SPRAWOZDANIE O STANIE REALIZACJI ZADANIA z wykonania bada ń podstawowych na rzecz post ę pu biologicznego w produkcji ro ś w 2012 roku

Transkrypt

1 pieczątka SPRAWOZDANIE O STANIE REALIZACJI ZADANIA z wykonania bada ń podstawowych na rzecz post ę pu biologicznego w produkcji ro ś linnej w 2012 roku 1. Nr decyzji MRiRW: HOR hn 801-3/12 zadanie nr Nazwa tematu: Poszukiwania wspólnych mechanizmów dziedziczenia płodności roślin z cytoplazmą CMS-C oraz cytoplazmą CMS-Pampa 3. Podmiot realizujący temat: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie 4. Wydział/Pracownia/ Pracownie: Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa, Katedra Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin 5. Kierownik tematu (zgodnie z kartą tematu): dr hab. Stefan Stojałowski Wykonawcy: mgr inż. Monika Hanek, mgr inż. Aleksandra Bobrowska, dr Beata Myśków, dr hab. Mirosław Tyrka, dr Marek Szklarczyk, mgr inż. Przemysław Tomczak 6. Informacja o realizacji prac w roku 2012 a) Materiały i metody: Zadanie 1. Ocena, czy w egzotycznych populacjach żyta ozimego występują allele płodności dla cytoplazm CMS-C i CMS-P oraz czy populacje te znacząco różnią się pod tym względem od polskich populacji żyta. W roku 2012 badaniami objęto osiem populacji o egzotycznym pochodzeniu (Iran lub Ameryka Południowa): Altevogt 14159, Altevogt 14160, Altevogt 14161, IRAN I, IRAN IX, San Jose, Pico Massaux, Trenelense. Ziarno badanych obiektów otrzymano z Uniwersytetu w Hohenheim (od profesorów H.H. Geigera i T. Miedanera) wraz z informacją, że populacje te były źródłem genów bardzo efektywnie przywracających płodność pręcikowia u roślin z cytoplazmą Pampa. Krzyżowania każdej z badanych populacji z męskosterylnymi wersjami linii wsobnej 541 przeprowadzono w namiotach foliowych. Nasiona szesnastu mieszańców (dwa źródła CMS i osiem komponentów ojcowskich) wysiano punktowo w rozstawie 20x25 cm jesienią 2011 na polu stacji doświadczalnej Hala Wegetacyjna Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. Dodatkowo, w celach porównawczych wysiano mieszańce, w których zapylaczami były cztery polskie populacje żyta: Szk.63, Szk.73, Szk.75 i Szk.91. Jako testery dla tych polskich populacji zastosowano męskosterylne mieszańce proste. Ocenę płodności/sterylności roślin wykonano wzrokowo w okresie kwitnienia stosując 9-

