Metody molekularne stosowane w analizie genomu żyta

• Autorzy: Pyza A. , Kubicka H. , Wolska-Sobczak A.

Warianty tytułu

EN

Molecular methods applied in the analysis of rye genome

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowanie i wprowadzenie nowocześniejszych metod badawczych, przyczynia się do dokładnego poznania zmienności genetycznej genomów roślinnych. Analiza molekularna na poziomie DNA pozwala ocenić zmienność genetyczną z pominięciem obserwacji fenotypów i wyeliminowaniu wpływu środowiska, które często modyfikuje ekspresję genów. Zastosowanie markerów molekularnych umożliwia bezpośrednie wykrywanie różnic pomiędzy allelami danego genu. Spośród wielu opisanych metod molekularnych, najczęściej do analizy genomu roślinnego wykorzystywane są następujące techniki: PCR, RAPD, RFLP, AFLP oraz mikrosatelity SSR i ISSR. Wymienione metody molekularne DNA są stosowane również z dużym powodzeniem w badaniach genetycznych nad żytem.

EN

The description and introduction of the most modern research methods contribute to precise recognition of genetic variability of plant genomes. Molecular DNA analysis enables the assessment of genetic variation without the observation of phenotypes and elimination of environmental influence, which often modifies gene expression. The application of molecular markers enables the direct identification of differences between alleles of a given gene. Among many described molecular methods, the following techniques are most often used for plant genome analysis: PCR, RAPD, RFLP, AFLP as well as the SSR and ISSR microsatellites. The listed molecular DNA methods are usually successfully applied in genetic research of rye.

Słowa kluczowe

PL

cechy uzytkowe; genomy roslin; mapy genetyczne; markery molekularne; metody molekularne; polimorfizm DNA; zmiennosc genetyczna; zyto

EN

utility trait; plant genome; genetic map; molecular marker; molecular method; DNA polymorphism; genetic variability; rye

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 555
• Opis fizyczny: s.347-359,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Pyza A.

• Ogród Botaniczny - Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej, Polska Akademia Nauk, ul.Prawdziwka 2, 02-973 Warszawa

autor

Kubicka H.

autor

Wolska-Sobczak A.

