Badanie podobieństwa genetycznego między liniami wsobnymi kukurydzy przy użyciu markerów molekularnych SSR

• Autorzy: Tomkowiak A. , Kociszewska K. , Bocianowski J. , Mikolajczyk S. , Kurasiak-Popowska D. , Weigt D. , Nowosad K. , Bujak H. , Nawracala J.

Warianty tytułu

EN

Study of genetic similarity between parental forms of maize hybrid lines using molecular markers of SSR

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Programy hodowlane kukurydzy koncentrują się na otrzymaniu odmian mieszańcowych wykazujących jak najwyższy efekt heterozji. Wielu badaczy przypisuje zależność tego efektu od dystansu genetycznego form wyjściowych przy uwzględnieniu ich pochodzenia. Uważa się, że im mniej podobne genetycznie do siebie są linie wyjściowe, tym większy efekt heterozji generują ich mieszańce F₁. Narzędziem umożliwiającym grupowanie linii wsobnych oraz wyznaczanie dystansu genetycznego między nimi są markery molekularne. Materiałem roślinnym użytym do badań były 94 linie wsobne kukurydzy z Hodowli Roślin Smolice Spółka z o.o. oraz w Małopolskiej Hodowli Roślin. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano użyteczność markerów molekularnych SSR do podziału genotypów grupy podobieństwa oraz do wyznaczania dystansu genetycznego między liniami wsobnymi kukurydzy. Dystans genetyczny wyznaczony w oparciu o markery molekularne mieścił się w zakresie od 48% do 97%. Dystans między liniami wsobnymi kukurydzy ustalony na podstawie wielkości analizowanych cech struktury plonu wahał się w zakresie od 86% do 99%.

EN

Breeding programs focus on obtaining hybrid varieties with the greatest heterosis effect, by which significant higher yields can be achieved through appropriate selection of parent components. Many researchers assign the height of this effect to the genetic distance of the initial forms, taking into account their origin. It is believed that the less similar lines are the output lines, the greater the effect of heterosis generates their hybrids F₁. Therefore, methods are sought that would allow for the initial selection of lines for heterosis crosses based on their genetic material. The molecular markers are a tool for grouping inbred lines into groups and for determining the genetic distance between them. Individual marker systems differ in amplified DNA regions and the number of polymorphic bands generated, and thus accuracy. The plant material used for the study were 94 inbred lines of maize from the Plant Breeding Smolice and Malopolska Plant Breeding. As a result of the studies, the usefulness of SSR molecular markers for the division of genotypes into groups and the determination of genetic distance between maize inbred lines have been demonstrated. The genetic distance determined by 20 pairs of SSR primers ranged from 48% to 97% and the genotypes were divided into five groups of similarities. The lines that shared the greatest distance in most cases came from the same breeding company. The distances determined on the basis of yield structure traids ranged from 86% to 99% and the genotypes were divided into two groups of similarities. Genetic diversity calculated by Nei and Li showed greater variability than phenotypic differences expressed by Euclidean distances. The distances between objects at the phenotypic level ranged from 0.01 to 0.37, with an average value of 0.11. In contrast, the molecular variation was from 0.027 to 0.778, with an average value of 0.35. Both molecular analyzes and analysis of yield characteristics allowed the identification of similarity groups between the analyzed lines, most of which were grouped according to their origin.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2017
• Tom: 591
• Opis fizyczny: s.97-106,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Tomkowiak A.

• Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Kociszewska K.

• Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Bocianowski J.

• Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Mikolajczyk S.

• Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Kurasiak-Popowska D.

• Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Weigt D.

• Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Nowosad K.

• Wydział Przyrodniczo-Technologiczny, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Bujak H.

• Wydział Przyrodniczo-Technologiczny, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Nawracala J.

• Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Bibliografia

• Benchimol L., de Souza Jr C., Garcia A., Mangolin C., Barbosa A., Coelho A., de Souza A., 2000. Genetic diversity in tropical maize inbred lines: heterotic group assignment and hybrid performance determined by RFLP markers. Plant breeding. 116, 491–496.
• Berilli A., Pereire M., Goncalves L., Cunha K., Ramos H., Souza Filho G., do Amaral Junior A., 2011. Use of molecular markers in reciprocal recurrent selection of maize increases heterosis effects. Genet. Mol. Res. 10(4), 2589–2596.
• Bernardo R., 1992. Relationship between single-cross performance and molecular marker heterozygosity. Theoret. Appl. Genetics 83, 628–634.
• Broda Z., Tomkowiak A., Moliński K., Adamczyk J., 2007. Badanie podobieństwa genetycznego pomiędzy formami rodzicielskimi mieszańców liniowych kukurydzy przy użyciu markerów molekularnych AFLP i RAPD. Biuletyn IHAR 244, 191–201.
• Dillman C., Bar-Hen A., Guerin D., Charcosset A., Murigneux A., 1997. Comparsion of RFLP and morphological distance between maize Zea mays L. inbred lines. Consequences for germplasm protection purposes. Theor. Appl. Genet. 95, 92–102.
• Garcia A., Benchimol L., Barbosa A., Geraldi I., Souza C., de Souza A., 2004. Comparsion of RAPD, RFLP, AFLP and SSR markers for diversity studies in tropical maize inbred lines. Genetic and molecular biology 27(4), 579–588.
• Hoxha S., Shariflou M., Sharp P., 2003. Evaluation of genetic diversity in albanian maize using SSR markers. Maydica 49, 97–103.
• Kuriata R., Topolski A., 2003. Wartość hodowlana linii wsobnych kukurydzy z hodowli w Kobierzycach. Biuletyn IHAR 240/241, 167–173.
• Melchinger A., Gumber R., 1998. Overview of heterosis and heterotic groups in agronomic crops. Concepts and breeding of heterosis in crop plants, CSSA Special Publication 25, 29–44.
• Mumm R., Dudlley J., 1994. A classification of 148 US maize inbred. I. Cluster analysis based on RFLPs. Crop Sci. 34, 842–851.
• Nei M., Li W., 1979. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 76(10), 5269–5273.
• Powell W., Morgante M., Andre C., Hanagey M., Vogel J., Tingey S., Rafalski A., 1996. The comparison of RFLP, RAPD, AFLP and SSR (microsatellite) markers for germplasm analysis. Mol. Breed., 2, 225–238.
• Rafalski A., Gidzińska M., Wiśniewska I., 1998. Systemy PCR w badaniach pokrewieństwa genetycznego linii kukurydzy. Biul. IHAR 208, 131–140.
• Senior M., Murphy N.M., Goodman M., Stuber C., 1998. Utility of SSRs determining genetic similarities and relationships in maze using an agarose gel system. Crop Sci. 38, 1088–1098.
• Shehata A., Al-Ghethar H., Al-Homaidan A., 2009. Application of simple sequence repeat (SSR) markers for molecular diversity and heterozygosity analysis in maze inbred lines. Saudi Journal of Biological Sciences 16, 57–62.
• Smith J., Chin E., Shu H., Smith O., Wall S., Senior M., Mitchell S., Kresovich S. Ziegle J., 1997. An evolution of the utility of SSR loci as molecular markers in maize (Zea mays L.): comparisons with data from RFLPS and pedigree. Theor. Appl. Genet. 95, 163–173.
• Tomkowiak A., Broda Z., Adamczyk J., 2009. Ocena zróżnicowania genetycznego linii kukurydzy przydatnych do hodowli mieszańców heterozyjnych przy użyciu markerów molekularnych AFLP i RAPD. Acta Sci. Pol., Agricultura 8(1), 69–82.
• Tomkowiak A., Broda Z., Moliński K., Molińska-Glura M., 2010. Attempt to adapt a statistical model for the heterosis effect in maize F1 hybrids depending on the genetic distance of parental forms. Plant breeding and seed science 62, 43–56.

Identyfikatory

DOI

10.22630/ZPPNR.2017.591.47