2 stopniową skalę bonitacyjną opracowaną przez Geigera i Morgensterna (1975). Ogółem oceniono ponad trzy tysiące pojedynków. W obrębie każdej z badanych kombinacji (źródło CMS x populacja) oceniono nie mniej niż 70 roślin. Zadanie 2. Poszukiwania mitochondrialnych czynników genetycznych wywołujących męską sterylność w cytoplazmie Pampa poprzez analizy ekspresji genów mitochondrialnych. Do analizy ekspresji genów mitochondrialnych wykorzystano cdna otrzymane w reakcji odwrotnej transkrypcji w obecności losowych starterów dziewięcionukleotydowych. Jako matrycę do syntezy cdna zastosowano całkowite RNA uzyskane z etiolowanych kiełków linii wsobnej 541 w trzech wariantach cytoplazmatycznych. W liniach z cytoplazmami sterylizującymi CMS-C oraz Pampa sprawdzano różnice poziomu ekspresji genów, zaś linia 541N z cytoplazmą niesterylizującą, posłużyła w doświadczeniu jako kalibrator, czyli tkanka kontrolna, do której odnoszono otrzymane wyniki. Do badań wybrano trzy fragmenty konserwatywnych sekwencji genów mitochondrialnych oznaczonych symbolami: nad2ex1 oraz nad7ex5. Wyboru par starterów dokonano w oparciu o analizy RT-PCR przeprowadzone we wcześniejszych latach badań, kierując się jakością uzyskanych uprzednio transkryptów. Gen referencyjny, pełniący funkcję normalizatora, stanowiła sekwencja rrna z małej podjednostki rybosomalnej oznaczonej jako 18S. Po sporządzeniu, dla układu, krzywej kalibracyjnej w celu sprawdzenie wydajności reakcji, wybrano odpowiednią do dalszych analiz wartość docelowego stężenia cdna, którą otrzymano po 4-krotnym rozcieńczeniu matrycy wyjściowej. Do porównania poziomu ekspresji genów zastosowano metodę podwójnej delty, opartej na matematycznej analizie wartości Ct badanego genu w stosunku do Ct genu referencyjnego. Wartość Ct oznacza numer cyklu w fazie wykładniczej, gdy wartość fluorescencji znacząco wzrasta z cyklu na cykl. Celem wyeliminowania błędów, każda próba analizowana była w trzech powtórzeniach. Skrajne wartości Ct powtórzenia, które znacząco odbiegały od pozostałych odrzucano, a otrzymane wyniki stanowiły średnią arytmetyczną Ct jednej próby. Zadanie 3. Opracowanie precyzyjnej mapy genetycznej chromosomu 4RL i próba zlokalizowania na niej locus genu kontrolującego płodność w cytoplazmie Pampa.

3 Do analiz, których celem było określenie lokalizacji głównego genu przywracającego płodność u roślin z cytoplazmą Pampa wykorzystano populację mapującą wytworzoną na bazie mieszańca między męskosterylną linią S305P, a losowo wybraną rośliną z odmiany mieszańcowej Gonello F1. Uzyskane potomstwo pokolenia F2 wysiano na terenie Hali Wegetacyjnej ZUT w Szczecinie. Rośliny populacji mapującej rosnące w rozstawie 20 x 20cm oceniono pod kątem płodności dwiema metodami: wykonując obserwacje wzrokowe przy zastosowaniu skali bonitacyjnej Geigera i Morgensterna (1975) oraz izolując od 1 do 5 kłosów na każdej roślinie i oceniając odsetek osadzonych ziaren. Liście badanych roślin ścięto wiosną 2012 roku, wyizolowano DNA i po zakończeniu oceny fenotypowej płodności, wybrano genotypy do analiz metodą DArT (Diversity Array Technology). Wykonano też analizy metodą PCR-SCAR przy zastosowaniu znanych markerów zlokalizowanych na długim ramieniu chromosomu 4R. Dokonano też próby zaprojektowania w oparciu o udostępnione sekwencje klonów DArT nowych markerów SCAR. Zadanie 4. Ocena przydatności markerów z chromosomu 4RL do prac selekcyjnych z zastosowaniem cytoplazmy Pampa, CMS-C i obu tych cytoplazm jednocześnie. O ewentualnej przydatności markerów w hodowli nowych linii dopełniających decyduje siła sprzężenia danego markera z genem męskiej sterylności oraz zdolność rozdzielcza markera, która zależy od polimorfizmu jaki dany marker wykazuje w zróżnicowanych materiałach genetycznych. Ocenę polimorfizmu markerów PCR-SCAR z chromosomu 4RL przeprowadzono na zbiorze około 50 linii wsobnych, z których większość została wytworzona w ramach programów hodowli mieszańców żyta opartych o system CMS-Pampa. Uzyskane dane o polimorfizmie produktów PCR-SCAR wykorzystano do wyliczenia wartości współczynnika PIC (polymorphic information content) informującego o przydatności danego markera do rozróżniania badanych genotypów (Powell i in. 1996). PIC = 1 n 2 p i i = 1 gdzie p i oznacza częstotliwość występowania i-tego allela.