Bibliografia

• Bednarek P.T., Chwedorzewska K. 2001. Markery molekularne, ich charakterystyka genetyczna oraz wybrane zastosowania w analizie genetycznej roślin. Biotechnologia 1(52): 9-34.
• Bednarek P.T., Masojć P., Lewandowska R., Myśków B. 2003. Saturating rye genetic map with amplified fragment length polymorphism (AFLP) and random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. J. Appl. Genet. 44: 21-33.
• Boczkowska M., Niedzielski M., Puchalski J. 2007. Molecular studies on seed ageing effects in relation to long-term storage of rye seeds. Vortr. Pflanzenzüchtung 71: 270-272.
• Bolibok H., Gruszczyńska A., Hromada-Judycka A., Rakoczy-Trojanowska M. 2007. The Identification of QTLs assosiated with the in vitro response of rye (Secale cereale L.). Cellular & Molecular Biology Letters 12: 523-535.
• Bolibok H., Rakoczy-Trojanowska M., Wyrzykowska M., Radecka M., Orczyk W. 2006. Identification of microsatelite markers in the rye genome. Cellular & Molecular Biology Letters 11: 291-298.
• Börner A., Korzun V. 1998. A consensus linkage map of rye (Secale cereale L.) including 374 RFLPs, 24 isozymes and 15 gene loci. Theor. Appl. Genet. 97: 1279-1288.
• Börner A., Korzun V., Polley A., Malyshew S., Melz G. 1998. Genetics and molecular mapping of a małe fertility restoration locus (Rfg1) in rye (Secale cereale l.). Theor. Appl. Genet. 97: 99-102.
• Börner A., Korzun V., Vooylokov A.V., Weber W.E. 1999. Detection of quantitative trait loci an chromosome 5R of rye (Secle cereale L.). Theor. Appl. Genet. 98: 1087-1090.
• Börner A., Korzun V., Voylokov A.V., Worland A.J., Weber W.E. 2000. Genetic mapping of quantitative trait loci in rye (Secale cereale L.). Euphytica 116: 203-209.
• Camacho M.V., Matos M., González C., Pérez-Flores V., Pernaute В., Pinto-Carnide O., Benito C. 2005. Secale cereale inter-microsatellites (SCIMs): chromosomal location and genetic inheritance. Genetica 123: 303-311.
• Devos K.M., Atkinson M.D., Chinoy C.N., Francis H.A., Harcourt R.L., Koebner R.M.D., Liu C.J., Masojć P., Xie D.X., Gale M.D. 1993. Chromosomal rearrangements in the rye genome relative to that of wheat. Theor. Appl. Genet. 85: 673-680.
• Gallego F.J., Calles B., Benito C. 1998a. Molecular markers linked to the aluminium tolerance gene Alt1 in rye. Theor. Appl. Genet. 97: 1104-1109.
• Gallego F.J., López-Solanilla E., Figueiras A.M., Benito C. 1998b. Chromosomal location of PCR fragments as a source of DNA markers linked to aluminium tolerance genes in rye. Theor. Appl. Genet. 96: 426-434.
• González C., Camacho M.V., Benito C. 2002. Chromosomal location of 46 new RAPD markers in rye (Secale cereale L.). Genome 115: 205-211.
• Grzebelus D. 1994. Techniki analizy DNA stosowane w hodowli roślin. Hod. Rośl. Nasien. 3: 7-11.
• Gustafson J.P., Ma Х.F., Korzun V., Snake J.W. 2009. A consensus map of rye integrating mapping data from five mapping populations. Theor. Appl. Genet. 118: 793-800.
• Hackauf B., Rudd S., van der Voort J.R., Miedaner T., Wehling P. 2009. Comparative mapping of DNA sequences in rye (Secale cereale L.) in relation to the rice genome. Theor. Appl. Genet. 118: 371-384.
• Hackauf B., Wehling P. 2002. Identification of microsatellite polymorphisms in an Expressem portion of the rye genome. Plant Breeding 121: 17-25.
• Hackauf B., Wehling P. 2003. Development of microsatellite markers in rye: map construction. Plant Breeding and Seed Science 48: 143-151.
• Hackauf B., Wehling P. 2005. Approaching the self-incompatibility locus Z in rye (Secale cereal L.) via comparative genetics. Theor. Appl. Genet. 110: 832-845.
• Khlestkina EK., Ma H.M.Y., Pestsova E.G., Röder M.S., Malyshev S.V., Korzun V., Börner A. 2004. Mapping of 99 new microsatellite-derived loci in rye (Secale cereale L.) including 39 expressed sequence tags. Theor. Appl. Genet. 109: 725-732.
