Molekulární markery a jejich využití ve šlechtění odrůd jabloní

Tomáš Gottfried

Bachelor's thesis

Molecular markers and their use in breeding apple varieties

Abstract:

Současný rychlý vývoj technologií ovlivnil i oblast molekulární genetiky. Genetickou informaci je možné číst nebo měnit s přesností na jednotlivé báze. Vznikají nové metody, které zrychlují a zjednodušují detekci polymorfismů DNA nebo RNA. Použití molekulárních markerů se stalo výrazně dostupnějším a levnějším nástrojem, který nachází stále širší uplatnění v zemědělství i dalších oborech. České zemědělství v současné době prochází problematickým obdobím. Mezi nejvážnější faktory patří rychlé změny klimatu, snížená obranyschopnost ekosystémů, příchod nových škůdců a chorob spojený s regulací používání pesticidů, silná levná konkurence ze zemí jako je Čína, nebo nízké výkupní ceny komodit. Na dnešního českého zemědělce je vyvíjen silný tlak, který ho nutí ke změně způsobu hospodaření a mnohem vyšší efektivitě. Efektivnější a ekologičtější zemědělství předpokládá použití nových odrůd plodin odolných vůči suchu nebo běžným chorobám a škůdcům, odrůd schopných rychlého nástupu do plodnosti a poskytujících vysoké výnosy. Poptávka po nových odrůdách plodin žene šlechtitelské ústavy do závodu o vyšlechtění žádané odrůdy v co nejkratším čase. Zde může být použití molekulárních markerů výrazným přínosem.Molekulární markery jsou krátké úseky DNA. Jejich alely jsou v genové vazbě s funkčním genem ovlivňujícím nebo přímo zodpovědným za významnou cílovou vlastnost organismu. Nejčastějšími aplikacemi molekulárních markerů jsou detekce vlastností a odlišení jedinců v rané fázi ontogenetického vývoje, určování odrůdové pravosti, tvorba fylogenetických map a zkoumání příbuzenských vzdáleností. Tato bakalářská práce shrnuje využití molekulárních markerů ve šlechtění jabloní. Zaměřuje se na markery využívané v procesu asistované selekce pomocí markerů, popisuje jednotlivé technologie a typy markerů. Hospodářsky významnými vlastnostmi jabloní uvedené v této práci jsou: rezistence vůči padlí a strupovitosti, barva slupky a dužniny, faktory ovlivňující délku skladování, přítomnost alergenů, sloupcový růst a kompatibilitu opylení. Závěr je věnován praktickému využití MAS (Marker Assisted Selection) v největších šlechtitelských ústavech v Čechách i zahraničí.

Abstract:

The current rapid development of technology has also affected the field of molecular genetics. Genetic information can be read or changed with precision on individual basis. New methods that speed up and simplify the detection of DNA or RNA polymorphisms are emerging. The use of molecular markers has become a significantly more affordable and cheaper tool, which is increasingly used in agriculture and other fields. Czech agriculture is currently going through a problematic period. The most serious factors include rapid climate change, reduced immunity of ecosystems, the appearance of new pests and diseases associated with the regulation of pesticide use, strong cheap competition from countries such as China or low purchase prices for commodities. Today's Czech farmer is under strong pressure, which forces him to change the way of farming and much higher efficiency. More efficient and greener agriculture supposes the use of new crop varieties resistant to drought or common diseases and pests, varieties capable of rapid onset of fertility and providing high yields. Demand for new varieties of crops drives breeding institutes to race to breed the desired variety in the shortest possible time. Here, the use of molecular markers can be a significant benefit.Molecular markers are short strings of DNA. Their alleles are in gene linkage with a functional gene affecting or directly responsible for an important target property of the organism. The most common applications of molecular markers are the detection of characteristics and differentiation of individuals in the early phase of ontogenesis, the determination of varietal authenticity, the creation of phylogenetic maps and the study of kinship distances.This bachelor thesis summarizes the use of molecular markers in apple breeding. It focuses on markers used in the process of assisted selection using markers, describes the various technologies and types of markers. Economically important properties of apple trees mentioned in this work are: resistance to mildew and scab, colour of skin and flesh, factors influencing the length of storage, the presence of allergens, column growth and compatibility of pollination. The conclusion is devoted to the practical use of MAS (Marker Assisted Selection) in the largest breeding institutes in the Czech Republic and abroad.

Keywords

jabloň, Malus, šlechtění, markery, MAS

Keywords

Apple, Malus, Breeding, Markers, MAS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Dr. Ing. Pavel Vejl

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Crop Science / Crop Science