Využitie genetických markerov u hexaploidných pšeníc s neštandardným sfarbením obilky

Ing. Klára Štiasna

Disertační práce

Využití genetických markerů u hexaploidních pšenic s nestandardním zbarvením obilky

Anotace:

U 25 genotypů pšenice s nestandardním zbarvením obilek byly vykonány molekulárně genetické analýzy zaměřené na vybrané aspekty technologické kvality. Byl sledován výskyt nulových alel pro gen odpovědný za syntézu amylózy, GBSSI, tzv. „waxy gen“. U 20 % genotypů byla detekována nulová alela Wx-B1, ostatní nulové alely pozorovány nebyly. Dále byla analyzována alelická skladba genů podmiňujících tvrdost obilek, Pina a Pinb. U tří genotypů se alely nepodařilo identifikovat. U Pina se v kolekci vyskytovala pouze standardní alela Pina-D1a, u Pinb byla pozorována větší variabilita, 36 % genotypů neslo standardní alelu Pinb-D1a, 40 % alelu Pinb-D1b a 12 % alelu Pinb-D1d. Byla změřena instrumentální tvrdost, která korelovala se zjištěným alelickým stavem genotypů. Na základě propustnosti laserového paprsku skrz obilky byla stanovena jejich textura. Výskyt moučnatých obilek se pohyboval od 0 % do 100 %. Textura a tvrdost spolu nekorelují na instrumentální ani genetické úrovni. Výskyt nulové alely Wx-B1 se nijak neprojevil na tvrdosti obilek ani na jejich textuře. U pěti genotypů s modrým, purpurovým a bílým zabarvením obilky byly získány částečné sekvence strukturních genů biosyntetické dráhy anthokyanů, F3H a DFR. Mezi jednotlivými kopiemi genů byly pozorovány jednonukleotidové polymorfizmy.

Abstract:

Molecular genetic analyses focused on selected aspects of technological quality were carried out on 25 wheat genotypes with non-standard coloured caryopses. Occurrence of null alleles was observed for the GBSSI gene responsible for amylose synthesis, the so-called waxy gene. Null allele Wx-B1 was found in 20 % of the genotypes, other null alleles were not observed. Allelic state of Pina and Pinb genes affecting caryopsis hardness was analysed too. Allele identification of three genotypes was not successful. In the Pina case, only the wild-type allele Pina-D1a was present, in the Pinb wider variability was observed, 36 % of the genotypes carried wild-type Pinb-D1a allele, 40 % carried Pinb-D1b allele and 12 % Pinb-D1d allele. Instrumental hardness was measured and it correlated with the detected allelic state. Caryopses texture was determined based on the laser beam transmission through the caryopsis. Occurrence of mealy caryopses ranged from 0 % to 100 %. Caryopsis texture and hard-ness do not correlate neither on the instrumental nor on the genetic basis. Null allele Wx-B1 occurrence did not influence the caryopsis hardness nor their texture. Partial sequences of F3H a DFR structural genes of the anthocyanin biosynthetic pathway were obtained at five genotypes with blue, purple and white caryopses. Single nucleotide polymorphisms among individual gene copies were observed.

Abstract:

U 25 genotypov pšenice s neštandardným sfarbením obiliek boli vykonané molekulárne genetické analýzy zamerané na vybrané aspekty technologickej kvality. Bol sledovaný výskyt nulových aliel pre gén zodpovedný za syntézu amylózy, GBSSI, tzv. „waxy gén“. U 20 % genotypov bola detegovaná nulová alela Wx-B1, ostatné nulové alely pozorované neboli. Ďalej bola analyzovaná alelická skladba génov podmieňujúcich tvrdosť obiliek, Pina a Pinb. U troch genotypov sa alely nepodarilo identifikovať. U Pina sa v kolekcii vyskytovala iba štandardná alela Pina-D1a, u Pinb bola pozorovaná väčšia variabilita, 36 % genotypov nieslo štandardnú alelu Pinb-D1a, 40 % alelu Pinb-D1b a 12 % alelu Pinb-D1d. Bola zmeraná inštrumentálna tvrdosť, ktorá korelovala so zisteným alelickým stavom genotypov. Na základe priepustnosti laserového lúča skrz obilky bola stanovená ich textúra. Výskyt múčnatých obiliek sa pohyboval od 0 % do 100 %. Textúra a tvrdosť obiliek spolu nekorelujú na inštrumentálnej ani genetickej úrovni. Výskyt nulovej alely Wx-B1 sa nijak neprejavil na tvrdosti obiliek ani na ich textúre. U piatich genotypov s modrým, purpurovým a bielym sfarbením obilky boli získané čiastočné sekvencie štruktúrnych génov biosyntetickej dráhy anthokyánov, F3H a DFR. Medzi jednotlivými kópiami génov boli pozorované jednonukleotidové polymorfizmy.

Klíčová slova

waxy, tvrdost, anthokyany

Keywords

waxy, hardness, anthocyanins

Klíčová slova

waxy, tvrdosť, anthokyány

Jazyk práce: slovenština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 6. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Tomáš Vyhnánek, Ph.D.

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Botanika / Anatomie a fyziologie rostlin