• Kofler R., Bartoš J., Gong L., Stift G., Suchánková P., Šimková H, Berenyi M., Burg K., Doležel J., Lelley T. 2008. Development of microsatellite markers specific for the short arm of rye (Secale cereale L.) chromosome 1. Theor. Appl. Genet. 117: 915-926.
• Korzun V., Malyshew S., Kartel N., Westermann T., Weber W.E., Börner A. 1998. A genetic linkage map of rye (Secale sereale L.). Theor. Appl. Genet. 96: 203-208.
• Korzun V., Malyshev S., Voylokov A., Börner A. 1997. RFLP-based mapping of three mutant loci in rye (Secale cereale L.) and their relation to homoeologous loci within the Gramineae. Theor. Appl. Genet. 95: 468-473.
• Korzun V., Malyshev S., Voylokov A.V., Börner A. 2001. A genetic map of rye (Secale cereale L.) combining RFLP, isozyme, protein, microsatellite and gene loci. Theor. Apel. Genet. 102: 709-717.
• Korzun V., Melz G., Börner A. 1996. RFLP mapping of the dwarfing (Ddw1) and hairy peduncle (Hp) genes on chromosome 5 of rye (Secale cereale L.). Theor. Appl. Genet. 92: 1073-1077.
• Kubicka H, Lewandowska R. 2003. Zastosowanie techniki AFLP w połączeniu z ВSA do identyfikacji markerów sprzężonych z cechą karłowatości u żyta. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin nr 226/227/1: 71-80.
• Loarce Y., Hueros G., Ferrer E. 1996. A molecular linkage map of rye. Theor. Appl. Genet. 93: 1112-1118.
• Malyshev S., Korzun V., Voylokov A., Smirnov V., Börner A. 2001. Linkage mapping of mutant loci in rye (Secale cereale l.). Theor. Apel. Genet. 103: 70-74.
• Marczewski W. 1997. AFLP - nowa metoda badawcza w genetyce roślin. Biotechnologia 2(37): 121-126.
• Masojć P., Myśków B., Milczarski P. 2001. Extending a RFLP-based genetic map of rye Rusing random amplifted polymorphic DNA (RAPD) and isozyme markers. Theor. Appl. Genet. 101: 1273-1279.
• Masojć R, Lebiecka K., Milczarski P., Wiśniewska M., Łań A., Owsianicki R. 2009. Tree class of loci controlling preharvest sprouting in rye (Secale cereale L.) discerned by means of bidirectional selective genotyping (BSG). Euphytica 170: 123-129.
• Matos M., Camacho M.V., Perez-Flores V., Pernaute B., Pinto-Carnide O., Benito C. 2005. A new aluminium tolerance gene located on rye chromosome arm 7RS. Theor. Appl. Genet. 111: 360-369.
• Matos M., Pérez-Flores V., Camacho M.V., Pernaute B., Pinto-Carnide O., Benito C. 2007. Detection and mapping of SSRs in rye ESTs from aluminium-stressed roots. Mol. Breeding 20: 103-115.
• Ma Х.-Е, Wanous M.K., Houchins K., Rodriguez Milla M.A., Goicoechea P.G., Wang Z., Xie M., Gustafson J.P. 2001. Molecular linkage mapping in rye (Secale cereale L.). Theor. Appl. Genet. 102: 517-523.
• Miedaner T., Glass C., Dreyer F., Wilde P., Wortmann H., Geiger H.H. 2000. Mapping of genes for male-fertility restoration in ʻPampa’ CMS winter rye (Secale cereale L.). Theor. Appl. Genet. 101: 1226-1233.
• Miftahudin, Scoles G.J., Gustafson J.P. 2002. AFLP markers tightly linked to the aluminium-tolerance gene Alt3 in rye (Secale cereale L.). Theor. Appl. Genet. 104: 626-631.
• Miftahudin, Scoles G.J., Gustafson J.P. 2004. Development of PCR-based codominant markers flanking the Alt3 gene in rye. Genome 47: 231-248.
• Milczarski P., Banek-Tabor A., Lebiecka K., Stojałowski S., Myśków B., Masojć P. 2007. New genetic map of rye composed of PCR-based molecular markers and its alignment with the reference map of the DS2-RXL10 intercross. J. Appl. Genet. 48(1): 11-24.
• Myśków B., Milczarski P., Masojć P. 1997. Lokalizacja markerów izoenzymatycznych, RAPD i QTL na mapie genetycznej żyta. Materiały I Krajowej Konferencji „Hodowla Roślin”, Poznań, 19-20 XI 1997: 453-456.
