Zróżnicowanie nagoziarnistych mutantów jęczmienia jarego (Hordeum vulgre L.) na poziomie fenotypowym i molekularnym

Wojciech Rybiński

office@igr.poznan.pl
Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)

Karolina Krystkowiak


Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)

Anetta Kuczyńska


Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)

Michał Rębarz


Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)

Abstrakt

Celem pracy było określenie zmienności genetycznej cech u uzyskanych mutantów w porównaniu do ich formy wyjściowej zarówno na poziomie fenotypowym jak i molekularnym. Materiał wyjściowy do badań stanowiły nagoziarniste mutanty jęczmienia jarego uzyskane na drodze sztucznego indukowania mutacji wykorzystując w tym celu ziarniaki nieoplewionej formy 1N/86. Czynnikiem mutagenicznym były chemomutageny a analizę cech fenotypowych i plonotwórczych u uzyskanych mutantów prowadzono na podstawie doświadczenia polowego. Zróżnicowanie genetyczne mutantów w porównaniu z ich formą wyjściową opracowano przy wykorzystaniu wielocechowych metod statystycznych oraz metod molekularnych. (reakcja RAPD-PCR). Analiza statystyczna wyników z doświadczenia polowego wykazała, że w porównaniu z formą wyjściową mutanty charakteryzowały się szerokim spektrum zmienności badanych cech. W badaniach molekularnych, na podstawie wartości podobieństwa genetycznego wyodrębniono mutanty o największym jak i najmniejszym podobieństwie genetycznym w porównaniu z ich formą wyjściową. Obliczone współczynniki podobieństwa genetycznego według Nei’a posłużyły do hierachicznego pogrupowania badanych obiektów. Wyniki pogrupowania przedstawiono w formie dendrogramu. W oparciu o wartości obliczonego dystansu fenotypowego (odległości Mahalonobisa) i genetycznego określono ich korelację a także wyróżniono mutanty o najmniejszym podobieństwie do swej formy wyjściowej na obu badanych poziomach zmienności.


Słowa kluczowe:

jęczmień nieoplewiony, mutanty, zmienność genetyczna cech, podobieństwo genetyczne, RAPD

Abdel-Fattach, El-Sayed A. A. 2005. Improvement of food hull-less barley in Egypt. International Workshop on Food Barley Improvement, 14–17 January 2002, Hammamet, Tunisia. Proccedings: 7 — 12.
Google Scholar

Akhuary S.B., Sinha A.N., Sinha A. K. 1996. The effectiveness and efficiency of chemical mutagens on biological parameters in hull-less variety of Hordeum vulgare (L.) Karan. Neo Botanica 4 (1): 1 — 5.
Google Scholar

Arumugan S., Reddy V. R. K., Asir R., Viswanathan P., Dhamodaran S. 1997. Induced mutagensis in barley. Advances in Plant Science 10 (1): 103 — 106.
Google Scholar

Barua U. M., Chalmers K. J., Hackett C. A., Thomas W. T. B., Powell W., Waugh R. 1993. Identification of RAPD markers linked to the Rhynchosporium secalis resistance locus in barley using near-isogenic lines and bulked segregant analysis. Heredity 71: 177 — 184.
Google Scholar

Beames R. M., Helm J. H., Eggum B.O., Boisen S., Bach Knudsen K. E., Swift M. L. 1996. A comparison of methods for measuring the nutritive value for pigs of a range of hulled and hulless barley cultivars. Anim. Feed Sci. Technol. 62: 189 — 201.
Google Scholar

Bhatty R. S., Brdhal J. D., Christison G. I. 1975. Chemical composition and digestible energy of barley. Can. J. Anim. Sci., 55: 759 — 764.
Google Scholar

Bhatty R. S. 1986. The potential of hull-less barley — review. Cereal Chem., 63: 97 — 103.
Google Scholar

Bhatty R. S. 1993. Nonmalting uses of barley. In: A. MacGregor and R.S.Bhatty (ed), Barley: Chemistry and Technology. AACC: 355 — 417.
Google Scholar

Bhatty R. S. 1996. Nonwheat grains and products — production of food malt from hull-less barley. Cereal Chemistry 73 (1): 75 — 80.
Google Scholar

Bhatty R.S. 1997. Milling of regular and waxy starch hull-less barleys for the production of bran and flour. Cereal Chemistry 74 (6): 693 — 699.
Google Scholar

Bhatty R. S., Rossnagel B. G. 1998. Comparison of pearled and unpearled Canadian and Japanese barleys. Cereal Chemistry 75 (1): 15 — 21.
Google Scholar

Caliński T., Dyczkowska A., Kaczmarek Z. 1976. Algorytmy Biometrii i Statystyki, Zeszyt 5: 77 — 113.
Google Scholar

Campbell S. G., Mehra R. B., Agraval S.K., Chen Y. Z., Abd El Moneim A.M., Khawaja H .I. T., Yadow C. R., Tay J. U., Araya W. A.. 1994. Current status and future strategy in breeding grasspea (Lathyrus sativus L.). Euphytica 73: 167 — 175.
Google Scholar

Ceranka B., Chudzik H., Czajka S., Kaczmarek Z. 1987. Wielozmienna analiza wariancji dla doświadczeń wieloczynnikowych. Algorytmy Biometrii i Statystyki. Zesz. 6: 51 — 60
Google Scholar

Choo T. W., Ho K. H., Martin R. A. 2001. Genetic analysis of hulless x covered cross of barley using doubled-haploids lines. Crop Sci. 41: 1021 — 1026.
Google Scholar

Czembor H. J. 1989. Stan i perspektywy hodowli w Polsce. Biul. IHAR 171-172: 5 — 14.
Google Scholar

Czembor H. J. 1997. Hodowla jęczmienia w Polsce i Europie. Agrotechnika i Wykorzystanie Jęczmienia, Seminarium Naukowe. Puławy, 23–24 października 1997: 41 — 48.
Google Scholar

Dziamba S., Rachoń L. 1988. Zróżnicowanie elementów struktury plonu nagoziarnistych i oplewionych odmian jęczmienia jarego uprawianych w siewie czystym i mieszanym. Biul. IHAR 167: 79 — 85.
Google Scholar

El-Sayed A. A., El-Enein R. A., El-Gamal A. S. 2004. Two new hull-less barley varieties for rainfed in Egypt. New directions for a diverse plant. 4th International Crop Science Congress, Brisbane, Australia, 26 Sep. – 1 Oct. 2004. Ed. — Fischer T., Proccedings: 28
Google Scholar

Eslick R. F., Blake T., Stallknecht G. 1990. Registration of Wanubet a hulless waxy barley germplasm. Crop Science 30 (6): 1371.
Google Scholar

Górny A. 2004. Zarys Genetyki Zbóż (Zarys Genetyki Jęczmienia), IGR PAN, Poznań. Tom 1: 15 — 142.
Google Scholar

Hang A., Burton C. S., Hoffman D. L., Jones B. L. 2000. Random amplified polymorphic primer-generated embryo DNA polymorphism among 16 North American malting barley cultivars. J. Am. Soc. Brew. Chem. 58 (4): 147 — 151.
Google Scholar

Harlan H. V., Martini M. L., Stevens H. 1940. A study on methods in barley breeding. USDA Washington DC, Technical Bull. 720.
Google Scholar

Helm C. V., De Francisco Gaziola S A., Fornazier R. F., Pompeu G. B., Azevedo R. A. 2004. Hull-less barley varieties: storage proteins and amino acid distribution in relation to nutritional quality. Food Biotechnology 18 (3): 327 — 341.
Google Scholar

Kolasińska K., Boros L. 2003. Wartość siewna oplewionych i nieoplewionych nasion jęczmienia jarego. Hod. Rośl.Nasien. 1/2003: 14 — 15.
Google Scholar

Kroth M. A., Ramella M. S., Tagliari C., De Francisco A., Arisi A. C. M. 2005. Genetic similarity of Brazilian hull-less and malting barley varieties evaluated by RAPD markers. Sci. Agric. 62 (1): 36 — 39.
Google Scholar

Kuczyńska A., Milczarski P., Surma M., Masojć P., Adamski T. 2001. Genetic diversity among cultivars of spring barley revealed by random amplified polymorphic DNA (RAPD). J. Appl. Genet. 42 (1): 43 — 48.
Google Scholar

Kuczyńska A., Bocianowski J., Masojć P., Surma M., Adamski T. 2003. Zastosowanie markerów RAPD do określenia podobieństwa genetycznego odmian jęczmienia ozimego (Hordeum vulgare L.). Biul. IHAR 226/227 (1): 81 — 85.
Google Scholar

Kuczyńska A., Bocianowski J., Surma M., Kaczmarek Z., Adamski T. 2004. Relationship between phenotypic and genetic distances in a set of barley breeding lines. 9th International Barley Genetics Symposium, Brno, Czech Republic, 20-26 June, Proc., 33.
Google Scholar

Lockhart H.N., Hurt D.H. 1986. Nutrition of oats. In: Webster (ed.). Oats: chemistry and technology. St. Paul, AACC: 73 — 130.
Google Scholar

McGuire C.F., Hockett. 1981. Effect of awn length and naked caryopsis of malting quality of Betzes barley. Crop Sci. 21: 18 — 21.
Google Scholar

