Studium opylovacích poměrů samosprašných odrůd třešní analýzou DNA

Bc. Bc. Kateřina Hřebcová

Master's thesis

Study of pollination dynamics of self-compatible varieties of sweet cherry using DNA analysis

Abstract:

Autoinkompatibilita (cizosprašnost) je jedním z nejdůležitějších mechanismů, který rostliny využívají s cílem zabránit samoopylení a následnému inbreedingu. Je geneticky řízena multialelickým S-lokusem, který je schopen rozeznat a odmítnout pyl stejného S-fenotypu. Genotypy se stejnými alelami jsou tedy vzájemně inkompatibilní a odrůdy se stejnými genotypy nejsou schopny vzájemného opylení.Třešeň ptačí (Prunus avium L.) ve své divoké formě je rostlinou autoinkompatibilní (cizosprašnou). Naprostá většina kulturních odrůd třešně ptačí patří mezi odrůdy cizosprašné. Prvním komerčně uvedeným kultivarem samosprašné třešně byla odrůda Stella, vyšlechtěná v Kanadě z křížence odrůdy Lambert a autokompatibilního semenáče, který vznikl ozářením. Odrůda Stella se posléze stala i základem ke šlechtění dalších samosprašných odrůd (Lapins, Sunburst, domácí odrůda Halka).Moderní metody extrakce DNA a její následné analýzy, zejména amplifikace pomocí PCR, gelová elektroforéza a velmi přesná metoda kapilární elektroforézy, umožňují přesné určení genotypu u testovaných jedinců. Cílem této práce bylo prostřednictvím analýzy DNA zjistit míru samoopylení u samosprašné odrůdy Stella. V této práci byla testována DNA jednak vyvíjejících se embryí plodů zkoumaných jedinců pro určení genotypů potomstva, jednak z pupenů jednotlivých stromů pro určení paternity.Vyslovená hypotéza předpokládala vysokou míru samoopylení a minoritní zastoupení genetického materiálu dalších odrůd v potomstvu stromu odrůdy Stella. Získané výsledky po statistickém vyhodnocení procentuálního zastoupení jednotlivých genotypů v odebraných plodech odrůdy Stella potvrdily platnost vyslovené hypotézy a jsou předmětem diskuse.

Abstract:

Self-incompatibility is one of the most important mechanisms used by plants to prevent self-pollination and consequently inbreeding. It is genetically controlled by the S-locus, which allows the recognition and rejection of S-phenotypically identical pollen. Genotypes with identical S-alleles are mutually incompatible and varieties with identical genotypes have no ability of mutual pollination.Sweet cherry (Prunus avium L.) in its wild form is naturally self-incompatible plant. The very most of cultural varieties of sweet cherry belongs to self-incompatible ones. Stella is the first self-fruitful sweet cherry introduced for commercial planting. It was selected from the variety Lambert and an autocompatible seedling gained as a result of X-ray irradiation experiments in Canada. Later it stayed as a parent for other self-compatible varieties of sweet cherry (Lapins, Sunburst, Czech variety Halka).Modern methods of DNA extraction and its further analysis, namely PCR amplification, gel electrophoresis and very precise method of capilar electrophoresis, enable exact detection of genotypes in individuals tested. In this experiment, DNA was isolated both from developping embryoes in fruits to detect the genotypes of offspring and from the buds of the trees for parentage detection.In this thesis, the rate of self-pollination in self-compatible variety Stella was determined. Hypothesis declared supposed a high rate of self-pollination and a minor share of genetic materials of other varieties in Stella´s offsprings. In this experiment, DNA of both developping embryoes in fruits to detect the genotypes of offspring and from the buds of the trees for parentage detection was tested.The results obtained proved the assumption declared in hypothesis and after statistical evaluation of genotypes percentage in fruits of variety Stella were discussed.

Keywords

Prunus avium L., samosprašné odrůdy, odrůda Stella, S-lokus inkompatibility, DNA analýza

Keywords

Prunus avium L., self-compatible varieties, Stella variety, S-locus of incompatibility, DNA analysis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Petr Sedlák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Crop Science / Crop Science