Analýza genetické variability jírovce maďalu pomocí DNA markerů

Bc. Václav Bačovský

Master's thesis

The analysis of horse chestnut genetic variability using DNA markers

Abstract:

Někteří ze zástupců rodu Aesculus jsou každoročně silně infestováni klíněnkou jírovcovu (Cameraria ohridella), jejíž larvy minují v listech hostitelských dřevin a dokáží poškodit v příhodných podmínkách až 100% listové plochy. U napadených stromů dochází vlivem snížené obranyschopnosti k invazi houbových (Erysiphe flexuosa, Guignardia aesculi) a bakteriálních (Pseudomonas syringae pv. aesculi) patogenů, a později dochází k vysoké mortalitě u infikovaných jedinců. V této práci byla studována genetická diverzita A. hippocastanum, A. turbinata, A. glabra, A. parviflora, A. glabra var. arguta, A. x carnea, A. marilandica, A. pavia a jejich genotypů s rozdílnou náchylností ke klíněnce jírovcové. Analýzou 8 mikrosatelitních lokusů, s využitím SB pufru během separace, byla zjištěna vysoká hodnota polymorfního informačního obsahu 0,45 -- 0,77 (v průměru 0,60). Na jeden lokus bylo identifikováno v průměru 5,5 alely. Za dvě vegetační období bylo zároveň programem Assess 2.0 vyhodnoceno poškození listové plochy u náchylných genotypů. Na každé lokalitě byl zjištěn rozdílný tlak a rozdílný vývoj klíněnky, v některých případech bylo zaznamenáno menší poškození, u jednoho jedince dokonce opakovaně. Z uvedených výsledků byla stanovena stupnice napadení a zhotoven dendrogram podobnosti, kde byly rozlišeny tři skupiny rezistentních, náchylných a imunních jedinců, a 5 hlavních sekcí rodu Aesculus. Klonováním a následnou analýzou vnitřních transkribovaných mezerníků, ITS1 a ITS2, byla zjištěna variabilita na vnitřní i mezidruhové úrovni. Pro hybridní druh A. x carnea byly získány unikátní sekvence, když nebyla nalezena shoda v genové databázi NBCI pro žádný z uvedených druhů.

Abstract:

Some species of the genus Aesculus are every year heavily infested by horse chestnut leaf miner (Cameraria ohridella), whose larvae are mining the leaves, and under appropriate conditions may damage up to 100% of the leaf area. The effect of lower defense capability of infested trees lead to invasion of fungal (Erysiphe flexuosa, Guignardia aesculi) and bacterial (Pseudomonas syringae pv. aesculi) pathogens, and later to higher mortality of infected individuals. In this study were measured the genetic diversity of species A.hippocastanum, A. turbinata, A. glabra, A. parviflora, A. glabra var. arguta, A. x carnea, A. marilandica, A. pavia, and their genotypes with different susceptibility to the leaf miner. Analysis of 8 microsatellite loci, using the SB buffer for separation, showed high polymorfic information content 0.45 -- 0.77 (0,60 in average) and high genetic diversity. For each loci was found average 5.5 aleles. During two vegetation period, leaf area damage of these genotypes was evaluated in statistical software Assess 2.0. Different pressure of leaf miner and different development at each locality was recorded, and even in some cases lower damage was found, in one case it occured permanently. According to the data obtained, the pathological scale was established and the dendogram of similarity was created. Three groups of resistant, non -- resistant and immune individuals were distinguished and five main section of Aesculus was found. By cloning and analysing the inner transcribed spacers, ITS1 and ITS2, inner and inter species variability was examined. For the sequence of hybrid species A. x carnea no compliance was found in NBCI, therefore first sequence of this genotype was obtained.

Keywords

Aesculus, rezistence, genetická diverzita, SB pufr, SSR, klonování, ITS

Keywords

Aesculus, cloning, ITS, genetic diversity, SB buffer, SSR, resistance

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Tomáš Vyhnánek, Ph.D.
• Reader: Petr Sedlák, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Agronomy

Master programme / field:
Plant Production / Plant Biotechnology