Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2009, 57(2), 69-78 | DOI: 10.11118/actaun200957020069

Polymorfismus mikrosatelitních markerů na 3H a 7H chromozomu u genotypů ječmene rezistentních a náchylných k Rhynchosporium secalis

Hana Nevimová, Jan Bednář, Tomáš Vyhnánek

Ústav biologie rostlin, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika

Cílem práce bylo studium polymorfismu mikrosatelitních markerů na 3H a 7H chromozomu ječmene u genotypů ječmene rezistentních a náchylných k Rhynchosporium secalis. Soubor patnácti analyzovaných genotypů ječmene setého (Hordeum vulgare L.) jarní formy pochází z kolekce genetických zdrojů Zemědělského výzkumného ústavu Kroměříž, s.r.o.: Abyssinian, Atlas, Atlas 46, Atlas 57, Bay, Cambrinus, Clipper, Jet, Kitchin, Kompakt, Korál, La Mesita, Nigrinudum Abyssinum, Psaknon a Rapid. K analýzám bylo vybráno celkem 33 SSR markerů, z nichž 17 bylo lokalizováno na 3H chromozomu ječmene a 16 SSR markerů bylo lokalizováno na 7H chromozomu ječmene. Mikrosatelitní markery byly vybrány z databáze GrainGenes a z literatury, kde je uvedena sekvence primerů, motiv a lokalizace. Celková genomická DNA byla izolována pomocí izolačního kitu DNeasy Plant Mini Kit od firmy Qiagen (GE) z listů rostlin ve stáří 6-7 dní. Koncentrace izolované DNA byla zjišťována spektrofotometricky. Výsledné produkty PCR reakce byly elektroforeticky separovány na horizontální elektroforéze při 70 V na 1% agarózových gelech barvených ethidium bromidem, tzv. kontrolní elektroforéza pro ověření úspěšnosti PCR reakce. Na jejím základě byly vybrány vzorky vhodné pro separaci na vertikální elektroforéze při 300 V na 10% nedenaturačních polyakrylamidových gelech v TBE pufru barvených dusičnanem stříbrným (0,2 % AgNO3). Získané elektroforeogramy byly převedeny do podoby binární matice. Takto zpracované výsledky byly statisticky vyhodnoceny počítačovým programem FreeTree verze 9.1 s použitím konstrukční metody shlukové analýzy UPGMA a podobnostního koeficientu Jaccard. Poté byly pomocí programu TreeView verze 1.6 sestaveny tři dendrogramy znázorňující genetickou podobnost testovaných genotypů. Z celkového počtu 33 SSR markerů vykazovalo 32 polymorfní a jeden marker (Bmac0282 - 7H) monomorfní charakter. Celkem bylo detekováno 172 alel a průměrný počet alel na 1 lokus byl 5,21 (1-9 alel). Velikost amplifikovaných produktů (alel) byla od 101 bp do 235 bp. Nejvyšší stupeň polymorfismu 17 SSR markerů lokalizovaných na 3H chromozomu byl zjištěn u markeru Bmag0006, a to 60%. Nejnižší 20% polymorfismus byl u SSR markeru Bmag0877. Průměrný polymorfismus zjištěný z analýz 17 SSR markerů na 3H chromozomu byl 37,6 %. Nejvyšší polymorfismus ze 16 SSR markerů lokalizovaných na 7H chromozomu byl detekován u markeru Bmag0021 ve výši 60 %, nejnižší naopak u markeru EBmac0713 13,3 %. Průměrný polymorfismus zjištěný z analýz 16 SSR markerů na 7H chromozomu byl 31,3%. Dále byly vypočteny tři statistické charakteristiky - index diverzity (DI), pravděpodobnost identity (PI) a polymorfní informační obsah (PIC). Index diverzity testovaných mikrosatelitních markerů se pohyboval v rozmezí od 0,000 u SSR markeru Bmac0282 do 0,907 u markerů Bmac0067 a EBmag0705. Průměrná hodnota DI byla 0,704. Pravděpodobnost identity se pohybovala od 0,006 u markerů Bmac0067 a EBmag0705 do 1,000 u markeru Bmac0282 s průměrnou hodnotou 0,137. Polymorfní informační obsah byl zjištěn v rozsahu od 0,000 u markeru Bmac0282 do 0,906 u markerů Bmac0067 a EBmag0705. Průměrná hodnota PIC byla 0,679. Na základě variability mikrosatelitů lokalizovaných na jednotlivých chromozomech byly získané výsledky statisticky zpracovány do podoby dvou dendrogramů. V dendrogramu sestaveném na základě chromozomu 3H (Obr. 3) tvořil středně náchylný genotyp Clipper, resp. středně náchylný genotyp Korál v dendrogramu vytvořeném na základě chromozomu 7H (Obr. 4), klaster s rezistentními genotypy. Na základě statistického vyhodnocení výsledků získaných z obou chromozomů je možné analyzované genotypy ječmene rozdělit do klasteru I s rezistentními genotypy a klasteru II s genotypy náchylnými a středně náchylnými k Rhynchosporium secalis (Obr. 5).

polymorfismus, mikrosatelitní markery, rezistence, Rhynchosporium secalis

Received: January 16, 2009; Published: October 14, 2014  Show citation