Cytogenetické mapování genomů rostlin

Miroslava Havránková

Diplomová práce

Cytogenetic mapping of plant genomes

Anotace:

Trávy patří mezi nejdůležitější volně rostoucí rostliny a z historického hlediska hrály v Evropě významnou roli při vývoji zemědělství. V součastnosti je využití travních porostů víceúčelové. Rozloha tohoto ekosystému je odhadována na 52,5 x 106 km2 zemského povrchu, což odpovídá 40,5 % celkové pevniny. Významnou složku travních porostů tvoří rody Lolium L. (jílek) a Festuca L. (kostřava). Oba rody mají specifické vlastnosti, které je předurčují jako zdroj genů při šlechtění. Kostřavy jsou velmi odolné vůči biotickému a abiotickému stresu a pro jílky je zase charakteristická vysoká nutriční hodnota, vysoký výnos, lehká stravitelnost a uniformita drnu. Různé techniky mapování umožňují studovat genetickou informaci a dovolují tak porozumět genomu jako celku. Jedním z těchto přístupů je cytogenetické mapování. Jednou z nejužívanějších cytogenetických technik je v současnosti fluorescenční in situ hybridizace, která umožňuje vizualizaci sekvencí DNA na chromozómech. Rozlišení a citlivost metody je závislá na typu objektu použitého k mapování. Cytogenetické mapování je možné také provádět na speciálních liniích. Tyto linie umožňují zamapování určitého markeru na konkrétní chromozóm, rameno nebo určitou část chromozómu podle typu použitých linií. Pro mapování se nejčastěji využívají linie aneuploidní, adiční, deleční, substituční a introgresní. Cílem této práce byla identifikace klonů vhodných pro in situ hybridizaci v DNA knihovně dlouhých inzertů klonovaných ve vektoru BAC a jejich následná lokalizace na metafázních chromozómech pomocí BAC-FISH. Celkem bylo analyzováno 61 BAC klonů a 10 z nich bylo identifikováno jako specifické. Dalším cílem byla analýza frekvence rekombinací u introgresních linií Lm/Fp pro všech 7 chromozómů. Analýzou bylo zjištěno, že crossing-over probíhá po celé délce jednotlivých chromozómů. Existují však místa s výrazně vyšším výskytem rekombinací (?hotspots?) a naopak místa, kde k rekombinacím téměř nedochází (?cold spots?)

Abstract:

Grasses belong to the most important widely cultivated crops. Historically grasses played major role in agricultural development in Europe. Nowadays, use of grasses is multifunctional. Total area of grassland is estimated to 52,5 x 106 km2 of the Earth surface. It corresponds to 40,5 % of total area of continents. Ryegrasses and fescues are one of the most important and widely distributed grass species. They have agronomically important characteristics, which can be used in plant breeding. Fescues are tolerant to biotic and abiotic stresses and ryegrasses provide forage of high quality, yield and digestibility and turf with good uniformity and color. Different mapping techniques enable study of genetic information and understanding genome complexity. Cytogenetic mapping is one of these approaches. Fluorescent in situ hybridization is the most useful cytogenetic technique, which provides visualization of DNA sequences directly on chromosomes. Mapping resolution and sensitivity depend on the type of cytological subject. Cytogenetic mapping can be done on special lines. These lines are available for mapping markers on specific chromosome, chromosome arm or part of chromosome according to lines used. Aneuploid, addition, deletion, substitution and introgression lines are most frequently used for mapping of plant genome. The main aim of the diploma study was identification of clones suitable for in situ hybridization in DNA library of large inserts cloned in BAC vector and subsequent localization on metaphase chromosomes using BAC-FISH. Total of 61 BAC clones were analysed and 10 BAC clones were identified as locus-specific. Analysis of frequency of recombinantion in introgression lines Lm/Fp for all 7 chromosomes was other aim of this work. It was found out that crossing-over can proceed along whole each chromosome. However, regions with high frequency of recombination (?hotspots?) and regions with extremely low frequency of recombinations (?cold spots?) were detected

Klíčová slova

Festuca pratensis, Lolium multifluorum, cytogenetické mapování, FISH, BAC klony

Keywords

Festuca pratensis, Lolium multifluorum, cytogenetic mapping, FISH, BAC clones

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 12. 5. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 6. 2010
• Vedoucí: Jan Bartoš
• Oponent: Roman Hobza

Univerzita Palackého

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Molekulární a buněčná biologie