Sekvenování de novo pro charakterizaci vnitrodruhové a mezidruhové genetické variability rodu Trifolium prostřednictvím DNA markerů

Bc. Lenka Pátková

Master's thesis

De novo sequencing for characterization of intraspecific and interspecific genetic variability in the genus Trifolium

Abstract:

Rod Trifolium (jetel) je agronomicky významným rodem. Je snahou šlechtitelů zlepšovat výnos či jiné důležité vlastnosti jetele. Účinné šlechtění vychází ze znalosti sekvence genomu, která poskytuje v tomto směru cenné poznatky. Metody sekvenování nové generace umožnily sekvenovat i nemodelové druhy rostlin s komplexními genomy, mezi které patří právě i jetel. Tato práce se zabývá využitím markerů SSR a SNP navržených ze sekvence druhu T. pratense, která byla získána sekvenováním metodou Illumina. Bylo validováno 50 markerů SSR. Analýza byla provedena u 15 různých odrůd T. pratense, souboru 17 planých druhů rodu Trifolium a 7 z nich vyšlechtěných odrůd a dále u skupiny 36 jetelových hybridů. Byl zjištěn vysoký polymorfismus a dobrá přenositelnost markerů. Data byla využita pro charakterizaci genetické variability, ke studiu hybridizace a introgrese, sestrojení fylogenetických stromů a k identifikaci odrůd. Dále byla provedena analýza 7 markerů SNP u 5 odrůd T. pratense. Byly navrženy dva jednoduché, laboratorně dostupné způsoby detekce markerů SNP založené na polymerázové řetězové reakci a na štěpení restriktázou.

Abstract:

The Trifolium genus (clover) is an agronomically important genus. The effort of breeders is to improve yield and other important features of clover. Effective breeding is based on genome sequence, that provides useful information. The next-generation sequencing methods enable to sequence nonmodel plant species, also that with complex genomes. And the clover genus is the one of them. In this thesis the applications of SSR and SNP markers are studied. These markers were developed from the sequence made by Illumina platform. In a total 50 SSR markers were validated. The analysis were performed among 15 varieties of T. pratense, 17 wild Trifolium species and their 7 varieties, and 36 clover hybrids. High polymorphism and transferability of markers were discovered. Subsequently the data were used to characterize genetic variability, to study hybridization and introgression, to construct phylogenetic tree and to identify varieties. The analysis of 5 varieties of T. pratense was carried out using 7 SNP markers. Two simple and available methods for detection of SNP markers were propounded. These methods were based on the PCR and on the cleavage by restriction enzyme.

Keywords

sekvenování nové generace, Trifolium, SSR, SNP, genetická variabilita, next-generation sequencing, genetic variability

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2015
• Supervisor: doc. RNDr. Jana Řepková, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics