Przygotowanie populacji mapującej uzyskanej ze skrzyżowania odmian ‘Elsanta’ i ‘Senga Sengana’ dla analizy regionów QTL sprzężonych z wybranymi cechami użytkowymi gatunku Fragaria.
Sylwia Keller-Przybyłkowicz
sylwia.keller@inhort.plZakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice (Poland)
http://orcid.org/0000-0002-3473-9706
Agnieszka Masny
Zakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice (Poland)
http://orcid.org/0000-0002-6727-5653
Bogusława Idczak
Zakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice (Poland)
http://orcid.org/0000-0002-7883-4908
Krystyna Strączyńska
Zakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice (Poland)
Abdelrahmen Mostafa Abdelwahab Mohamed
Minia University, Faculty of Agriculture, 61517 Elminia, Egypt (Egypt)
Abstrakt
Celem przeprowadzonych badań było przygotowanie populacji mapującej uzyskanej w wyniku skrzyżowaniaodmian ‘Elsanta’ i ‘Senga Sengana’, przydatnej do badań genotypowo-fenotypowych, poprzedzonych porządzeniem ‘szkieletu’ mapy genetycznej. Pierwszym etapem badań była ocena molekularna roślin form rodzicielskich pod kątem stopnia polimorfizmu genetycznego. Na postawie analizy wytypowanych 450 markerów SSR w genomie odmiany ‘Elsanta’ zidentyfikowano łącznie 418 alleli polimorficznych, natomiast w genomie odminay ‘Senga Sengana’ – 337 alleli. Przeprowadzone badania potwierdzają wysoki stopień heterozygotyczności genomów obu wytypowanych do badań odmian.
Kolejnym etapem prac była analiza molekularna siewek uzyskanych w wyniku krzyżowania obu heterozygotycznych form rodzicielskich oraz ocena satusu genetycznego genotypów potomnych. Badania te potwierdziły, że w obrębie roślin populacji mapującej ‘Elsanta’ i ‘Senga Sengana’ występują genotypy pochodzące tylko z kontrolowanego zapylenia. Ponadto, analiza segregacji, w populacji mapującej, alleli heterozygotycznych, zidentyfkowanych w genomach form rodzicielskich, umożliwiła sporządzenie szkieltu zintegrowanej mapy obu badanych genomów truskawki. Wstępna mapa genetyczna, do sporządzenia której zastosowano wybranych 44 polimorficznych markerów SSR, zawiera łącznie 27 grup sprzężeń, na których zidentyfikowano loci 53 alleli polimorficznych, pokrywających 1 033 cM genomu truskawki.
W wyniku przeprowadzonych testów potwierdzono, że uzyskana populacja stanowi wartościowy materiał do badań związanych z opracowaniem mapy genetycznej truskawki. Ponadto, sporządzony ‘szkielet’ mapy ‘Elsanta’ × ‘Senga Sengana’ poszerza bazę do dalszej lokalizacji genów i identyfikacji regionów QTL sprzężonych z ważnymi cechami użytkowymi truskawki.
Instytucje finansujące
Słowa kluczowe:
allele heterozygotyczne, genom Fragaria, mapa genetyczna, SSRBibliografia
Bringhurst, R. S. (1990). Cytogenetics and evolution in American Fragaria. Hortic. Sci. 25: 879–881.
Google Scholar
Darrow, G. M. (1966). The Strawberry - History Breeding and Physiology. The New England Inst.for Med. Res..
Google Scholar
Davik, J. Sargent, D. J., Brurberg, M. B., Lien, S., Kent, M., Alsheikh. (2015)a. A ddRAD based Linkage map of the cultivated strawberry, Fragaria annassa. PLOS ONE 10(9): doi:10.1371/journal.pone.0137746
Google Scholar
Davis, T. M., DiMeglio, L. M., Yang, R. H., Styan, S. M. N., Lewers, K. S. (2007). Assessment of SSR transfer from the cultivated strawberry to diploid strawberry species: Functionality, linkage group assignment, and use in diversity analysis. J. Amer. Soc. Horti. Sci. 131: 506–512.
Google Scholar
Denoyes-Rothan, B., Guerin, G., Lerceteau-Kohler, E., Risser, G. (2005). Inheritance of a race-specific resistance to Colletotrichum acutatum in Fragaria × ananassa. Phytopathology 95: 405-412.
Google Scholar
Denoyes-Rothan, B., Lerceteau-Kohler, E., Guerin, G., Bosseur, S., Bariac, J., Martin, E., Roudeillac, P. (2004). QTL analysis for resistance to Colletotrichum acutatum and Phytophthora cactorum in octoploid strawberry (Fragaria × ananassa). Acta Hort. 663: 147-151.
