Stanovení polymorfismu DNA u vybraných genů pro syntézu morfinových alkaloidů u máku setého (Papaver somniferum L.)

Jan Kriner

Master's thesis

Assessment of DNA polymorphism in selected genes for synthesis of morphine alkaloids in poppy (Papaver somniferum L.)

Abstract:

Mák setý (Papaver somniferum L.) je jednoletá rostlina, která se v České Republice pěstuje především jako olejnina. V celé rostlině se vyskytují mléčnice, které obsahují různou směs alkaloidů. Nejznámějším z nich je morfin. V této diplomové práci se zabývám sekvencí jednotlivých genů, které souvisejí s tvorbou sekundárních metabolitů máku setého. Předpokládám, ţe k identifikaci jednotlivých odrůd máku lze vyuţít sekvenční polymorfismus genů, které jsou součástí biochemické dráhy pro tvorbu morfinových alkaloidů. Pro experimentální část mé práce bylo nutné navrhnout vhodné primery pro amplifikaci genů CODM, COR1 a T6ODM, které souvisejí s biosyntézou morfinových alkaloidů. Testováno bylo 31 různých odrůd máku. Pro sekvenaci amplikonů byla zvolena Sangerova metoda. Byly porovnány očekávané a pozorované délky amplikonů. Po úspěšné sekvenaci genů byly následně testovány pro polymorfismus. Frekvence SNP byla niţší, neţ se předpokládalo. Při amplifikaci COR1 byl objeven jeho pseudogen, který byl následně úspěšně sekvenován. Existuje předpoklad, ţe jednotlivé SNP se liší u opiového a potravinářského máku. Získané sekvence genů mohou přispět k dalšímu studiu diverzity máku, jakou jsou např. mikrosatelitní markery.

Abstract:

Poppy flower (Papaver somniferum L.) is an annual herb cultivated primarily in the Czech Republic as an oil plant. The whole plant contains dairy milks that contain a different mixture of alkaloids. The most famous of these is morphine. In this diploma thesis I deal with the sequence of individual genes that are related to the formation of secondary metabolites of poppy seed. I assume that sequential polymorphism of the genes that are part of the biochemical pathway for the formation of morphine alkaloids can be used to identify the individual poppy flowers. For the experimental part of my work it was necessary to design suitable primers for the amplification of CODM, COR1 and T6ODM genes which are related to morphine alkaloid biosynthesis. 31 different varieties of poppy have been tested. For the sequencing of amplicons, the Sanger method was chosen. The expected and observed amplicon lengths were compared. After successful gene sequencing, they were subsequently tested for polymorphism. The frequency of SNP was lower than predicted. In the amplification of COR1 his pseudogen was discovered, which was subsequently successfully sequenced. There is a presumption that individual SNPs are different for opium and food poppy. The gene sequences obtained can contribute to further study of poppy diversity, such as microsatellite markers.

Keywords

Papaver somniferum L., SNP, morfinové alkaloidy, polymorfismus genů, pseudogeny

Keywords

SNP, morphine alkaloids, polymorphism of genes, Papaver somniferum L., pseudogenes

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jakub Vašek, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Biotechnology / Biotechnology and Plant Breeding