Nagy J.G. 2003. Economic returns to feed barley yield-increasing and disease resistance research at the Alberta Field Crop Development Centre. Canadian J. of Agricultural Economics 51(30: 281 — 298.
Google Scholar

Nam I.H., Lee E.S. 1990. Effect of waxy hulless genes on endosperm quality, yield and its related traits in barley (Hordeum vulgare L.). Upland and Industrial Crops 32(2): 1 — 12.
Google Scholar

Nei M., Li W.H. 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction. Proceedings of the Academy of Sciences of the USA 76: 5269 — 5273.
Google Scholar

Noworolnik K., Leszczyńska D. 2004. Reakcja nagoziarnistego jęczmienia jarego na gęstość siewu w porównaniu z jęczmieniem oplewionym. Biul. IHAR 233: 99 — 105.
Google Scholar

Paris R. L. 1999. Development of hulless varieties as an improved feed crop. Barley Newsl., 43: 30.
Google Scholar

Przyborowski J.A., Weeden N.F. 2001. RAPD-based assessment of genetic similarity and distance between Lupinus in section Albus. J. Appl. Genet. 42 (4): 55 — 61.
Google Scholar

Rybiński W. 1981. Short-straw forms of spring barley (Hordeum vulgare L.) obtained as a result of MNUA-induced mutations. Genetica Polonica 22 (3): 271 — 287.
Google Scholar

Rybiński W., Patyna H., Przewoźny T. 1993. Mutagenic effect of laser and chemical mutagens in barley (Hordeum vulgare L.). Genetica Polonica 34 (4): 337 — 343.
Google Scholar

Scholz F. 1965. Experiments on the use of induced mutants to hybridization breeding in barley. Induction of Mutations and the Mutation Process, Praha: 73 — 79.
Google Scholar

Shewry P.R. 1993. Barley seeds proteins. In: MacGregor and Bhatty, Barley: Chemistry and technology. St. Paul, AACC: 1 — 5.
Google Scholar

Takahaski R.H., Inamura H., Matsumoto T. 1961. Effect of genes for covered and naked kernels on some agronomic characters in barley. I. Comparison of two covered and their naked mutants. Ber. Ohara Inst. Landwirtsch. Biol., Okayama Univ. 11: 385 — 392.
Google Scholar

Thair M., Shevtsov V. 1994. New hull-less barley germplasm for high — altitude areas. Rachis 13(1/2): 43 — 46.
Google Scholar

Trop J., Doll H., Haahr V. 1981. Genotypic and environmental influence upon the nutritional composition of barley grain. Euphytica 30 (30; 719 — 728.
Google Scholar

Welsh J., McClelland M. 1990. Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers. Nucleic Acids Res. 18: 7213 — 7218.
Google Scholar

Williams J. G. K., Kubelik A. R., Livak K. J., Rafalski J. A., Tingey S. V. 1990. DNA polymorphism amplified by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Res. 18: 6531 — 6535.
Google Scholar

Vaidya S. M., Mahabalran M. 1989. Karan 3 and Karan 16 — two high yielding hull-less barley varieties. Indian Farming 39 (7): 37 — 38.
Google Scholar

Xue Q., Wang L., Newman R. K., Newman C. W., Graham H. 1997. Influence of hulless, waxy starch and short-awn genes on the composition of barleys. J. of Cereal Sci. 26(2): 251 — 257.
Google Scholar

Yang. W. Z., Beauchemin B. I., Farr B. I., Rode L. M. 1997. Comparison of barley, hull-less barley, and corn in the concentrate of dairy cow. J. Dairy Sci. 80: 2885 — 2895.
Google Scholar

Pobierz


Opublikowane
09/30/2007

Cited By / Share

Rybiński, W. (2007) „Zróżnicowanie nagoziarnistych mutantów jęczmienia jarego (Hordeum vulgre L.) na poziomie fenotypowym i molekularnym”, Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, (245), s. 113–127. doi: 10.37317/biul-2007-0028.

Autorzy

Wojciech Rybiński 
office@igr.poznan.pl
Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Autorzy

Karolina Krystkowiak 

Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Autorzy

Anetta Kuczyńska 

Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Autorzy

Michał Rębarz 

Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Statystyki

Abstract views: 155
PDF downloads: 36


Licencja

Prawa autorskie (c) 2007 Wojciech Rybiński, Karolina Krystkowiak, Anetta Kuczyńska, Michał Rębarz

Creative Commons License

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:

  1. Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
  2. Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
  3. 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.
  4. Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
  5. Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
  6. Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
  7. 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:

  1. Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
  2. Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
  3. 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),
  4. Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
  5. Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.

Inne teksty tego samego autora

1 2 3 > >>