Google Scholar
Doyle, J. J., Doyle, J. L.. (1990). Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 12: 13-15.
Google Scholar
FAOSta. (2019). Food and Agriculture http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
Google Scholar
Federova, N. J. (1946). Cross ability and phylogenetic relationships in the main European species of Fragaria. Natl. Acad. Sci. USSR. 52: 545–7.5.
Google Scholar
Griffiths, P. L., Dougan, G., Connerton, I. F. (1996). Transcription of the Campylobacter jejuni cell division gene ftsA. FEMS Micr. Lett. 143(1): 83-87.
Google Scholar
Hancock, J. F.. (1999). Strawberries. CAB International, Oxford, U Hancock, K.
Google Scholar
Hancock, J. F. (2008)., Temperate fruit crop breeding: germplasm to genomics, Springer Science +Business Media, B.V. New York. USA.
Google Scholar
Hittalmani, S., Girish, T. N., Biradar, H., Maughan, P. J.. (2008). Mapping populations: Development, Descriptions and Deployment; Principles and Practices of Plant Genomics: Vol.1: Genome Mapping; Chapter 3, Kolle, C. and Abbott, A.G. Sci. Publishers USA: 69-92.
Google Scholar
Hummer, K. E., Janick, J. (2009). Rosaceae: Taxonomy, economic importance, genomics. In: Folta, K. Gardiner, S. (eds), Genetics and Genomics of Rosaceae. Springer Science+Business Media, New York, USA, 1-18.
Google Scholar
Isobe, S. N., Hirakawa, H., Sato, S., Maeda, F., Ishikawa, M., Mori, T., Yamamoto, Y., Shirasawa, K., Kimura, M., Fukami, M., Hashizume, F., Tsuji, T., Sasamoto, S., Kato, M., Nanri, K., Tsuruoka, H., Minami, C., Takahashi, C., Wada, T., Ono, A., Kawashima, K., Nakazaki, N., Kishida, Y., Kohara, M., Nakayama, S., Yamada, M., Fujishiro, T., Watanabe, A., Tabata, S. (2013). Construction of an integrated high density simple sequence repeat linkage map in cultivated strawberry (Fragaria × ananassa) and its applicability. DNA Res. 20: 79–92.
Google Scholar
Kole, C., Abbott, A. G.. (2008). Fundamentals of plant genome mapping. W: Kole, C., Abbot, A. G., Principles and practices of plant genomics. Genome mapping. Science Publishers USA: 2-67.
Google Scholar
Lerceteau-Kohler, E., Roudeillac, P., Markocic, M., Guerin, G., Praud, K., Denoyes-Rothan, B. (2002). The use of molecular markers for durable resistance breeding in the cultivated strawberry (Fragaria × ananassa). Acta Hort. 567: 615-618.
Google Scholar
Liebhard, R., Gessler, C. (2000). Possible errors in genome mapping. Integrated Control of Pome Fruit Diseases IOBC wprs Biulletin 23(12): 127-135.
Google Scholar
Masny A., Markowski J., Żurawicz E. (2002): Możliwości poprawienia jakości truskawek przez hodowlę nowych odmian. Zeszyty problemowe postępów nauk rolniczych 488:495-501
Google Scholar
Mohamed, A. M. W. (2014). The genetic map of strawberry (Fragaria × ananassa) based on ‘Elsanta’ × ‘Senga Sengana’ mapping population. Praca doktorska. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice pp.108.
Google Scholar
Myles, S., Peiffer, J., Brown, P. J., Ersoz, E. S., Zhang, Z., Costich, D. E., Buckler, E. S. (2009). Association mapping: Critical considerations shift from genotyping to experimental design. The Plant Cell 21. (2194)-2202.
Google Scholar
Philips, R. L., Vasil, I. K. (2001). DNA based markers in Plants. Kluwer Acad. Publ, Dordrecht, The Netherlands 42: 227-238.
Google Scholar
Reiter, R. S., Williams, J. G. K., Feldman, K. A., Rafalski, J. A., Tingey, S. V., Scolnik, P. A. (1992). Global and local genome mapping in Arabidopsis thaliana by using recombinant inbred lines and random amplified polymorphic DNAs. PNAS 89. (1477)-1481.
Google Scholar
Ritter, E., Gebhardt, C., Salamini, F. (1990). Estimation of recombination frequencies and constructing of RFLP linkage maps in plants from crosses between heterozygous parents. Genetics 125: 645-654.
