Inovace detekce genů rezistence ke strupovitosti jabloně a jejich pyramidizace pomocí molekulárních markerů

Josef Podlipný

Master's thesis

Innovation of detection of apple scab resistance genes and their pyramidization by molecular markers

Abstract:

Diplomová práce se zabývá vývojem nových finančně dostupných metod genotypizace s využitím jednonukletidových polymorfismů (Single-nucleotide polymorphisms; SNPs), které jsou v asociaci s vybranými geny rezistence jabloní vůči houbovému patogenu Venturia inaequalis (Rvi2, Rvi4 a Rvi6) se zaměřením na gen Rvi4. První část práce obsahuje přehledné shrnutí dosavadních poznatků o problematice se zaměřením na patogen způsobující onemocnění strupovitost jabloně, Rvi geny rezistence a principy používaných metod. Hlavním bodem praktické části diplomové práce byla optimalizace tří různých metod genotypizace SNP K146, který je ve vazbě s genem Rvi4 (sekvenace, real-time PCR alelická diskriminace a SNaPshot). Byly navrženy funkční primery, které lze využít pro všechny tři vybrané metody genotypizace. Pro alelickou diskriminaci byla navržena sada funkčních hybridizačních sond, pomocí kterých bylo úspěšně genotypizováno celkem 113 kříženců připravených ve Výzkumném a šlechtitelském ústavu ovocnářském Holovousy s.r.o. (VŠÚO). Dále byl navržen funkční detekční primer pro metodu SNaPshot. Zároveň bylo v průběhu praktické části diplomové práce porovnáno celkem šest různých komerčně dostupných izolačních kitů a vypracována finanční analýza vybraných tří metod genotypizace, jejíž výsledky jsou shrnuty v přehledném diagramu. Pro diplomovou práci byla použita infrastruktura Laboratoře molekulární biologie VŠÚO. Výsledky diplomové práce vznikly v rámci projektu č. TJ04000389 financovaného Technologickou agenturou v ČR, jehož jsem spoluřešitelem.

Abstract:

This diploma thesis deals with the development of new affordable methods for genotyping in apples using single-nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with selected genes of resistance to the pathogen Venturia inaequalis (Rvi2, Rvi4 and Rvi6) with a focus on the Rvi4 gene. The first part contains a summary with a focus on the pathogen causing a disease called apple scab, Rvi genes, and principles of methods used in this work. The main point of the practical part of the diploma thesis was the optimization of three methods for genotyping the K146 SNP linked to the Rvi4 gene (sequencing, real-time PCR allelic discrimination, and SNaPshot). Functional primers have been designed that can be used for all three selected methods. A set of functional hybridization probes was designed for a qPCR allelic discrimination that was successfully used for genotyping of 113 hybrids prepared at the Research and Breeding Institute of Pomology Holovousy Ltd. (VŠÚO). Furthermore, a functional detection primer for the SNaPshot method was designed. During the practical part of the work, a total of six different commercially available isolation kits were compared, and a financial analysis of selected three genotyping methods was performed (results are summarized in a diagram). The infrastructure of the Laboratory for Molecular Biology of the VŠÚO was used for the diploma thesis. The results of the diploma thesis were obtained within the project No. TJ04000389 (Technology Agency of the Czech Republic) in which I take a part as a co-researcher.

Keywords

polymorfismus jednonukleotidový, markery asistovaná selekce, gen Rvi, šlechtění jablek, Venturia inaequalis, strupovitost jabloně

Keywords

single-nucleotide polymorphism, marker-assisted selection, Rvi gene, apple breeding, Venturia inaequalis, apple scab

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2021
• Supervisor: Mgr. Radka Symonová, Ph.D.
• Reader: Jana Sochorová

University of Hradec Králové

Faculty of Science

Master programme / field:
Biologie a ekologie / Biologie a ekologie - spec. experimentální biologie