względu na postępujące
przesuszenie środowiska przyrodniczego, zwłaszcza w regionach decydujących
o produkcji krajowej. Obiektem badań prezentowanej pracy był jęczmień jary
(Hordeum vulgare L.), ponieważ jako zboże jare jest bardziej narażony na suszę niż
formy ozime. Poza tym, ze względu na stosunkowo prosty genom, jest dobrym
obiektem modelowym.
Celem pracy było określenie wpływu długości okresu wegetacji na
kształtowanie się cech plonotwórczych jęczmienia w warunkach suszy, oraz
identyfikacja i lokalizacja na zintegrowanej mapie genetycznej QTL związanych
z reakcją
roślin
na
niedobór
wody.
Badania
obejmowały
fenotypowanie
i genotypowanie wybranych cech agronomicznych i terminu kłoszenia w populacji
RIL jęczmienia jarego (Lubuski x Cam/B1/CI).
Materiał roślinny stanowiło 100 linii RIL (ang. Recombinant Inbred Line)
jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) uzyskanych techniką pojedynczego ziarna
z mieszańców między formami o zróżnicowanej reakcji na deficyt wody: polską
odmianą Lubuski i rodem syryjskim Cam/B1/CI08887//CI05761. Fenotypowanie 100
linii RIL
przeprowadzono na podstawie 2-letnich doświadczeń szklarniowych
z wykorzystaniem warunków kontrolnych oraz dwóch wariantów stresu deficytu wody.
Rośliny poddawano stresowi suszy w fazie trzech liści (10 dni) oraz fazie liścia
flagowego (14 dni). Potencjał plonotwórczy badanej populacji określono na podstawie
pomiarów
cech
agronomicznych,
związanych
m.in.
z
liczbą
rozkrzewień,
produktywnością rozkrzewień oraz charakterystyką morfologiczną kłosa (długość kłosa,
liczba oraz masa ziaren z kłosa).
W badaniach molekularnych zastosowano markery SSR oraz SNP. Populacja
LCam,
wraz
z
dwiema
innymi
populacjami
mapującymi
(Maresi
x
Cam/B1/CI08887//CI05761, Georgie x Harmal) badanymi w projekcie POLAPGEN,
została wykorzystana do opracowania mapy zintegrowanej. Na postawie mapy
139
VII Streszczenie
konsensusowej zidentyfikowano loci cech ilościowych (QTL) związane z cechami
plonotwórczymi dla populacji LCam.
Badana
populacja
mapująca
LCam
charakteryzowała
się
istotnym
zróżnicowaniem (α = 0,01) pod względem terminu kłoszenia. Zastosowanie
w doświadczeniach różnych wariantów wilgotnościowych pozwoliło ocenić wpływ
niedoboru wody na cechy plonotwórcze. Wykazano ujemny wpływ obu wariantów
stresu niedoboru wody na kształtowanie się elementów struktury plonu, przy czym
większy spadek wartości cech odnotowano przy aplikacji suszy w fazie liścia flagowego
(wariant II). Istotna (α = 0,001) i negatywna korelacja była obserwowana pomiędzy
terminem kłoszenia i większością badanych cech – późno kłoszące się linie
charakteryzowały się większą masą ziaren oraz dłuższymi kłosami z większą liczbą
ziaren.
Zidentyfikowano
71
QTL
związanych
z
obserwowanymi
cechami
plonotwórczymi. Największą liczbę QTL stwierdzono na chromosomie 2H. Na tym
chromosomie wykryto Q.HS.LC-2H, który związany był z terminem kłoszenia
i
charakteryzował
się
największą
wartością
LogP
spośród
wszystkich
zidentyfikowanych loci. Najbliższym markerem dla Q.HS.LC-2H okazał się SNP 58802547 (10,7 cM), zmapowany w pobliżu locus Ppd-H1. Locus ten związany jest
z regulacją odpowiedzi fotoperiodycznej stanowiącej jeden ze szlaków kontrolujących
kwitnienie u roślin. SNP 5880-2547 był najbliższym markerem również dla innych
QTL zidentyfikowanych w ramach prezentowanej pracy, związanych z pokrojem
rośliny, morfologią kłosa oraz plonem ziarna i słomy (Q.GWSl.LC-2H, Q.GWS.LC-2H,
Q.GWP.LC-2H, Q.LSpl.LC-2H, Q.LSp.LC-2H, Q.NGSl.LC-2H, Q.NGS.LC-2H,
Q.NPT.LC-2H, Q.NSSpl.LC-2H, Q.NSSp.LC-2H, Q.NTP.LC-2H oraz Q.SWP.LC-2H).
Za pomocą adnotacji funkcjonalnej bazy danych Ensembl Plants, wskazano na
potencjalną rolę tego rejonu genomu zarówno w regulacji długości okresu wegetacji
roślin jak i krzewienia (związaną z aktywnością ubikwityny).
Trzy inne QTL dla
terminu kłoszenia wykryto na chromosomach 3H
(Q.HS.LC-3H.1), 5H (Q.HS.LC-5H.3) oraz 7H (Q.HS.LC-7H.2). Q.HS.LC-5H.3 oraz
Q.HS.LC-7H.2, zidentyfikowane – odpowiednio - na chromosomach 5H oraz 7H,
zlokalizowane zostały blisko rejonów związanych z loci zaangażowanych w regulacje
wernalizacji, jednakże w tych regionach wykryto QTL tylko dla masy 1000 ziaren oraz
długości kłosa głównego i bocznego.
140
VII Streszczenie
Prezentowane wyniki badań własnych wykazują, iż allele wczesności
pochodzące od formy syryjskiej wprowadzone do genomu odmian europejskich mogą
przyczyniać się do poprawy produktywności plonu jęczmienia w warunkach niedoboru
wody.
141