Google Scholar
Rousseau-Gueutin, M., Gaston, A., Äınouche, A., Ainouche, A., Ainouche, M. L., Olbricht, K., Staudt, G., Richard, L., Denoyes-Rothan, B. (2009). Tracking the evolutionary history of polyploidy in Fragaria, L. (strawberry): new insights from phylogenetic analyses of low-copy nuclear genes. Mol. Phylogenet. Evol. 51: 515–530.
Google Scholar
Rungis, D., Hamberger, B., Berube, Y., Wilkin, J., Bohlmann, J., Ritland, K. (2005). Efficient genetic mapping of single nucleotide polymorphisms based upon DNA mismatch digestion. Molecular Breeding 16: 261-270.
Google Scholar
Sargent, D. J., Cipriani, G., Vilanova, S., Gil-Ariza, D., Arús, P., Simpson, D. W., Tobutt, K. R., Monfort, A. (2008). The development of a bin mapping population and the selective mapping of 103 markers in the diploid Fragaria reference map. Genome 51: 120–127.
Google Scholar
Sargent, D. J., Clarke, J., Simpson, D. W., Tobutt, K. R., Arús, P, Monfort, A., Vilanova, S., Denoyes-Rothan, B., Rousseau, M., Folta, K. M., Bassil, N. V., Battey, N. H. (2006). An enhanced microsatellite map of diploid Fragaria. Theor. Appl. Genet. 112. (1349)–1359.
Google Scholar
Sargent, D. J., Kuchta, P., Lopez Girona, E., Zhang, H., Davis, T. M., Celton J. M., Marchese, A., Korbin, M., Folta, K., Shulaev, V., Simpson, D. W. (2011). Simple Sequence Repeat Marker Development and Mapping Targeted to reviously Unmapped Regions of the Strawberry Genome Sequence. Crop Science Society of America - The Plant Genome 4:165–177.
Google Scholar
Sargent, D. J., Passey, T., Šurbanovski, N., Girona, L. L., Kuchta, P., Davik, J., Harrison, R., Passey, A., Whitehouse, A. B., Simpson, D. W. (2012). A microsatellite linkage map for the cultivated strawberry (Fragaria × ananassa) suggests extensive regions of homozygosity in the genome that may have resulted from breeding and selection. Theor. Appl. Genet. 124. (1229)–1240.
Google Scholar
Sargent, D. J., Rys, A., Nier, S., Simpson, D. W., Tobutt, K. R. (2007). The development and mapping of functional markers in Fragaria and their transferability and potential for mapping in other genera. Theor. Appl. Genet. 114: 373–384.
Google Scholar
Schulman, A. H., Flavell, A. J., Ellis, T. H. N. (2004). The Application of LTR Retrotransposons as Molecular Markers in Plants. In: Miller, W. J., Capy, P. (eds) Mobile Genetic Elements. Methods in Molecular Biology 260: Humana Press
Google Scholar
Semagn, K., Bjornstad, A., Ndjiondjop, M. N. (2006). Principles, requirements and prospects of genetic mapping in plants. African Journal of Biotechnology 5(25). (2569)-2587.
Google Scholar
Verma, S., Zurn, J. D., Salinas, N., Mathey, M. M., Denoyes, B., Hancock, J. F., Finn, C. E., Bassil, N. V., Whitaker, V. M. (2017). Clarifying sub-genomic positions of QTLs for flowering habit and fruit quality in U.S. strawberry (Fragaria×ananassa) breeding populations using pedigree-based QTL analysis. Horticulture Research 4. (1706)2; doi:10.1038/hortres.2017.62
Google Scholar
Van Dijk, T., Pagliarani, G., Pikunova, A., Noordij, Y., Yilmaz-Temel, H., Meulenbroek, B., Visser, R., van de Weg, E. (2014). Genomic rearrangements and signatures of breeding in the allo-octoploid strawberry as revealed through an allele dose based SSR linkage map. BMC plant biology 14: 55.
Google Scholar
Van Ooijen, J. W., Voorrips, R. E. (2001). JoinMap 3.0, Software for the calculation of genetic linkage maps. Plant Research International, Wageningen, The Netherlands, s. 78
Google Scholar
Vinod, K. K. (2006). Genome mapping in plant populations. Proceedings of the training programme on “Modern Approaches in Plant Genetic Resources”. – Collection,
Google Scholar
Yu, K., Park, S. J., Poysa, V., Gepts P. (2000). Integration of simple sequence repeats (SSR) markers into a molekular linkage map of common bean (Phaseolus vulgaris L.). The Journal of Heredity 91(6): 429-434.
