Mapování genu pro rezistenci k mšici zhoubné (Diuraphis noxia) na chromozómu 7D pšenice

Helena Staňková

Master's thesis

Mapping of a gene for resistance to the Russian wheat aphid (Diuraphis noxia) on the 7D chromosome of wheat

Abstract:

Mšice zhoubná (Diuraphis noxia) je významným škůdcem pšenice seté (Triticum aestivum). Linie CI 2401 nese na krátkém rameni chromozómu 7D gen DnCI2401, který podmiňuje rezistenci k tomuto druhu mšice ve formě antibiózy. Předkládaná práce je zaměřena na genetické mapování v oblasti zmíněného genu. Byly testovány detekční metody vhodné pro vysokokapacitní analýzu genotypu mikrosatelitových markerů v rámci mapovací populace F2:3 odvozené z křížení rezistentní linie CI 2401 s citlivou odrůdou Glupro. Byla porovnávána kapilární elektroforéza, elektroforéza v nedenaturujícím polyakrylamidovém gelu a elektroforéza v denaturujícím polyakrylamidovém gelu. Metody byly srovnávány za použití tří mikrosatelitových markerů ve vazbě na gen DnCI2401, jejichž alely se v použité mapovací populaci liší pouze o 2 bp. Elektroforéza v denaturujícím polyakrylamidovém gelu a kapilární elektroforéza se ukázaly jako metody vhodné pro vysokokapacitní analýzu těchto mikrosatelitových markerů. Tyto dvě metody poskytují srovnatelné rozlišení. Elektroforéza v nedenaturujícím polyakrylamidovém gelu, byla vyhodnocena jako nevhodná pro zmíněný účel z důvodu nedostatečného rozlišení a špatné reprodukovatelnosti výsledků. Součástí práce bylo dále odvozování nových markerů za účelem zahuštění stávající mapy v okolí studovaného genu. Markery byly odvozovány z BAC klonů z knihovny DNA specifické pro krátké rameno chromozómu 7D (7DS). Na základě znalosti koncových sekvencí sedmi BAC klonů (BES) a kompletních sekvencí čtyř BAC klonů nacházejících se v blízkosti genu DnCI2401 byly navrženy primery pro 52 potenciálních markerů, z toho 14 mikrosatelitových (SSR) markerů, 33 markery ISBP a 5 markerů IRAP. Všechny tyto markery byly testovány na polymorfismus mezi rodiči mapovací populace. Polymorfismus byl detekován pouze v případě jednoho mikrosatelitového markeru (MS1)

Abstract:

Russian wheat aphid (Diuraphis noxia) is an important pest of bread wheat (Triticum aestivum). CI 2401 line carries on the short arm of chromosome 7D DnCI2401 gene that underlies resistance to this aphid species in the form of antibiosis. This thesis is focused on genetic mapping in the DnCI2401 region. We compared detection methods suitable for high-througput genotyping microsatellite markers employing a F2:3 mapping population derived from a cross of resistant line CI 2401 with susceptible cultivar Glupro. Separation by capillary electrophoresis, electrophoresis in non-denaturing polyacrylamide gel and electrophoresis in denaturing polyacrylamide gel and were confronted. The methods were compared using three markers linked to the DnCI2401 gene whose alleles differ by only 2 bp in the applied mapping population. Electrophoresis in denaturing polyacrylamide gel and capillary electrophoresis have proved to be suitable for high-throughput analysis of these microsatellite markers. These two methods provide comparable resolution. Electrophoresis in non-denaturing polyacrylamide gel was evaluated as unsuitable for the above-mentioned purpose because of unsufficient resolution of the gel and poor reproducibility of results. Another aim of this work was deriving new markers for increasing density of genetic map around the gene of interest. The markers were derived from BAC clones of a DNA library specific for the short arm of 7D chromosome. Based on the knowledge of BAC-end sequences of seven BAC clones and the complete sequence of four BAC clones located near the DnCI2401 gene, primers were designed for 52 potential markers, including 14 microsatellite (SSR) markers, 33 ISBP markers and 5 IRAP markers. All these markers were tested for polymorphism between parents of the mapping population. Polymorphism was detected only in case of one microsatellite marker (MS1)

Keywords

pšenice setá (Triticum aestivum), mšice zhoubná (Diuraphis noxia), rezistence, genetické mapování, genetické markery

Keywords

bread wheat (Triticum aestivum), russian wheat aphid (Diuraphis noxia), resistence, genetic mapping, genetic markers

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2010
• Supervisor: Hana Šimková
• Reader: Jan Šafář

Univerzita Palackého

Přírodovědecká fakulta

Master programme / field:
Biologie / Molekulární a buněčná biologie