Bariery krzyżowalności w rodzaju Nicotiana i sposoby ich przełamywania. Anna Depta, Teresa Doroszewska

Podobne dokumenty
Roślinne kultury tkankowe in vitro hodowla roślin, części roślin, tkanek lub pojedynczych komórek na sztucznych pożywkach w sterylnych warunkach.

KOLEKCJA RODZAJU NICOTIANA ŹRÓDŁEM CENNEJ ZMIENNOŚCI GENETYCZNEJ ANNA DEPTA, TERESA DOROSZEWSKA

Zadanie 77: Hybrydyzacja oddalona gatunków Prunus cerasifera (ałycza), Prunus armeniaca (morela), Prunus salicina (śliwa japońska), Prunus domestica

Sukces kultur in vitro oparty jest na zjawisku totipotencji, czyli nieograniczonej zdolności komórek do dzielenia się i odtwarzania całego organizmu

Pośrednia embriogeneza somatyczna

Rośliny z probówki. Jak powstają? Alina Trejgell & Agata Stawicka, UMK

Zadanie 77: Hybrydyzacja oddalona gatunków Prunus cerasifera (ałycza), Prunus armeniaca (morela), Prunus salicina (śliwa japońska), Prunus domestica

Interfaza to niemal 90% cyklu komórkowego. Dzieli się na 3 fazy: G1, S i G2.

Ocena reakcji odmian uprawnych i gatunków rodzaju Nicotiana na Tobacco mosaic virus oraz detekcja genu N warunkującego odporność typu nadwrażliwości

Hormony roślinne ( i f t i o t h o or o m r on o y n )

Materiały dydaktyczne do kursów wyrównawczych z przedmiotu biologia

Cytometryczna analiza polisomatyczności organów roślin z rodziny Fabaceae

Pszenżyto: w czym tkwi jego fenomen?

MIĘDZYGATUNKOWE MIESZAŃCE SOMATYCZNE ZIEMNIAKA

Kierownik: dr Aurelia Ślusarkiewicz-Jarzina Wykonawcy: dr Aurelia Ślusarkiewicz-Jarzina, mgr Hanna Pudelska, mgr Jolanta Woźna

Nowa męskosterylna linia Nicotiana tabacum L. z cytoplazmą N. wuttkei Clarkson et Symon

BIOLOGIA KOMÓRKI - KARIOKINEZY

Podział komórkowy u bakterii

Zad. 2.2 Poszerzenie puli genetycznej jęczmienia

Imię i nazwisko...kl...

Spis treści Część I. Genetyczne podstawy hodowli roślin 1. Molekularne podstawy dziedziczenia cech Dariusz Crzebelus, Adeta Adamus, Maria Klein

Zadanie 2.4. Cel badań:

Prof. dr hab. Helena Kubicka- Matusiewicz Prof. dr hab. Jerzy PuchalskI Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny Centrum Zachowania Różnorodności

Mikrorozmnażanie roślin

Spis treści CYKL KOMÓRKOWY

Czynniki, od których zależy wynik kultury in vitro:

Podziały komórkowe cz. I

SPRAWOZDANIE O STANIE REALIZACJI ZADANIA z wykonania badań podstawowych na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej w 2011 roku

Księgarnia PWN: Joanna R. Freeland - Ekologia molekularna

Organy generatywne i cykle rozwojowe roślin nasiennych

"Dlaczego NIE dla GMO w środowisku rolniczym" Prof. zw. dr hab. inż. Magdalena Jaworska

Hodowla roślin genetyka stosowana

Mieszańcowe i populacyjne odmiany rzepaku: jaką wybrać?

Przedmowa 9 Początki hodowli i oceny odmian roślin warzywnych w Polsce Hodowla roślin kapustnych Znaczenie gospodarcze Systematy

Pobudliwość i koordynacja funkcji życiowych u roślin.

Zadanie 2.4 Poszerzanie puli genetycznej buraka cukrowego przez doskonalenie procesu gynogenezy oraz podnoszenie odporno

I. Genetyka. Dział programu Lp. Temat konieczny podstawowy rozszerzający

Zadanie 2.4. Dr inż. Anna Litwiniec Dr inż. Barbara Skibowska Dr inż. Sandra Cichorz

DOBÓR. Kojarzenie, depresja inbredowa, krzyżowanie, heterozja

Nasiennictwo. Tom I. Spis treści

SPRAWOZDANIE MERYTORYCZNE

Szczegółowy harmonogram ćwiczeń Biologia medyczna w Zakładzie Biologii w roku akademickim 2017/2018 Analityka Medyczna I rok

Regeneracja pędów z segmentów hypokotylowych lnianki siewnej Camelina sativa L. w kulturach in vitro

CYKL KOMÓRKOWY I PODZIAŁY KOMÓRKOWE

Prof. zw. dr hab. Daniela Gruszecka Instytut Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

Efektywność embriogenezy somatycznej w kulturach in vitro lnianki siewnej (Camelina sativa L.)

Komórka stuktura i funkcje. Bogusław Nedoszytko. WSZPIZU Wydział w Gdyni

Bezpośrednia embriogeneza somatyczna

Program ćwiczeń z przedmiotu BIOLOGIA MOLEKULARNA I GENETYKA, część I dla kierunku Lekarskiego, rok I 2015/2016. Ćwiczenie nr 1 (

Wyróżniamy dwie drogi morfogenezy w kulturach in vitro: bezpośrednią i pośrednią. W pośredniej morfogenezie obserwujemy tworzenie się tkanki

Organizmy Zmodyfikowane Genetycznie

Tematy- Biologia zakres rozszerzony, klasa 2TA,2TŻ-1, 2TŻ-2

Metoda bezpośredniego uzyskiwania podwojonych haploidów z mikrospor zarodków rzepaku ozimego (Brassica napus L.)

Perspektywy rozwoju biotechnologii w Polsce

TERMINY BIOLOGICZNE. ZADANIE 5 (3 pkt) Na podstawie ryc. 2 wykonaj polecenia: B. Ustal, w którym etapie cyklu tej komórki kaŝdy

Pamiętając o komplementarności zasad azotowych, dopisz sekwencję nukleotydów brakującej nici DNA. A C C G T G C C A A T C G A...

Temat badawczy 1 Ocena wewnętrznej struktury genetycznej odmian populacyjnych i mieszańcowych żyta. Wyniki (opisać)

2. Rozdział materiału genetycznego w czasie podziałów komórkowych - mitozy i mejozy

Otrzymanie nowej zmienności genetycznej warzyw kapustowatych przy wykorzystaniu krzyżowań oddalonych w rodzaju Brassica

Program wieloletni: Tworzenie naukowych podstaw

Porównanie mieszańców międzygatunkowych Lupinus albus (sensu lato) Lupinus mutabilis pod względem wybranych cech ilościowych

GIMNAZJUM SPRAWDZIANY SUKCES W NAUCE

Wpływ kwasu abscysynowego (ABA) na regenerację roślin Camelina Sativa L. w warunkach kultury in vitro

Zagrożenia i ochrona przyrody

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Autorzy: dr Piotr Kamiński dr Marzena Nowakowska mgr Renata Nowak

Wykorzystanie krajowych i światowych zasobów genowych w pracach badawczych oraz hodowlanych pszenicy

Ziemniak Polski 2011 nr 1 1

1.8. Funkcje biologiczne wody wynikają z jej właściwości fizycznych i chemicznych. Oceń

Wybrane problemy hodowli roślin strączkowych krajowe źródła białka paszowego

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy III gimnazjum.

NR 244 BIULETYN INSTYTUTU HODOWLI I AKLIMATYZACJI ROŚLIN 2007

BIOETYKA Wykład 10 Problemy etyczne związane z klonowaniem organizmów. Krzysztof Turlejski. Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego

Spis treści. 1 Budowa genomu jądrowego (M.J. Olszewska, J. Małuszyńska) 13. Przedmowa 10

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Fizjologiczne i molekularne markery tolerancji buraka cukrowego na suszę. Dr Danuta Chołuj

Cele i kierunki hodowli nasiennej roślin ogrodniczych

Odrobina Genetyki Autor: mgr inż. Konrad Szychowski

Klub Młodego Wynalazcy - Laboratoria i wyposażenie. Pracownia hodowli roślin i roślinnych kultur in vitro

Numer zadania 2.7. pt Poszerzanie puli genetycznej roślin oleistych dla przetwórstwa rplno-spożywczego i innycj gałęzi przemysłu

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy III gimnazjum

Dr. habil. Anna Salek International Bio-Consulting 1 Germany

Plan wykładów z genetyki ogólnej

Misją spółki jest wdrażanie postępu biologicznego w produkcji roślinnej oraz dostarczanie rolnikom na terenie całego kraju dobrej jakości nasion

mikrosatelitarne, minisatelitarne i polimorfizm liczby kopii

KARTA PRZEDMIOTU. Genetyka, hodowla roślin i nasiennictwo R.C4

Cykl komórkowy. Rozmnażanie komórek G 1, S, G 2. (powstanie 2 identycznych genetycznie komórek potomnych): podwojenie zawartości (interfaza)

SPRAWOZDANIE O STANIE REALIZACJI ZADANIA z wykonania badań podstawowych na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej w 2013 roku

Praca kontrolna z biologii LO dla dorosłych semestr V

METODYKA STOSOWANA W ZAKŁADZIE BIOLOGII ROZWOJU ROŚLIN

OFERTA HANDLOWA RZEPAK 2017

Wymagania edukacyjne z biologii dla klasy 8

Bloki licencjackie i studia magisterskie na Kierunkach: Biotechnologia, specjalność Biotechnologia roślinna oraz Genetyka

Ocena mieszańców BC 1 (Avena sativa L. Avena maroccana Gdgr.) Avena sativa L. pod względem stabilności cytogenetycznej i wybranych cech ilościowych

BADANIA PSZENICY Z PIKTOGRAMU W WYLATOWIE.

Wykorzystanie gynogenezy in vitro dla uzyskania dihaploidów buraka cukrowego

Zastosowanie nowych technologii genotypowania w nowoczesnej hodowli i bankach genów

Koordynator: Prof. Jerzy Czembor

Prezentuje: Magdalena Jasińska

52. Badania nad indukcją embriogenezy mikrospor u roślin z rodzaju Brassica prof. dr hab. T. Cegielska-Taras

Transkrypt:

w rodzaju Nicotiana i sposoby ich przełamywania Anna Depta, Teresa Doroszewska

Rodzaj Nicotiana: Należy do rodziny Solaneceae; Nazwa rodzaju pochodzi od francuskiego dyplomaty Jeana Nicota, który w XI wieku przywiózł nasiona tytoniu z Portugalii do Francji; Obejmuje ponad 70 gatunków; Gatunki Nicotiana wykazują duże zróżnicowanie pod względem cech morfologicznych, cytologicznych i genetycznych.

Naturalne występowanie gatunków Nicotiana Tabacum Rustica Petunioides Przedstawiony na slajdzie podział na podrodzaje obowiązywał w systematyce według Goodspeeda (1954) Obecnie obowiązuje systematyka według Knapp i wsp. (2004), w której zrezygnowano z podziału na podrodzaje, a pozostawiono jedynie sekcje. Źródło: Doroszewska T., Depta A., Czubacka A.: Album gatunków z rodzaju Nicotiana/ Album of Nicotiana species. IUNG-PIB, Puławy, 2009

Tytoń uprawny (Nicotiana tabacum) Ważna roślina przemysłowa, uprawiana głównie w rejonach Polski wschodniej; Powstała na drodze samoistnego krzyżowania pomiędzy dwoma gatunkami: Nicotiana sylvestris i N. tomentosiformis; X Celem prac hodowlanych jest uzyskanie odmian odpornych na choroby i szkodniki, o dobrych cechach jakościowych; Źródłem wielu pożądanych genów są gatunki oddalone.

: 1. Niezgodność krzyżówkowa niemożność uzyskania nasion mieszańcowych; 2. Nieżywotność mieszańców - zamieranie roślin w fazie siewek lub na dalszym etapie rozwoju; 3. Bezpłodność mieszańców niemożność uzyskania nasion z samozapylenia, jak również wykonania krzyżówek wstecznych.

1. Niezgodność krzyżówkowa - przyczyny: Trudności dotarcia łagiewki pyłkowej do zalążni: Różnica w długości słupka pomiędzy gatunkiem matecznym i ojcowskim, Fizjologiczna inhibicja wzrostu łagiewki pyłkowej (tzw. niezgodność gametofityczna), Bariery krzyżowalności Mechaniczne trudności w penetracji łagiewki przez tkankę słupka, spowodowane różnicami w wielkości komórek gatunków rodzicielskich. Nieprzeżywalność zarodka wynikająca z matecznym bielmem i zarodkiem. niezgodności między

Niezgodność krzyżówkowa sposoby przełamywania: Odpowiedni dobór gatunków i odmian do krzyżowania; Zastosowanie fuzji protoplastów (Gamborg i Wetter, 1975) - etapy: Izolacja protoplastów na drodze enzymatycznego rozkładu ścian komórkowych; Łączenie protoplastów w obecności glikolu polietylenu; Selektywna hodowla produktów fuzji.

2. Nieprzeżywalność mieszańców typy: Typ I brązowienie wierzchołka pędu i korzenia; Typ II brązowienie korzeni i hypokotylu; Typ III żółknięcie liści; Typ IV - tworzenie wielu pędów; Typ V chloroza pędu. Nieprzeżywalność mieszańców jest kontrolowana genetycznie jako efekt interakcji pomiędzy genomami.

2. Nieprzeżywalność mieszańców typ I Występuje w krzyżówce Nicotiana nudicaulis x N. tabacum Objawia się brązowieniem wierzchołka pędu i korzenia; Geny letalności znajdują się w subgenomie S N. tabacum.

2. Nieprzeżywalność mieszańców typ II Nieżywotne mieszańce typu II uzyskano w wyniku krzyżowania tytoniu uprawnego z gatunkami należącymi do rodzaju Nicotiana: N. africana, N. debneyi, N. excelsior, N. goodspeedii, N. gossei, N. maritima, N. megalosiphon, N. suaveolens, N. velutina N. amplexicaulis, N. cavicola, N. exigua, N. hesperis, N. occidentalis, N. wuttkei. Nieżywotność typu II w mieszańcach międzygatunkowych N. tabacum cv. VAM x N. africana

2. Nieprzeżywalność mieszańców typ II Letalność mieszańców N. tabacum x N. debneyi warunkowana jest pojedynczym dominującym genem HLA1 (Hybrid Lethality A1), pochodzącym od dzikiego gatunku; Wchodzi on w reakcje z genem lub genami na chromosomie Q u N. tabacum; Geny letalności występują w subgenomie S N. tabacum.

2. Nieprzeżywalność mieszańców typ III Objawia się żółknięciem liści; Przykładem krzyżowania w tym typie jest Nicotiana tabacum x N. repanda W przypadku mieszańca N. tabacum x N. repanda geny letalności znajdują się w subgenomie T.

2. Nieprzeżywalność mieszańców Typ II i III związany jest z programowaną śmiercią komórki czyli apoptozą, której towarzyszą: Kondensacja chromatyny, Fragmentacja jądra, Wewnątrzjądrowa fragmentacja DNA.

2. Nieprzeżywalność mieszańców typ IV Objawia się tworzeniem wielu pędów; Przykładem mieszańców w tym typie są krzyżówki pomiędzy: N. paniculata x N. glutinosa N. paniculata x N. alata N. gossei x N. alata

2. Nieprzeżywalność mieszańców typ V Objawia się chlorozą pędu; Przykładem krzyżowania w tym typie jest Nicotiana tabacum x N. occidentalis; W przypadku mieszańca N. tabacum x N. occidentalis geny letalności znajdują się zarówno w subgenomie S jak i T tytoniu uprawnego.

Metody przełamywania nieżywotności mieszańców: Wysiew dużej liczby nasion roślin mieszańcowych; Optymalizacja warunków środowiskowych dla wzrostu i rozwoju młodych roślin podniesienie temperatury z 28 C do 34 C hamuje zamieranie form mieszańcowych; Zastosowanie regulatorów wzrostu tj. cytokininy i auksyny; Naświetlanie promieniami gamma; Hodowla tkankowa. Bariery krzyżowalności

Uzyskanie form mieszańcowych Nicotiana tabacum cv. VAM x N. africana Zastosowanie kultur tkankowych liścieni Siewki form mieszańcowych N. tabacum VAM x N. africana Pożywka Linsmaiera i Skooga, 1995) Liścienie form mieszańcowych z odmianą VAM wyłożone na pożywkę do organogenezy Regeneracja form mieszańcowych F 1 N. tabacum VAM x N. africana z fragmentów liścieni Pożywka wg Lloyd, 1975 (kinetyna, IAA, kwas foliowy)

3. Bezpłodność mieszańców Uzyskiwanie płodnych form mieszańcowych N. tabacum cv. VAM x N. africana Bezpłodny amfihaploid 47 chromosomów Płodny amfidiploid 94 chromosomy Podwojenie liczby chromosomów Zastosowanie kultur tkankowych rdzeni Zastosowanie tzw. trucizn mitotycznych

Wykorzystanie związków chemicznych tzw. trucizn mitotycznych: Zakłócają przebieg procesu kariokinetycznego podczas podziału komórki, w wyniku czego następuje podział chromosomów, po którym nie następuje rozejście się siostrzanych chromatyd do biegunów. Podzielone chromosomy zostają w płaszczyźnie równikowej komórki i w telofazie są otoczone wspólną błoną jądrową. Usunięcie związku antymitotycznego, poprzez płukanie, pozwala na prawidłowy podział komórki. Najczęściej używanym w tym celu związkiem chemicznym jest kolchicyna. Stosowanie kolchicyny na młode siewki roślin wiąże się niestety często z pogorszeniem ich żywotności, a także tworzeniem miksoploidów.

Zastosowanie kultur tkankowych rdzeni u mieszańca N. tabacum cv. VAM x N. africana Proces organogenezy na pożywce wg Lloyd (1975) Ukorzenianie na pożywce z dodatkiem IAA i NAA

Ocena stopnia ploidalności metoda mikroskopowa 1. Mitoza liczba chromosomów N. tabacum x N. africana - AMFIHAPLOID N. tabacum x N. africana - AMFIDIPLOID 2. Mejoza śledzenie procesów diploidyzacji na dalszych etapach hodowli Chromosomy opóźnione Mostek chromatydowy i 4 uniwalenty

Ocena stopnia ploidalności metoda cytometryczna amfihaploid 47 chromosomów amfidiploid 94 chromosomy

Inne metody uzyskiwanie płodnych mieszańców: krzyżowanie tetraploidalnych formy obydwu gatunków rodzicielskich; krzyżowanie formy diploidalną z tetraploidalną, prowadzące do otrzymania częściowo płodnego pokolenia seskwidiploidalnego; Zastosowanie krzyżowania pomostowego.

Podsumowanie: 1. Bariery krzyżowalności w obrębie rodzaju Nicotiana są trudne do przezwyciężenia. 2. Pomimo istnienia wielu źródeł odporności na choroby i szkodniki, nie wszystkie zostały przeniesione do form uprawnych; 3. Zastosowanie różnych metod przełamywania barier krzyżowalności pozwoliło w IUNG wykorzystać w hodowli tytoniu uprawnego następujące gatunki należące do rodzaju Nicotiana: Nicotiana africana odporność na PVY; Nicotiana alata odporność na TSWV, Nicotiana glauca odporność na Thielaviopsis basicola,

Dziękuję za uwagę!