Аналіз детекції молекулярно-генетичного поліморфізму генотипів інбредних батьківських ліній за джерелами зародкової плазми. Особливості ДНК-маркування локусів габітусу рослини, морфології волоті, продуктивності та біохімічних показників кукурудзи.
Прогнозування поведінки нащадків за розщепленням ускладнюється полігенним контролем кількісних ознак, маскуванням генотипних ефектів умовами середовища, складною системою генетичних взаємодій. Застосування молекулярних маркерів відкриває перспективи для вивчення генетичної природи кількісних ознак шляхом маркування локусів (QTLS), які визначають їхній розвиток, і на цій основі практичного підвищення ефективності методів селекції. У звязку з цим теоретичний та практичний інтерес становить розробка системи прогнозування прояву локусів кількісних ознак в популяціях на основі звязку ДНК-маркерів з QTL. Добір за ДНК-маркерами QTL, що ґрунтується на специфічності звязку між успадкуванням поліморфних ампліконів (алелів) у сегрегуючій популяції та фенотипічною варіацією кількісних ознак вважається одним із найперспективніших шляхів не лише підвищення ефективності традиційних методів добору, а і якісної зміни селекційної стратегії за умов створення системи прогнозування рівня розвитку кількісних ознак у наступних дочірніх популяціях. Практичне значення одержаних результатів полягає у розробці моделей ДНК-прогнозу та маркерного добору, які рекомендуються для використання в селекційній практиці у вигляді нового «Способу прогнозування рівня розвитку кількісних ознак в популяціях злакових культур» (подано заявку на винахід) та методичних рекомендацій «Генетичне поліпшення популяцій кукурудзи шляхом добору за ДНК-маркерами локусів кількісних ознак».Дослідження було зосереджено на вивченні 18-ти кількісних ознак, що мають селекційне та господарське значення: «висота рослини», «висота прикріплення качана», «ширина листа», «довжина листа», «довжина волоті», «величина розгалудженого простору волоті», «кількість первинних розгалуджень волоті», «кількість рядів зерен», «маса 100 зерен», «діаметр основи качана», «глибина зерна», «довжина качана», «індивідуальна продуктивність», «волога зерна», «вміст білка», «вміст крохмалю», «вміст олії», «стійкість до полягання». Поліморфними серед них були: за праймером isp5 - 6 локусів, isp13 - 8 локусів, isp7 - 7 локусів. Локус phi 083 маркує всі ознаки даної групи, phi 064 та phi 061 - три ознаки «діаметр основи качана», «індивідуальна продуктивність», «глибина зерна», nc 030 - три ознаки «маса 100 зерен», «індивідуальна продуктивність», «глибина зерна». Однак їхня маркувальна здатність, тобто кількість ознак, маркованих одним локусом, була різною і змінювалася у межах від 1 ознаки на маркер («вміст олії» на локуси isp 13_580 і Р 21_805) до 8 (isp5_1008, P 21_488, nc 030, phi 083). Основні результати цього етапу роботи такі: моделювання ДНК-прогнозу для ознаки «індивідуальна продуктивність» дозволило визначити ефективні тестові системи: на базі ISSR-маркерів «isp5_950-isp7_594» надійність прогнозу складала 40%, на базі SSR-та ISSR-маркерів «nc030-isp7_594» - 50%; для ознаки «висота прикріплення качана» - тестову систему «nc030-phi083», надійність прогнозу за якою склала 50%; для ознаки «величина розгалудженого простору волоті» - тестову систему «phi083 - isp7_466» з надійністю прогнозу 83%.Отримано ДНК-маркери до локусів, які впливають на розвиток агрономічно-цінних ознак кукурудзи - складових габітусу рослини, морфології волоті, продуктивності та біохімічних показників. Розроблено спосіб ДНК-прогнозу розвитку господарсько-цінних (кількісних) ознак, який дозволяє добирати індивідуальні рослини з передбаченим рівнем розвитку кількісних ознак у ранніх поколіннях інбридингу і таким чином значно прискорювати процес селекції та скорочувати обсяги витрат. Використання дволокусних тестових систем на базі SSR-маркерів, або комбінованих - SSR-та ISSR-маркерів, дозволяє підвищити рівень надійності прогнозу. Рекомендації: Розроблені принципи ДНК-прогнозу рекомендуються для використання в селекційній практиці у вигляді нового «Способу прогнозування рівня розвитку кількісних ознак в популяціях злакових культур». Розроблені принципи маркерного добору рекомендуються для використання в селекційній практиці у вигляді методичних рекомендацій «Генетичне поліпшення популяцій кукурудзи шляхом добору за ДНК-маркерами локусів кількісних ознак».
План
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ
Вывод
1. Отримано ДНК-маркери до локусів, які впливають на розвиток агрономічно-цінних ознак кукурудзи - складових габітусу рослини, морфології волоті, продуктивності та біохімічних показників. Показано залежність між певним сполученням алелів маркерних локусів та ефективністю добору за генотипом в популяціях кукурудзи.
2. Розроблено спосіб ДНК-прогнозу розвитку господарсько-цінних (кількісних) ознак, який дозволяє добирати індивідуальні рослини з передбаченим рівнем розвитку кількісних ознак у ранніх поколіннях інбридингу і таким чином значно прискорювати процес селекції та скорочувати обсяги витрат.
