Metody biotechnologiczne w utrzymaniu i ocenie zasobow genowych

• Autorzy: Niemirowicz-Szczytt K
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biotechnologia roślin wykorzystuje dla swoich celów techniki kultur tkankowych i biologii molekularnej. Techniki te są użyteczne w ochronie i ocenie zasobów genowych. Techniki kultur tkankowych zastosowano do mnożenia i utrzymywania materiałów kolekcyjnych, szczególnie dla gatunków rozmnażających się wegetatywnie, takich jak: Solanum, Ipomea lub Coffea. O ile to jest możliwe, rozmnożone in vitro rośliny, przechowywane są w warunkach spowolniających wzrost (obniżona temperatura i intensywność światła), co pozwala na przechowywanie pojemników z roślinami do 2 lat bez potrzeby pasażowania. W miarę rozwoju technik związanych z izolacją, oczyszczaniem, klonowaniem, manipulowaniem i charakterystyką DNA coraz częściej przechowuje się wybrane fragmenty, a nawet całe biblioteki DNA (cDNA). W takiej formie mogą podlegać wymianie między instytucjami na całym świecie. Do charakterystyki różnorodności biologicznej w kolekcjach można wykorzystywać markery molekularne. Polimorfizm DNA pozwala na charakterystykę struktury populacji, na ujawnianie duplikatów, na sprawdzanie czystości próby czy też na szukanie prób z odpowiednimi genami. Jednak nie każda metoda molekularna jest jednakowo przydatna do charakterystyki roślin. Podejmując decyzję o zastosowaniu metody (RFLP, RAPD, AFLP, SSR) trzeba odpowiedzieć na pytania: a) czy uzyskamy odpowiedni polimorfizm? b) czy metoda jest powtarzalna? c) jak można przechowywać uzyskane w trakcie analiz dane? d) jakie są koszty? W pracy przedstawiono próbę oceny aktualnie stosowanych metod pod kątem postawionych pytań.

EN

Plant biotechnology employs tissue culture and molecular biology techniques which prove to be useful for maintaining and estimating genetic resources. The tissue culture technique has been applied in plant collection propagation and maintenance, particularly for vegetatively propagated crops, such as Solanum, Ipomea or Coffea. If it is possible, plant material is stored in the conditions slowing down its growth (lower temperature and diffuse light) so that the storage time can be prolonged up to 2 years and there is no need to refresh the medium. Another type of storage which is becoming more and more popular consists of isolation, purification, cloning, manipulation and identification of DNA. Selected fragments or even whole DNA libraries (cDNA) can easily be stored and then used for exchange between different genetic resource institutions all over the world. In order to characterise germplasm diversity, it is possible to use molecular markers. Molecular techniques implementing DNA polymorphism allow to characterise the population structure, reveal duplicates, check sample homogeneity and identify the sample with required gene. However, not every molecular method is equally suitable for germplasm characterisation. In order to make the proper choice among the recently applied methods: RFLP, RAPD, AFLP or SSR, it is necessary to answer the following questions: - will the polymorphism level be adequate? - is the method reproducible? - how can we store and use the data obtained? - what are the costs? The paper makes an attempt to evaluate the most common methods with respect to these qualities.

Słowa kluczowe

PL

hodowla roslin; zasoby genowe; kultury tkankowe; techniki biologii molekularnej; hodowla in vitro; rosliny uzytkowe; metody oceny

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 1998
• Tom: 463
• Opis fizyczny: s.509-517,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Niemirowicz-Szczytt K

• Szkola Glowna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Nowoursynowska 166, 02-787 Warszawa

