Эффективность методов молекулярного маркирования в селекции, семеноводстве сельскохозяйственных культур и для изучения биоразнообразия растительных ресурсов

• Автор: Мухина, Жанна Михайловна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 287 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Понятие маркера и основные требования к неу

1.2 Молекулярно-генетические маркеры

1.3 Применение молекулярно-генетических маркеров в практической селекции и семеноводстве сельскохозяйственных растений
1.4 Изучение биоразнообразия растений и грибных фитопатогенов методами молекулярно- генетического маркирования

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материал исследований

2.2 Методы исследований

2.2.1 Экстракция ДНК из растительного материала
2.2.2 Выделение гриба Magnoporthe grisea (Herbert) Barr »
в чистую культуру и получение моноизолятов
2.2.3 Молекулярные маркеры, использованные для экспериментов. Параметры ПЦР-реакций
2.2.4 Визуализация ПЦР-продуктов. Проведение электрофореза
2.2.5 Гибридизация растений риса
2.2.6 Оценка устойчивости растений риса к пирикуляриозу
2.2.7 Статистический анализ
3 СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
РИСА, УСТОЙЧИВОГО К БИОТИЧЕСКИМ СТРЕССОВЫМ ФАКТОРАМ (ПИРИКУЛЯРИОЗ) МЕТОДОМ МАРКЕРНОЙ СЕЛЕКЦИИ
3.1 Интрогрессия генов широкого спектра устойчивости к пирикуляриозу Pi-1, Pi-2, Pi-ЗЗ в отечественные сорта риса с применением методов маркерной селекции
4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО МАРКИРОВАНИЯ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ХОЗЯЙСТВЕННО ВАЖНЫХ
ГЕНОВ РИСА

4.1 Создание внутригенных ДНК-маркеров гена устойчивости к пирикуляриозу риса Pi-ta для использования в работе с генетическими ресурсами и для целей селекции
4.2 Поиск источников гена устойчивости Pi-ta среди коллекционных образцов риса с помощью внутригенного доминантного маркера
4.3 Создание внутригенного аллельспецифичного ДНК-маркера
гена красной окраски перикарпа риса Rc.
4.4 Полевая апробация методической схемы контроля питомников размножения сортов риса (первичные звенья семеноводства) от краснозерного засорения на основе молекулярного маркирования reHaRc
5 ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ КРАСНОЗЕРНЫХ АНАЛОГОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ВЫРАЩИВАНИИ БЕЛОЗЕРНЫХ СОРТОВ РИСА НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
6 ИЗУЧЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНОГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА
6.1 Генетическая паспортизация отечественных сортов и сортообразцов риса (Oriza sativa L.) на основе ДНК (микросателлитного) анализа
6.2 Использование метода молекулярного маркирования для оценки генетической однородности гибридных семян гетерозисных культур (подсолнечник, Helianthus annuus L.) и его применение в практическом семеноводстве
6.3. Изучение меж- и внутривидового разнообразия злостного сорняка рисовых полей рода Echinochloa методом молекулярного маркирования
7 ИЗУЧЕНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ГРИБНЫХ ФИТОПАТОГЕНОВ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНОГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОДХОДА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИИ УСТОЙЧИВЫХ СОРТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
7.1 Изучение биоразнообразия образцов российской государственной коллекции Magnoporthe grisea (Herbert) Barr -возбудителя пирикуляриоза риса - на основе маркирования ДНК-локусов патогена
ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Генетическое разнообразие, природное или созданное человеком, является основой для выведения новых сортов сельскохозяйственных растений.
Современные сорта сельскохозяйственных культур должны удовлетворять основным требованиям:
- обладать высоким урожаем и хорошим качеством продукции;
- быть хорошо адаптированными к зональным агротехнологиям;
- быть устойчивыми к биотическим и абиотическим стрессовым факторам.
Маркерная селекция значительно упрощает процесс создания таких сортов, ускоряя и делая более эффективным отбор растений с интересующими селекционера генами. В случае доказанного факта сонаследования целевого гена и сцепленного с ним молекулярного маркера отпадает необходимость оценки отбираемых растений по фенотипу (например, создание инфекционных фонов, абиотических стрессовых условий и т.д.), которая в ряде случаев связана со значительными трудозатратами и технически трудновыполнима.
Генетические маркеры играют исключительно важную роль в изучении наследственной конституции организма и, в особенности, в оценке исходного селекционного материала, поскольку облегчают контроль за включением желаемых (и нежелаемых) генетических факторов от родительских форм в создаваемые сорта и гибриды.
Для сравнения следует отметить, что средняя продолжительность селекционных схем, основанных на классических методах гибридизации и отбора растений, для однолетних культур около 10, а для двулетних - до 20 лет.

Решение каждой конкретной задачи требует подбора оптимальных молекулярно-генетических маркеров (Хавкин Э.Е., 1997).
1.3 Применение молекулярно-генетических маркеров в практической генетике, селекции и семеноводстве сельскохозяйственных растений
Подсчитано, что в XX веке только за счет генетического потенциала новых сортов каждые 10 лет урожайность пшеницы, например, увеличилась в разных странах на 2 - 4 ц/га (Санухадзе и др., 2002; Беспалова, 2003; Жученко, 2004).
Большинство хозяйственно ценных признаков растений наследуются полигенно, и их природа до сих пор служит предметом острой научной дискуссии.
Анализ количественных признаков (QTL-анализ) на основе молекулярного маркирования
Традиционные биометрические модели рассматривают количественные признаки как полигенные, находящиеся под контролем множества локусов с малым эффектом. Идентификация таких локусов, известных как локусы количественных признаков или QTLs (quantitative trait locuses), достаточно сложна в связи с тем, что индивидуальный вклад каждого из этих локусов в фенотип растения относительно невелик (Yano М. et al., 1997).
В основе QTL-анализа, независимо от культуры, на которой он применяется, лежит определение связи между генетически детерминированными проявлениями фенотипа и специфическими генетическими маркерами, в роли которых выступают ДНК-маркеры (McCouch S.R., Doerge R.W., 1995; Paterson А.Н., 1995).