3. Запропоновано модель функціонального звязку між маркерним профілем генотипу і відповідним рівнем фенотипічного прояву локусів кількісних ознак на основі регресійного аналізу баз даних генетичних маркерів (незалежна перемінна) і фенотипових ознак (залежна перемінна). Це дозволило розробити алгоритм генетико-статистичного звязку між генетичними системами маркерів і QTLS як основи ДНК-прогнозу.
4. Експериментальна ефективність ДНК-прогнозу рівня розвитку кількісних ознак в популяції (ГК26 х Мо17) F3 складає 40-83%. Використання дволокусних тестових систем на базі SSR-маркерів, або комбінованих - SSR- та ISSR-маркерів, дозволяє підвищити рівень надійності прогнозу.
5. Розроблено модель прямого добору на основі гомозиготних ДНК-маркерів, яка дозволяє генетично значно поліпшувати популяції за комплексом агрономічних ознак.
6. Експериментальний генетичний ефект прямого маркерного добору в популяції (ГК26 х Мо17) F4 складає 9,1-17,6% за один цикл добору. Залучення до тестової системи зчеплених маркерів призводить до зростання надійності добору.
7. Обґрунтовано критерії інформативності маркерів та вимоги до формування маркерних тестових систем для підвищення ефективності моделей ДНК-прогнозу та маркерного добору.
Рекомендації: Розроблені принципи ДНК-прогнозу рекомендуються для використання в селекційній практиці у вигляді нового «Способу прогнозування рівня розвитку кількісних ознак в популяціях злакових культур». Передбачення рівня розвитку ознак наступного покоління дозволяє значно скоротити терміни селекційних програм.
Розроблені принципи маркерного добору рекомендуються для використання в селекційній практиці у вигляді методичних рекомендацій «Генетичне поліпшення популяцій кукурудзи шляхом добору за ДНК-маркерами локусів кількісних ознак». Залучення ДНК-маркерів локусів кількісних ознак у схему традиційного добору дозволяє значно підвищувати його ефективність.
Отримані під час дослідження самозапилені потомства I3, які виделені в результаті маркерного поліпшення популяції, є цінним вихідним матеріалом для подальшої селекції.
ПЕРЕЛІК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Доменюк В.П., Вербицька Т.Г., Сиволап Ю.М. Оптимізація методики RAPD - аналізу для детекції поліморфізму послідовностей ДНК у ліній кукурудзи // Вісник Одеського національного університету. - 2001. - Т. 6, вип. 1. - С. 51 - 59.
2. Доменюк В.П., Вербицкая Т.Г., Белоусов А.А., Сиволап Ю.М. Маркерный анализ количественных признаков кукурузы при помощи ISSR-ПЦР // Генетика. - 2002. - Т. 38, № 10. - С. 1370 - 1378.
Доменюк В.П., Белоусов А.А., Сиволап Ю.М. ДНК-маркирование количественных признаков кукурузы // Цитология и генетика. - 2002. - Т. 36, № 6. - С. 12-19.
4. Доменюк В.П., Сторчеус Н.І., Белоусов А. О., Сиволап Ю.М. ДНК-маркування ознак продуктивності кукурудзи методом SSRP-ПЛР // Вісник Одеського національного університету. - 2003. - Т. 8, вип. 1. - С. 59 - 67.
5. Доменюк В.П., Бєлоусов А.О., Сиволап Ю.М. Добір за ДНК-маркерами локусів кількісних ознак в селекції кукурудзи // Вісник Харківського національного аграрного університету. - 2003, № 3(2). - С. 87-91.
6. Доменюк В.П., Вербицкая Т. Г., Сиволап Ю.М. Использование простых повторяющихся последовательностей ДНК (SSR) для молекулярно - генетической характеристики инбредных линий кукурузы // Збірник матеріалів Міжнар. конференції з генетики та молекулярної біології для студентів та молодих вчених. - Львів, 2000. - С. 100.
7. Доменюк В.П., Белоусов А.А., Сиволап Ю.М. Отбор RAPD-праймеров для маркирования хозяйственных признаков кукурузы // Сборник материалов 2-й Междунар. научной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии». - Москва, 2001. С. 141 - 142.
8. Доменюк В.П., Сиволап Ю.М. Детекція поліморфізму послідовностей ДНК у ліній кукурудзи методами RAPD, ISSR та SSR- аналізу // Збірник матеріалів Міжнар. конференції молодих вчених «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений». - Харків, 2001. - С. 21 - 22.
9. Доменюк В.П., Белоусов А.А., Сиволап Ю.М. ДНК - маркирование количественных признаков кукурузы // Сборник материалов Международного симпозиума «Молекулярные механизмы генетических процессов и биотехнология». - Минск, 2001. - С. 42.
10. Domenjuk V., Belousov A. A. Sivolap Yu. Microsatellite markers of maize polygenic traits // Збірник матеріалів конференції для студентів, аспірантів та молодих вчених з молекулярной біології та генетики. - Київ, 2001. - С. 7.
11. Domenjuk V., Sivolap Yu. QTLS detection of maize agronomical traits by DNA-markers // Abstracts guide of the Internat. Conf. «Plant, Animal and Microbe Genomes». - San Diego (USA), 2002. - P. 135.
12. Domenjuk V., Belousov A. A. Sivolap Yu. Maize QTL allelic combination DNA-marker analysis // Сборник материалов Междунар. конференции. - Ялта, 2002. - С. 6.
13. Доменюк В.П., Бєлоусов А,О., Сиволап Ю.М. Добір за ДНК- маркерами QTL в популяціях кукурудзи // Збірник матеріалів 2-ї Міжнар. конференції молодих вчених «Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений». - Харків, 2003. - С. 32.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
