Fyzická mapa chromozómu 4AL pšenice a poziční klonování genu ovlivňujícího výnos.

Mgr. Barbora BALCÁRKOVÁ

Doctoral thesis

Abstract:

Bread wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most important crops worldwide. Wheat provides basic food for 35% of the world population and is grown in a wide range of environments, mainly in temperate zone. Its importance can be compared only with rice or maize. Fast growing human population dramatically increases importance on food produc-tion including wheat production. Breeding of highly yielding wheat cultivars resistant to biotic and abiotic stresses is the main challenge for current breeding programs. Wheat genome is composed of three related diploid genomes (A, B and D) and contains more than 80 % of repetitive sequences. This great genome complexity makes breeding, molecular markers development, marker assisted selection (MAS) and wheat genome sequencing very complicated. Reduction of the complexity by the flow sorting of chromosomes or chromosome arms greatly facilitates marker development and mapping. The sorting also provides sufficient quantity of high molecular weight DNA for survey sequencing and BAC library construction. Development of large numbers of chromosome specific markers allows construction of high density maps creating an ideal base for map based cloning of agronomically important genes. The aim of the present Ph.D. thesis was to construct a sequencing-ready 4A chromo-some-specific physical map and high density radiation hybrid map to use them for map satu-ration and cloning of the powdery mildew-resistance gene QPm-tut-4A, rust resistance gene (Yr51) and yield related gene Qyi-4A-bga.

Abstract:

Pšenice setá (Triticum aestivum L.) je jednou z nejdůležitějších plodin světa. Poskytu-je základní potravu pro 35 % obyvatel Země a je pěstována v širokém rozmezí prostředí, hlavně v oblastech mírného pásu. Její důležitost se může srovnávat pouze s rýží nebo kukuři-cí. Rychle rostoucí lidská populace klade stále větší nároky na produkci potravin a tedy i na pšenici. Šlechtění výnosnějších a odolnějších odrůd pšenice je hlavní výzvou současných šlechtitelských programů. Genom pšenice se skládá ze tří homeologních subgenomů (A, B a D) a obsahuje více než 80 % repetitivních sekvencí. Velká komplexita genomu pšenice je hlavní překážkou šlechtění, efektivního vývoje molekulárních markerů, selekci za pomoci markeru (MAS, Marker Assisted Selection) a sekvenaci pšeničného genomu. Jednou z možností, jak se vypořádat se složitostí pšeničného genomu, je použití jed-notlivých chromozomů nebo jejich ramen tříděných průtokovou cytometrií, které jsou ideální základnou pro vývoj markerů a mapování s velkou hustotou. Třídění chromozomů anebo jejich ramen také poskytuje dostatečné množství vysokomolekulární DNA, která je využívána pro tzv. "survey" sekvenování a konstrukci knihoven DNA dlouhých inzertů (tzv. BAC knihoven). Cílem dizertační práce byla konstrukce fyzické mapy dlouhého ramene chromozomu 4A pšenice a vysoko-hustotní radiační hybridní mapy tohoto chromosomu a jejich využití pro zahuštění genetické mapy klonování genů QPm-tut-4A zodpovědného za resistenci k padlí travnímu, Yr51 odpovědného za rezistenci ke rzi a Qyi-4A-bga gene ovlivňujícího výnos.

Keywords

pšenice, Triticum aestivum, fyzická mapa, radiační hy-bridní mapa, BAC knihovna, poziční klonování

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 3. 2017

Thesis defence

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology / Botany