4 b) Szczegółowe omówienie wykonanych prac i uzyskanych wyników (łącznie dla wszystkich pracowni realizujących temat). Zadanie 1. Ocena, czy w egzotycznych populacjach żyta ozimego występują allele płodności dla cytoplazm CMS-C i CMS-P oraz czy populacje te znacząco różnią się pod tym względem od polskich populacji żyta. W roku 2012 oceniono prawie trzy tysiące trzysta pojedynków - nie mniej niż po 70 roślin w obrębie każdej z badanych kombinacji (źródło CMS x populacja). Najliczniej reprezentowane były rośliny zaliczone do klas fenotypowych: 9 rośliny w pełni męskopłodne, bardzo silnie pylące oraz 3 rośliny męskosterylne, ale o niezbyt silnych objawach męskiej sterylności (tab.1). Rośliny wykazujące objawy bardzo głębokiej sterylności (1 w skali Gegera i Morgensterna) prawie nie pojawiały się, gdy obecna była cytoplazma C (zaledwie 24 zidentyfikowane przypadki). Przy obecności cytoplazmy Pampa liczebność tego rodzaju form była wyraźnie większa (171 roślin). Odwrotą zależność można zauważyć w obrębie roślin o najsilniejszych obajwach płodności rośliny w tej kategorii były niemal dwukrotnie częściej spotykane, gdy posiadały cytoplazmę C. Faktem jest jednak, że w niektórych kombinacjach krzyżowań z udziałem źródła Pampa ta klasa fenotypów też była dość licznie reprezentowana. W szczególności dotyczyło to mieszańców z udziałem pięciu badanych populacji pochodzących z Iranu.

5 Tabela 1 Płodność mieszańców między męskosterylnymi źródłami cytoplazm CMS-P i CMS-C, a egzotycznymi i polskimi populacjami żyta ozimego (liczebność roślin w poszczególnych klasach fenotypowych). Populacja CMS Męskosterylne Częściowo płodne Męskopłodne Suma Altevogt14159 P C Altevogt14160 P C Altevogt14161 P C IRAN I P C IRAN IX P C Pico Massaux P C San Jose P C Trenelense P C Szk.63 P C Szk.73 P C Szk.75 P C Szk.91 P C Ogółem w tym z CMS-P w tym z CMS-C Relacje między źródłami CMS stają się lepiej widoczne po połączeniu dziewięciu klas bonitacyjnych w kategorie fenotypowe (rośliny męskosterylne, częściowo płodne i męskopłodne) oraz przekalkulowaniu liczebności roślin w tych kategoriach na ich procentową frekwencję (tab.2). Można tutaj również zauważyć wyraźną różnicę pod względem obecności genotypów dopełniających i restorerujących w obrębie populacji pochodzących z różnych regionów świata. Mieszańce, które otrzymano po zapyleniu źródeł CMS pyłkiem populacji pochodzących z Iranu (tj. Altevogt 14159, Altevogt 14160, Altevogt 14161, IRAN I i IRAN IX) charakteryzują się względnie podobnym odsetkiem form męskosterylnych i męskopłodnych. Przeważnie udział

6 tych, które mają przywróconą płodnośc jest nieco większy, gdy obecna jest cytoplazma typu C, a męskosterylnych przy obecności cytoplazmy Pampa, ale różnice te nie są wielkie i uznanie ich za istotne wymaga zweryfikowania wyników badań w innych warunkach środowiskowych (w kolejnych sezonach wegetacyjnych). W przypadku populacji Altevogt zaobserwowoano nawet nieco lepsze przywracanie płodności w cytoplazmie Pampa niż w cytoplazmie C. Odsetek roślin ocenionych jako męskosterylne (MS), częściowo płodne (CP) i męskopłodne (MP) wśród mieszańców między męskosterylnymi wersjami linii 541, a egzotycznymi populacjami żyta. Tabela 2 Populacja Cytoplazma MS CP MP Altevogt CMS-P 15,86 7,59 76,55 CMS-C 43,66 19,72 36,62 Altevogt CMS-P 41,13 8,06 50,81 CMS-C 41,57 4,49 53,93 Altevogt CMS-P 42,98 7,44 49,59 CMS-C 13,93 6,56 79,51 IRAN I CMS-P 36,64 6,87 56,49 CMS-C 33,58 11,94 54,48 IRAN IX CMS-P 38,93 3,05 58,02 CMS-C 50,40 8,00 41,60 Pico Massaux CMS-P 47,20 9,60 43,20 CMS-C 11,76 5,88 82,35 San Jose CMS-P 83,92 6,99 9,09 CMS-C 21,21 6,82 71,97 Trenelense CMS-P 45,39 3,29 51,32 CMS-C 13,33 7,33 79,33 Szk.63 CMS-P 47,52 14,18 38,30 CMS-C 10,77 8,46 80,77 Szk.73 CMS-P 85,00 11,25 3,75 CMS-C 18,82 2,35 78,82 Szk.75 CMS-P 72,67 12,79 14,53 CMS-C 16,67 6,25 77,08 Szk.91 CMS-P 79, CMS-C 9,52 33,33 57,14 Ogółem CMS-P 54,61 8,58 36,81 CMS-C 21,51 11,10 67,39 Trzy badane populacje pochodzące z Ameryki Południowej (Pico Massaux, San Jose i Trenelense) oraz cztery populacje polskie wyraźnie różnią się od populacji irańskich.