Bibliografia

• Abdelnour-Esquivel A., Vilialobos V., Engelman F. 1992. Cryopreservation of zygotic embryos of Coffea spp. Cryo-letters. 13: 297-302.
• Bhojwani S.S., Razdan M.K. 1996. Plant tissue culture: theory and practice, a revised edition. ELSEVIER Amsterdam, Lausanne, New York, Oxford, Shannon, Tokyo: 767 ss.
• Corbineau F., Engelmann F., Come D. 1990. Ethylene production as an indicator of chilling injury in oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) somatic embryos. Plant Science 71: 29-34.
• Fletcher P.J., Fletcher J.D., Cross R.J. 1998. Potato germplasms; in vitro storage and virus reduction. New-Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 26: 249-252.
• Fotana B., Vekemans X., Jardin P., Baudoin J.P. 1997. Genetic diversity in lima bean (Phaseolus lunatus L.) as revealed by RAPD markers. Euphytica 95: 157-165.
• Freyre R., Rios R., Guzman L., Debouck D.G., Gepts P. 1996. Ecogeographic distribution of phaseolus spp. (Fabaceae) in Bolivia. Economic Botany 50: 195-215.
• Gnerardi M., Mangin B., Goffinet B., Bonnet D., Huguet T., Rogers J.S. 1998. A method to measure genetic distance between allogamous populations of alfalfa (Medicago sativa) using RAPD molecular markers. Theoretical and Applied Genetics 96: 406-412.
• Hahn V., Blankenborn K., Schwall M., Melchinger A.E., Malecot G., Jaccard P. 1995. Relationship among early European maize inbreds. III: Genetic diversity revealed with RAPD markers and comparison with RFLP and pedegree data. Maydica 40: 299-310.
• Jones C.J., Edwards K.J., Castiglione S., Winfield M.O., Sala F., Wiel van de C., Bredemeijer G., Vosman B., Matthes M., Daly A., Brettschneider R., Bettini P., Buiatti M., Maestri E., Malcevschi A., Marmiroli N., Aert R., Volckaert G., Rueda J., Linacero R., Vasquez A., Karp A. 1997. Reproducibility testing of RAPD, AFLP and SSR makers in plants by a network of European laboratories. Molecular Breeding 3: 381-390.
• Karp A., Edwards K.J. 1997. Molecular techniques in the analysis of the extent and dystribution of genetic diversity. W: Molecular genetic techniques for plant genetic resources. Report of IPGRI Workshop 9-11 October 1995. Rome, Italy: 11- 38.
• Kartha K.K., Mroginski L.A., Pahl K., Leung N.L. 1981. Germlasm preservation of cofee (Coffea arabica L.) by in vitro culture of shoot apical meristems. Plant Sci. Lett. 22: 301-307.
• Ko W.H., Hwang S.C., Ku F.M. 1991. A new technique for storage of meristem-tip cultures of 'Cavendish' banana. Plant Cell Tissue Organ Cult. 25: 179-183.
• Lu J., Knox M.R., Ambrose M.J., Brown J.K.M., Ellis T.H.N. 1996. Comparative analysis of genetic diversity in pea assessed by RFLP- and PCR- based methods. Theoretical and Applied Genetics 93: 1103-1111.
• McKersie B.D., Senaratna T., Bowley S.R., Brown D.C.W., Kielly A., Krochenko J.E., Bewley J.D. 1990. Artificial seeds application in the production of hybrid alfalfa (Medicago sativa). W: Abstr. VIIth Int. Cong. Plant Tissue Culture, Amsterdam: 259.
• Maruyama E., Ishii K., Kinoshita I. 1998. Alginate encapsulation technique and cryogenic procedures for long-term storage of the tropical forest tree Guazuma crinita Mart, in vitro cultures. JARQ - Japan Agricultural Research Quarterly. 32: 301-309.
• Nakajima Y., Oeda K., Yamamoto T. 1998. Characterization of genetic diversity of nuclear and mitochondrial genomes in Daucus varieties by RAPD and AFLP. Plant Cell Reports 17: 848-853.
• Senior M.L., Murphy J.P., Goodman M.M., Stuber C.W. 1998. Utility of SSRS for determining genetic similarities and relationships in maize using agarose gel system. Crop Science 38: 1088-1098.
• Thierry D., Ennequin M., Panaud O., Robert T., Ricroch A. 1997. Assessment of genetic relationships among sexual and asexual forma of Allium cepa using morphological traits and rapd markers. Heredity 78: 403-109.
• Vosman B., Arens P. 1997. Molecular characterization of GATA/GACA microsatellite repeats in tomato. Genome 40: 25-33.
• Wiel van de C., Arens P., Vosman B. 1998. Microsatellite fingerprinting in lettuce (Lactuca sativa L.) and wild relatives. Plant Cell Reports 17:837-842.
• Yamada T., Sakai A., Matsumura T., Higuchi S. 1991. Cryopreservation of apical meristems of white clover (Trifolium repens L.) by vitrification. Plant Science 78: 81-87.