• Myśków B., Stojałowski S., Milczrski P., Masojć P. 2004. Wykorzystanie mapy sprzężeń markerów RAPD do identyfikacji genów odporności na porastanie u żyta (Secale cereale L.). Annales UMCS, Sec. E. 59(3): 1289-1296.
• Nowakowska JA. 2006. Zastosowanie markerów DNA (RAPD, SSR, PCR-RFLP i STS) w genetyce drzew leśnych, entomologii, fitopatologii i łowiectwie. Leśne Prace Badawcze 1: 73-101.
• Philipp U., Wehling P., Wricke G. 1994. A linkage map of rye. Theor. Appl. Genet. 88: 243-248.
• Plaschke J., Börner A., Xie D.X., Koebner R.M.D., Schlegel R., Gale M.D. 1993. RFLP-mapping of genes affecting plant heigh and growth habit in tye. Theor. Appl. Genet. 85: 1049-1054.
• Roux S.R., Hackauf B., Linz A., Ruge B., Klocke B., Wehling P. 2004. Leaf-rust resistance in rye (Secale cereal L.). 2. Genetic analysis and mapping of resistance genes Pr3, Pr4, Pr5. Theor. Appl. Genet. 110: 192-201.
• Saal B., Wricke G. 1999. Development of simple sequence repeat markers in rye (Secale cereale L.). Genome 42: 964-972.
• Saal В., Wricke G. 2002. Lustering of amplified fragment lenght polymorfism markers in a linkage map of rye. Plant Breeding 121: 117-123.
• Stojałowski S., Kociuba M., Stochmal B., Kondzioła M., Jaciubek M. 2008. Determing the plamotypic structure of rye populations by SCAR markers. J. Appl. Genet. 49 (3): 229-232.
• Stojałowski S., Łapiński M., Masojć P. 2004. RAOD markers linked with restorer genes for the C-source of cytoplasmic male sterility in rye (Secale cereale L.). Plant Breeding 123: 428-433.
• Stojałowski S., Łapiński M., Szklarczyk M. 2006. Identification of sterility inducing cytoplasms in rye using the plasmotype-genotype interaction test and newly developed SCAR markers., Theor. Appl. Genet. 112: 627-633.
• Stracke S., Schilling A.G., Förster J., Weiss C., Glass C., Miedaner T., Geiger H.H. 2003. Development of PCR-based markers linked to dominant genes for male-fertility restoration in Pampa CMS of rye (Secale cereal L.). Theor. Appl. Genet. 106: 1184-1190.
• Vaillancourt A., Nkongolo K.K., Michael P., Mehes M. 2008. Identification, characterization, and chromosome locations of rye and wheat specific ISSR and SCAR markers useful for breeding purposes. Euphytica 159: 297-306.
• Varshney R.K., Beier U., Khlestkina E.K., Kota R., Korzun V., Graner A., Börner A. 2007. Single nucleotide polymorphisms in rye (Secale cereale L.): discovery, frequency, and applications for genome mapping and diversity studies. Theor. Appl. Genet. 114: 1105-1116.
• Voylokov A.V., Korzun V., Börner A. 1997. Mapping of three self-fertility mutations in rye (Secale cereale L.) using RFLP, isozyme and morphological markers. Theor. Appl. Genet. 97: 147-153.
• Wanous M.K., Gustafson J.P. 1995. A genetic map of lye chromosome 1R integrating RFLP and cytogenetic loci. Theor. Appl. Genet. 91: 720-726.
• Wehling P., Linz A., Hackauf B., Roux S.R., Ruge B., Klocke B. 2003. Leaf-rust resistance in rye (Secale cereale L.). I. Genetic analysis and mapping of resistance genes Pr1 and Pr2. Theor. Appl. Genet. 107: 432-438.
• Williams J.G.K., Kubelik A.R., Livak K.J., Rafalski J.A., Tingey S.V. 1990. DNA polymorphisms amplified by arbitary primers are useful as genetic markers. Nucl. Acids Res. 18: 6531-6535.
• Wolko B., Irzykowska L., Święcicki W.K. 1999. AFLP i SSR - systemy markerowe przydatne w hodowli roślin. Post. Nauk Rol. 2: 59-71.
• Wolko B., Kruszka K. 1997. Markety molekularne w badaniach zmienności genetycznej roślin. Post. Nauk Rol. 3: 3-20.
• Zane L., Bargelloni L., Patarnello T. 2002. Strategies for microsatellite isolation: a review. Mol. Ecol. 11: 1-16.
• Ziętkiewicz E., Rafalski A., Labuda D. 1994. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR)-anchored polymerase chain reaction amplification. Genomics 20: 176-183.