7 Przywracają one bardzo skutecznie płodność w cytoplazmie C (za wyjątkiem Szk.91, udział roślin całkowicie męskopłodnych mieści się w granicach 70-85%). W cytoplazmie Pampa również są one w stanie przywrócić zdolność do tworzenia płodnego pyłku, ale w znacznie mniejszym stopniu. Rośliny całkowicie płodne stanowiły w badanej grupie obiektów niespełna 37% mieszańców ze źródłem CMS-P, a ponad 67% roślin z cytoplazmą CMS-C (tab.2). Zdolność do dopełniania męskiej sterylności u trzech badanych populacji południowoamerykańskich była zbliżona do tego co się obserwuje w odmianach polskich (poniżej 20%). Ogółem ponad połowa badanych roślin z cytoplazmą Pampa była męskosterylna, podczas gdy analogiczne formy z cytoplazmą C stanowiły niewiele ponad 20%. Zadanie 2. Poszukiwania mitochondrialnych czynników genetycznych wywołujących męską sterylność w cytoplazmie Pampa poprzez analizy ekspresji genów mitochondrialnych. Oceniono poziom ekspresji mitochondrialnych genów nad2ex1 oraz nad7ex5 w męskosterylnych liniach wsobnych żyta, oznaczonych jako 541, z dziedzicznie odmiennymi cytoplazmami sterylizującymi typu CMS-C oraz CMS-Pampa. Jako kalibrator, względem którego oceniany był poziom ekspresji badanych genów, w obu reakcjach posłużyła linia 541N z cytoplazmą niesterylizującą, a jako gen referencyjny wybrano podjednostkę 18s rrna. Do określenia poziomu ekspresji badanych genów zastosowano metodę podwójnej delty. W przypadku cytoplazmy sterylizującej typu CMS-C poziom ekspresji genu nad2ex1 (tab.3) był prawie trzykrotnie wyższy (2 -ΔΔCt = 3,84), a ekspresja genu nad7ex5 (tab.4) zachodziła na tym samym poziomie (2 -ΔΔCt = 1,15). Natomiast w przypadku cytoplazmy CMS-Pampa poziom ekspresji badanych genów był niższy (2 -ΔΔCt dla genów nad2ex1 i nad7ex5 wynosiła odpowiednio 0,474 i 0,757). Niezbędne jest zweryfikowanie uzyskanych danych w trakcie dalszych prac badawczych i określenie, czy mogą mieć one związek z determinacją męskiej sterylności.