Google Scholar
Zorrilla-Fontanesi, Y., Cabeza, A., Torres, A. M. (2011). Development and bin maping of strawberry genic-SSRs in diploid Fragaria and their transferability across the Rosoideae subfamily. Mol. Breed. 27: 137–156.
Google Scholar
Autorzy
Sylwia Keller-Przybyłkowiczsylwia.keller@inhort.pl
Zakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice Poland
http://orcid.org/0000-0002-3473-9706
Autorzy
Agnieszka MasnyZakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice Poland
http://orcid.org/0000-0002-6727-5653
Autorzy
Bogusława IdczakZakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice Poland
http://orcid.org/0000-0002-7883-4908
Autorzy
Krystyna StrączyńskaZakład Hodowli Roślin Ogrodniczych, Instytut Ogrodnictwa, ul. Konstytucji 3 Maja 1/3, 96‒100 Skierniewice Poland
Autorzy
Abdelrahmen Mostafa Abdelwahab MohamedMinia University, Faculty of Agriculture, 61517 Elminia, Egypt Egypt
Statystyki
Abstract views: 247PDF downloads: 281 PDF downloads: 23
Licencja
Prawa autorskie (c) 2020 Sylwia Keller-Przybyłkowicz
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Mariusz Lewandowski, Sylwia Keller-Przybyłkowicz, Wartość hodowlana wybranych odmian jabłoni (Malus domestica) pod względem odporności na parcha i mączniaka jabłoni , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 291 (2020): Wydanie specjalne
- Sylwia Keller-Przybyłkowicz, Mariusz Lewandowski, Ocena zmian profilu ekspresji genów kandydujących w podkładkach jabłoni o odmiennym stopniu tolerancji mrozowej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 291 (2020): Wydanie specjalne
- Agnieszka Masny, Monika Mieszczakowska-Frąc, Możliwości poprawy jakości owoców truskawki metodą hybrydyzacji wewnątrz- i międzygatunkowej w obrębie rodzaju Fragaria , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 291 (2020): Wydanie specjalne
- Agnieszka Masny, Edward Żurawicz, Jolanta Kubik, Wstępne wyniki oceny wybranych klonów maliny właściwej (Rubus idaeus L.) poszerzających zmienność genetyczną pod względem ważnych cech fenotypowych , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 291 (2020): Wydanie specjalne
- dr inż. Agnieszka Masny , Danuta Kucharska, Monika Mieszczakowska-Frąc, Anita Kuras, Edward Żurawicz, Badania nad możliwością poszerzenia zmienności genetycznej maliny właściwej (Rubus idaeus) pod względem pory dojrzewania i jakości owoców , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- dr inż. Mariusz Lewandowski , Sylwia Keller-Przybyłkowicz, Małgorzata Korbin, Edward Żurawicz, Analiza genetyczna i molekularna wybranych genotypów jabłoni (Malus domestica) dla skrócenia okresu juwenilnego i poprawy jakości owoców , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- prof. dr hab. Małgorzata Korbin , Sylwia Keller-Przybyłkowicz, Agnieszka Masny, Bogusława Idczak, Krystyna Strączyńska, Badania nad saturacją mapy genetycznej ‘Elsanta’ × ‘Senga Sengana’ pod kątem lokalizacji genów sprzężonych z ważnymi cechami użytkowymi truskawki (Fragaria × ananassa) , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- dr inż. Agnieszka , Monika Mieszczakowska-Frąc, Anita Kuras, Edward Żurawicz, Małgorzata Korbin, Badania nad możliwością zwiększenia zawartości składników bioaktywnych w owocach truskawki na drodze hybrydyzacji wewnątrz- i międzygatunkowej w obrębie rodzaju Fragaria , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- mgr inż. Marek Szymajda , Bogusława Idczak, Anita Kuras, Małgorzata Korbin, Edward Żurawicz, Hybrydyzacja oddalona gatunków Prunus cerasifera (ałycza), Prunus armeniaca (morela), Prunus salicina (śliwa japońska), Prunus domestica (śliwa domowa) w celu zwiększenia bioróżnorodności genetycznej w obrębie rodzaju Prunus , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- dr Sylwia Keller-Przybyłkowicz, Mariusz Lewandowski, Małgorzata Korbin, Poszukiwanie regionów DNA sprzężonych z tolerancją wegetatywnych podkładek jabłoni na niskie temperatury poprzez analizę transkryptomu i ocenę stopnia polimorfizmu genów kandydujących , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne