Использование технологий ДНК-маркирования в селекционно-генетических исследованиях яблони

• Автор: Ушакова, Яна Владимировна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Значение яблони как плодовой культуры, основные задачи и направления

в современной селекции яблони

1.2. Парша яблони

1.3 Понятие молекулярного маркера и основные типы маркерных систем

1.4 Молекулярно-генетические методы в изучении устойчивости яблони к парше

1.5 Изучение генетического разнообразия яблони

1.6 Молекулярно-генетический полиморфизм гена самонесовместимости в пределах вида Malus domestica

2 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Условия проведения и материал исследований
2.2 Молекулярные маркеры, использованные в работе
2.3 Методы исследований
2.4 Статистическая обработка данных
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3. 1 Апробация методов экстракции ДНК
3.2 Идентификация генов Vf и Vm у отечественных сортов и селекционных форм яблони
3.3 Совершенствование ДНК-маркерной идентификации гена Vf иммунитета яблони к парше
3.4 Молекулярно-генетическая идентификация аллелей гена самонесовместимости в сортах яблони
3.5 Исследование полиморфизма микросателлитных локусов сортов яблони отечественной селекции
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Применение ДНК-технологий в селекции и генетике сельскохозяйственных культур позволяет значительно расширить область научных исследований: от изучения генетического разнообразия и вопросов паспортизации сортов до защиты авторских прав селекционеров и продукции растениеводства от фальсификации, а также определение её качества и генетической чистоты.
Возможности ДНК-маркеров превосходят потенциал изоферментов и запасных белков. В связи с тем, что применение молекулярных маркеров не зависит от фенотипа растения, этапа вегетационного периода и их использование позволяет напрямую характеризовать генотип, они приобретают все большую ценность при оценке степени генетического разнообразия, а также в исследованиях, направленных на идентификацию генов, участвующих в детерминации хозяйственно-ценных признаков [Хавкин Э.Е., 1997]. Особенно актуально использование ДНК-маркеров при идентификации генов устойчивости к заболеваниям, т. к. это отменяет необходимость проведения -фитопатологинескойюценкиюбразцов
Ввиду высокой вредоносности парши яблони, вызываемой грибным патогеном Venturia inaequalis (Cooke)G. Winter, актуально ускоренное создание сортов, иммунных к данному заболеванию. Решение этой задачи невозможно без глубоких знаний генетических основ устойчивости к парше. Особое значение здесь приобретает технология ДНК-маркирования, позволяющая проводить скрининг генетической плазмы яблони на наличие генов устойчивости на любом этапе селекционного процесса вне зависимости от фазы онтогенеза растений.
ДНК-маркеры могут быть использованы как для идентификации целевых генов, так и при изучении генетического разнообразия культурных растений. В этих целях могут быть эффективно использованы микросателлитные маркеры,
1.6 Молекулярно-генетический полиморфизм гена самонесовместимости в
пределах вида Malus domestica
Самонесовместимость - характерная черта многих цветковых растений, препятствующая инбридингу и способствующая ауткроссингу, который приводит к свободному перекомбинированию наследственного материала популяции, реализуя гибридную мощность организмов [Суриков И.М., 1991].
Системы самонесовместимости делят на спорофитные (фенотип пыльцевого зерна определяется диплоидным геномом материнского растения) и гаметофитные (фенотип определяется только генами, которые несёт данное пыльцевое зерно). Яблоня, как и другие представители семейства Rosaceae, принадлежит к растениям с моногенным гаметофитным контролем реакции самонесовместимости [Ефимова И.Л., 2005]. Явление самонесовместимости представляет собой один из наиболее ярких примеров межклеточного взаимодействия и может служить удобной моделью для анализа экспрессии генов [Broothaerts W. et al., 1995].
В системе самонесовместимости гаметофита яблони хорошо известен ген самонесовместимости (5-ген). 5-локус - это мультигенный комплекс, включающий 5-РНКазный ген, экспреесирущийся в пестике, и специфический F-box ген пыльцы. Продукты 5-гена в пестике - цитотоксические протеины с рибонуклеазной активностью (5-РНКазы) [McClure В.А. et al., 1989]. В процессе самонесовместимого взаимодействия 5-РНКазы контролирует прорастание пыльцевой трубки, проникая в цитоплазму и деградируя пыльцевую РНК [Broothaerts W. et al., 1995]. Пыльцевые трубки, прорастающие из пыльцы с определенным аллелем 5-гена ингибируются в пестиках растений, несущих тот же аллель [Janssens G. A. et al., 1995]. Следовательно, оплодотворение блокируется, когда 5-аллель пыльцы совпадает с одним или несколькими 5-аллелями пестика [Gao Z.S. et al., 2005]
аллелеассоциированные протеины - высокоосновные гликопротеины с приблизительной молекулярной массой около 30 кДа, которые широко