8 Wyniki analizy ekspresji genu nad2ex1 obliczone metodą podwójnej delty. Tabela 3 Gen Nazwa linii Średnia wartość Ct Odchylenie standardowe Ct 2-ΔΔCt 541C 15,74 5 3,84 nad2ex1 541P 17,92 3 0, N 17, C 15,05 0,17 18s rrna 541P 14, N 14,57 0,15 Wyniki analizy ekspresji genu nad7ex5 obliczone metodą podwójnej delty. Tabela 4 Gen Nazwa linii Średnia wartość Ct Odchylenie standardowe Ct 2-ΔΔCt 541C 17,65 4 1,15 nad7ex5 541P 17,40 6 0, N 17,69 0,20 541C 15, s rrna 541P 14, N 15,22 0,40 Zadanie 3. Opracowanie precyzyjnej mapy genetycznej chromosomu 4RL i próba zlokalizowania na niej locus genu kontrolującego płodność w cytoplazmie Pampa. Analizy markerów DArT w obrębie populacji mieszańca F2 między linią męskosterylną S305P a losowo wybraną rośliną z odmiany mieszańcowej GonelloF1 pozwoliły na uzyskanie danych o 3359 markerach. Po odrzuceniu markerów monomorficznych do tworzenia grup sprzężeń wybrano 1540 markerów. Wykonano też w obrębie badanej populacji analizy PCR- SCAR z markerami z chromosomu 4RL, ale tylko jeden z zastosowanych markerów (SCSz23L500) okazał się polimorficzny. W oparciu o sekwencje DNA klonów DArT zaprojektowano też pięć dodatkowych markerów SCAR, z których trzy zostały włączone do analiz związanych z konstruowaniem mapy sprzężeń. Utworzona mapa genetyczna badanego mieszańca obejmuje wszystkie siedem chromosomów, z których większość jest reprezentowana przez 2-3 grupy (rys.1 a-e).

9 1R 2Rcz1 2Rcz2 1,0 2,8 3,0 4,3 4,7 4,9 5,5 5,6 6,5 8,1 8,2 9,3 10,6 11,7 18,6 20,7 23,4 28,4 33,9 34,1 34,5 37,8 38,2 41,6 44,2 44,3 45,3 46,6 48,7 48,8 50,9 51,0 51,3 54,6 55,9 56,1 58,5 58,6 62,2 64,2 65,4 66,0 66,2 67,5 67,6 67,9 68,9 69,3 69,6 70,6 71,7 72,6 73,2 74,2 rpt r rpt402346na rpt390549na rpt402410na rpt507892na rpt508290na rpt r rpt509417na rpt402536na rpt508421na rpt389283na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r 5R rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt509009na rpt507802na rpt r rpt505764na rpt r rpt r rpt r tpt75591b 1R rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r tpt17131r rpt r rpt508484na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt508463na rpt r rpt r rpt506070na rpt3206na rpt r rpt r rpt410988na rpt508210na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt401887na rpt r rpt r rpt r rpt509489na rpt r rpt r rpt506041na rpt r rpt r rpt r 1,7 11,9 12,0 13,9 15,8 15,9 16,0 17,1 17,5 17,9 18,0 18,1 18,2 2 20,1 20,3 20,4 20,5 20,7 20,8 21,1 21,3 21,7 21,8 22,3 23,5 26,3 30,6 31,1 31,3 32,2 32,6 32,9 33,3 34,2 34,6 34,7 35,8 41,1 41,4 42,6 53,7 rpt r rpt r rpt506563na rpt411497na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt506245na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt83072r rpt r rpt r rpt411158na rpt r rpt507367na rpt r rpt r tpt06192r rpt r rpt r rpt507875na rpt389503na rpt506732na rpt390224na rpt r rpt r rpt r rpt506904na rpt507183na rpt r rpt r rpt411377na rpt507117na rpt507282na rpt398791na rpt400806na rpt389908na rpt0550na rpt r rpt402474na rpt507837na rpt399821na wpt67522b 2D 2R rpt r rpt r rpt r rpt r rpt506972na rpt411208na rpt389972na rpt389690na rpt r tpt79752r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r 0,1 2,3 2,7 5,3 8,6 9,5 9,6 9,8 rpt509017na wpt02712r rpt400854na rpt r rpt400975na rpt389322na rpt401657na rpt507298na rpt399784na rpt10022r rpt r rpt r rpt r rpt507665na rpt r rpt34732r rpt r Rys.1a. Mapa genetyczna mieszańca [S305P x Gonello 249-1]F2

10 2Rcz3 3Rcz1 3Rcz2 5,6 8,3 10,5 13,0 17,5 21,1 rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt402004na rpt9914na rpt508543na rpt507371na rpt411470na rpt508512na rpt r rpt r rpt506937na -1,4 0,5 0,6 1,6 3,0 3,1 3,2 4,2 5,6 5,7 6,5 6,7 7,6 10,1 10,2 10,3 11,5 13,3 16,2 17,2 17,3 17,4 17,7 18,1 19,1 19,2 20,9 23,6 24,5 24,7 24,9 wpt98176r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r wpt117212na wpt5810na wpt0053na wpt4890na rpt r rpt399481na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r tpt30223r rpt34223r rpt411134na rpt r rpt r rpt r rpt r wpt68212d 7R rpt411241na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt402359na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt506785na rpt r rpt r 4R rpt r rpt r rpt400863na rpt r rpt r rpt r rpt r 2,5 3,6 4,6 5,0 5,1 5,2 5,4 5,5 6,0 6,1 6,2 7,5 7,6 8,9 10,2 12,3 12,4 25,4 rpt r rpt r 3R rpt509305na rpt507877na rpt r rpt r rpt508687na rpt399666na rpt389627na tpt37463r rpt507246na rpt505280na rpt r rpt r rpt r rpt08573r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt507747na rpt r 3R rpt r rpt r 3R rpt r 3R rpt508536na rpt r rpt505215na rpt506607na rpt508228na Rys.1b. Mapa genetyczna mieszańca [S305P x Gonello 249-1]F2

11 4Rcz1 4Rcz2 4Rcz3 1,7 2,1 6,7 11,3 13,3 13,4 13,5 13,8 13,9 14,0 14,1 19,2 2 20,7 22,7 23,3 23,7 24,0 24,3 24,9 25,2 25,4 25,8 25,9 26,1 26,8 27,0 28,1 28,3 28,4 30,8 33,2 33,3 33,4 33,5 33,6 33,7 34,5 35,1 36,2 36,3 36,4 36,5 37,4 38,6 40,1 43,0 rpt r rpt509077na rpt505165na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt507218na rpt r rpt508864na rpt r rpt505477na rpt506011na rpt506117na rpt505626na rpt506899na rpt509459na rpt509110na rpt507855na rpt505774na rpt505782na rpt507170na rpt399656na rpt390148na rpt505689na rpt508932na rpt508519na rpt401421na rpt r rpt398772na rpt508381na rpt399514na tpt4576na wpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt410802na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt505871na rpt78724r rpt r rpt399323na rpt398633na rpt389776na rpt r rpt r rpt r rpt508284na rpt09474r rpt r rpt507481na rpt r rpt r rpt508114na rpt r rpt r rpt r rpt r wpt7428na rpt509404na rpt r rpt r rpt508016na rpt r rpt505596na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt399305na rpt r rpt509344na rpt400605na 2,0 4,2 4,4 4,9 5,6 5,7 5,9 6,3 6,5 7,1 7,2 7,6 8,5 8,9 9,2 9,9 10,5 13,1 16,4 17,3 17,7 18,0 18,2 18,5 18,6 19,2 19,4 20,5 20,6 21,7 21,8 21,9 22,0 22,7 23,2 23,6 24,8 26,9 27,6 28,4 rpt r wpt65551b d rpt389352na rpt r rpt505760na rpt r rpt505207na rpt398699na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt411107na rpt r rpt r rpt506696na rpt r rpt79061b 4R rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt410941na rpt r rpt390649na rpt508585na rpt r wpt40626b rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt401353na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r wpt74984r wpt4130na wpt98204r rpt r rpt r rpt r rpt69464r 4,1 4,3 4,4 6,5 10,5 11,0 11,4 28,5 rpt r rpt r tpt67106a 4R rpt507880na rpt66594r rpt r rpt r rpt r rpt509261na rpt r rpt r rpt401280na rpt r rpt r rpt r d rpt389827na rpt r SCSz23L500 Rys.1c. Mapa genetyczna mieszańca [S305P x Gonello 249-1]F2

12 5Rcz1 5Rcz2 6Rcz1 1,7 2,6 4,5 6,2 7,3 7,5 7,6 7,7 8,1 8,6 9,3 9,5 10,6 12,0 13,6 13,7 14,3 14,4 14,5 15,2 16,9 17,1 20,5 21,6 22,6 22,7 23,8 29,8 32,1 32,3 32,4 34,4 36,1 rpt r rpt r rpt r rpt61655r rpt r rpt r rpt r wpt344500na rpt r rpt r rpt r rpt390527na rpt r rpt402008na rpt r rpt r rpt r rpt401780na rpt508912na rpt r rpt r rpt66615r rpt508103na rpt r rpt r rpt506246na tpt5060na rpt r rpt411231na rpt r rpt r rpt505294na rpt r rpt r rpt r rpt505446na rpt507240na rpt r rpt509400na rpt r wpt33055b 5R rpt r rpt r rpt r rpt505701na rpt r rpt r rpt506055na rpt r rpt42695r rpt r rpt r rpt r rpt509684na 8,4 10,8 13,0 16,1 20,7 22,3 22,4 22,5 22,6 22,7 23,1 27,6 31,9 39,7 40,1 41,3 41,7 43,3 43,7 45,4 47,9 50,9 51,0 51,1 53,2 rpt509456na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt509611na rpt r rpt r rpt506262na rpt509523na rpt506901na rpt400262na rpt506005na rpt508625na rpt402181na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt401093na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r 2,2 3,2 3,4 4,1 7,2 7,5 8,8 8,9 9,0 16,0 18,3 18,4 19,4 20,6 20,7 21,5 29,4 29,5 31,1 32,3 rpt390372na rpt399567na rpt390647na rpt r rpt506869na rpt507526na rpt508737na rpt r rpt389825na rpt r rpt r rpt r rpt389276na rpt r rpt399352na rpt r rpt506462na rpt r rpt r rpt r rpt505324na rpt r rpt399388na rpt411082na rpt401254na rpt399964na rpt400884na rpt506995na rpt r rpt r rpt508128na rpt507325na rpt402672na rpt402544na rpt401034na rpt509440na rpt505860na rpt r rpt402507na rpt509665na rpt389741na rpt401199na rpt505488na rpt r rpt390734na rpt r rpt389344na rpt r rpt509463na rpt506107na rpt507521na rpt399646na rpt r rpt r rpt r rpt400935na rpt508548na rpt411510na rpt508371na rpt399452na 64,2 65,1 66,3 68,5 68,6 69,8 71,3 72,2 rpt r rpt r rpt r rpt507366na rpt411050na rpt508201na rpt389759na rpt r rpt r rpt r 78,2 rpt507647na Rys.1d. Mapa genetyczna mieszańca [S305P x Gonello 249-1]F2

13 6Rcz2 6Rcz3 7R 1,1 2,8 2,9 3,0 3,3 6,7 10,1 15,5 16,9 17,0 17,2 17,5 18,2 22,4 22,7 24,0 26,7 rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r wpt39156r rpt r tpt7900na wpt345979na rpt r rpt r rpt r wpt345966na rpt508631na rpt509614na rpt509584na rpt402304na rpt r 6R rpt r rpt410850na rpt r 5R rpt r rpt r rpt r wpt97906r rpt r rpt r rpt r rpt r 3,3 5,5 15,7 18,1 23,5 23,8 24,1 32,8 35,7 37,0 37,1 37,3 38,9 39,8 41,7 45,0 45,2 50,9 53,3 53,8 54,1 56,1 62,5 67,1 rpt r rpt508824na rpt506193na wpt99345b rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt506611na rpt507685na rpt r rpt r rpt390314na rpt r rpt r rpt r rpt400273na rpt507704na rpt506238na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt411373na rpt r rpt r rpt r rpt508968na rpt507834na rpt389274na 1,7 1,9 2,0 3,1 3,6 4,2 4,4 4,6 5,0 5,4 5,8 5,9 6,3 7,6 9,0 17,3 21,7 22,5 23,9 27,5 27,6 31,8 32,7 33,6 33,9 34,7 35,1 39,8 41,1 43,3 43,6 44,1 47,2 47,3 47,5 49,0 49,3 50,4 50,6 50,7 50,9 51,1 52,3 52,6 52,7 54,0 54,4 54,6 55,2 55,6 56,9 57,7 57,9 58,1 58,2 58,6 58,8 59,7 60,8 61,4 63,5 65,2 65,4 65,8 69,7 rpt506158na rpt507398na tpt87717r rpt r wpt48985b rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r rpt507215na rpt r rpt r rpt509065na rpt r rpt402454na rpt400261na rpt506930na rpt506974na rpt509286na rpt506023na rpt506960na rpt390687na rpt r rpt r rpt75577r rpt398519na rpt401443na rpt402607na rpt r rpt r rpt507241na rpt509317na rpt506902na rpt r rpt389883na rpt411254na rpt r rpt r rpt506110na rpt400782na rpt508579na rpt401882na rpt r rpt19617r rpt r rpt509140na rpt8149na rpt4750na rpt389256na rpt507482na rpt8933na rpt507691na rpt410977na rpt389647na rpt506568na rpt401240na rpt508666na rpt506256na rpt410867na rpt505678na rpt506949na rpt401212na rpt505397na rpt r rpt r rpt r rpt398831na rpt r rpt r rpt r 7R rpt r rpt508978na rpt r rpt r rpt r rpt r wpt25327r rpt r rpt402105na rpt r rpt r rpt399361na rpt r rpt r rpt401523na rpt509176na rpt505437na rpt r rpt r rpt r rpt r rpt r Rys.1e. Mapa genetyczna mieszańca [S305P x Gonello 249-1]F2

14 Analizy mapowania interwałowego oraz testu Kruskala-Wallisa wskazują na lokalizacje genów przywracających płodność u badanego mieszańca z cytoplazmą P na chromosomach 4R i 1R. Słabsze wskaźniki związku między markerami, a genami kontrolującymi płodność, odnotowano też na chromosomach 2R i 3R, ale wyniki te wymagają weryfikacji w dalszych badaniach. Zadanie 4. Ocena przydatności markerów z chromosomu 4RL do prac selekcyjnych z zastosowaniem cytoplazmy Pampa, CMS-C i obu tych cytoplazm jednocześnie. Najwyższe wartości współczynnika PIC zaobserwowano w przypadku markerów, które w podobnej liczbie linii ujawniały oba warinaty alleliczne (obecność prążka i brak prążka markerowego). Do tej grupy markerów należały produkty PCR: SCP14M55, SCY09d i SCSz334L700 (tab.5). Brak zdolności do rozróżniania badanych genotypów wykazywały marker SCP12M56 (z powodu braku genotypów, u których był obecny prążek markerowy) oraz marker SCSz530L850 (który generował prążek markerowy u większości badanych linii). Tabela 5 Zbiorcze wyniki analiz PCR-SCAR w obrębie zestawu linii wsobnych żyta. Marker Liczba linii PIC z prążkiem bez prążka SCSz2L ,40 SCSz23L ,34 SCSz334L ,45 SCSz530L ,30 SCSz670L ,36 SCP12M SCP14M ,46 SCY09d ,45 Celem badań jest bliższe poznanie podobieństw i różnic w genetycznej determinacji męskiej sterylności u żyta z cytoplazmą Pampa i zaliczaną do typu Vavilovii cytoplazmą C. Zatwierdzony harmonogram na rok 2011 przewidywał wykonanie prac badawczych w ramach następujących długookresowych zadań:

15 Zadanie 1. Ocena, czy w egzotycznych populacjach żyta ozimego występują allele płodności dla cytoplazm CMS-C i CMS-P oraz czy populacje te znacząco różnią się pod tym względem od polskich populacji żyta. Zadanie 2. Poszukiwania mitochondrialnych czynników genetycznych wywołujących męską sterylność w cytoplazmie Pampa poprzez analizy ekspresji genów mitochondrialnych.. Zadanie 3. Opracowanie precyzyjnej mapy genetycznej chromosomu 4RL i próba zlokalizowania na niej locus genu kontrolującego płodność w cytoplazmie Pampa. Zadanie 4. Ocena przydatności markerów z chromosomu 4RL do prac selekcyjnych z zastosowaniem cytoplazmy Pampa, CMS-C i obu tych cytoplazm jednocześnie. Harmonogram prac w bieżącym roku sprawozdawczym był realizowany zgodnie z planem