Poziční klonování genu pro rezistenci k mšici zhoubné u pšenice

Bc. Mira MAZÁČOVÁ

Master's thesis

Positional cloning of a Russian wheat aphid resistance gene in wheat.

Abstract:

Pšenice setá (Triticum aestivum) patří mezi ekonomicky i zemědělsky nejvýznamnější plodiny na světě. Je zdrojem potravy pro zhruba 30% lidské populace a znalost její genetické informace může významně napomoci ke zlepšování jejího výnosu, odolnosti vůči chorobám a škůdcům, či k adaptaci ke změnám klimatu. Studium genomu pšenice je však ztíženo v důsledku jeho značné velikosti, přítomnosti tří homeologních subgenomů (A, B a D) a dále z důvodu četného výskytu repetic, které tvoří více jak 80% genomu pšenice. Mezi významné škůdce pšenice seté patří mšice zhoubná (Diuraphis noxia). Identifikace a izolace genů rezistence může významně napomoci k vývoji nových odrůd pšenice rezistentních vůči tomuto škůdci. Krátké rameno chromozómu 7D linie CI2401 pšenice seté nese gen Dn2401 podmiňující rezistenci k mšici zhoubné. Předkládaná práce je zaměřena na vývoj nových markerů za účelem zahuštění genetické mapy v oblasti zmíněného genu. Právě vysoko-hustotní genetická mapa představuje jeden z podstatných kroků v procesu pozičního klonování, jehož cílem je izolace studovaného genu. V rámci experimentální části této diplomové práce došlo k rozšíření dostupné mapovací populace F2 s cílem zvýšit rozlišení genetické mapy v oblasti genu Dn2401 a tím upřesnit vzdálenosti mezi stávajícími hraničními markery Xowm705 a Xowm711 a genem Dn2401. Stěžejním cílem práce byl pak vývoj nových markerů pro oblast mezi výše zmíněnými markery. V této oblasti byly identifikovány dva jednonukleotidové polymorfismy, z nichž pouze jeden bylo možno zamapovat v těsné blízkosti genu Dn2401 jako marker Xowm713. Zamapováním tohoto markeru došlo ke zkrácení vzdálenosti mezi hraničními markery z původních 0,90 cM mezi Xowm705 a Xowm711 na 0,45 cM mezi Xowm713 a Xowm711.

Abstract:

Bread wheat (Triticum aestivum) is one of the most economically and agriculturally important crops in the world. It is a staple food for about 30% of the world's population, and the knowledge of its genetic information can significantly help to improve the yield, the resistance to pests and diseases as well as the adaptation to the climate changes. Wheat genome research is hampered by a huge genome size, presence of three homoeologous subgenomes (A, B and D), and also by a large amount of repetitive DNA sequences (more than 80%). One of the major pests of the bread wheat is a Russian wheat aphid (Diuraphis noxia). Identification and isolation of resistance genes can significantly contribute to the development of new wheat varieties resistant to this pest. Short arm of the chromosome 7D of bread wheat line CI2401 carries gene Dn2401 that underlies a resistance to the Russian wheat aphid. Presented thesis is focused on the development of new genetic markers with the aim to saturate the genetic map in the gene region. High-density genetic map represents one of the essential steps in the process of positional cloning which leads to the isolation of the gene of interest. Within the aims of this thesis, available F2 mapping population was enlarged in order to increase the resolution of the genetic map of Dn2401 gene region and to refine the distances between existing flanking markers (Xowm705 and Xowm711) and gene Dn2401. The main goal of this thesis was to develop new markers specific for the region between markers Xowm705 and Xowm711. Two single nucleotide polymorphisms were identified of which only one could be mapped close to Dn2401 as marker Xowm713. The distance between flanking markers was narrowed down from the original 0.90 cM between Xowm705 and Xowm711 to 0.45 cM between Xowm713 and Xowm711.

Keywords

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

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2016

Accessible from:: 28. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Helena Staňková

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology