Transcript Beta glikānu satura kartēšana Latvijā selekcionētajos miežos Ieva Mežaka, Nils Rostoks Valsts Priekuļu laukaugu selekcijas institūts Latvijas Universitāte, Bioloģijas fakultāte 16.02.2011. LU 69.

Beta glikānu satura kartēšana
Latvijā selekcionētajos miežos
Ieva Mežaka, Nils Rostoks
Valsts Priekuļu laukaugu selekcijas institūts
Latvijas Universitāte, Bioloģijas fakultāte
16.02.2011.
LU 69. konference
1
Ievads


(1 →3)(1 →4 )-β-D-glikāns ir graudzāļu šūnu sieniņās
ietipstošs polisaharīds
Optimāls beta glikānu saturs miežu graudos ir
nozīmīgs augstas kvalitātes graudiem



lopbarībai un alus ražošanai - zems
pārtikai – augsts
Sekmīgam selekcijas darbam, nozīmīgi zināt
pazīmes ģenētisko pamatu

Iepriekš b-glikānu saturs miežu graudos kartēts tikai
kartējošās populācijās, un rezultāti atkarīgi no
populācijas
16.02.2011.
LU 69. konference
2
Literatūrā minētie β-glikānu saturu
graudos nosakošie QTL
Molina-Cano et al.
2007
16.02.2011.
Han et al. 1995
LU 69. konference
Kim et al. 2004
Li et al. 2008
3
Mērķis

Ar asociāciju (nelīdzsvarotās saistības – LD)
kartēšanas metodi kartēt b-glikānu saturu
Latvijas miežu šķirnēs un selekcijas līnijās
16.02.2011.
LU 69. konference
4
Izmantotais augu materiāls
•
95 miežu genotipi, no tiem
•
67 plēkšņainie mieži, divkanšu
•
•
•
•
23 reģistrētas šķirnes
44 selekcijas līnijas
22 kailgraudu mieži, divkanšu
6 plēkšņainie mieži, daudzkanšu
16.02.2011.
LU 69. konference
5
Fenotipēšana




Valsts Priekuļu laukaugu selekcijas institūts,
Valsts Stendes graudaugu selekcijas institūts
2007.-2009. gads
3 atkārtojumi
b-glikānu saturs noteikts ar Infratec™ 1241
graudu analizatoru (Foss)
16.02.2011.
LU 69. konference
6
Genotipēšana

Illumina GoldenGate platforma





1536 SNP - katrs SNP atbilst vienam gēnam
Lielākā daļa SNP ar zināmu atrašanās vietu uz ģenētiskās kartes
(Close et al., 2009, BMC Genomics)
Kartēšanā izmantoti 1325 polimorfiski SNP
Vidējais attālums starp SNP marķieriem aptuveni 1 cM
Vidējais attālums starp SNP marķieriem starp kuriem
novērojama būtiska (P < 0.001; r2 > 0.5) nelīdzsvarotā
saistība - 1.5 cM
16.02.2011.
LU 69. konference
7
Kartēšanas metodika

Augu asociāciju kartēšanai paredzēta programma “Tassel” ar
sekojošiem statistiskajiem modeļiem









GLM (vispārējais lineārais modelis)
GLM+Q
MLM (jauktais lineārais modelis)+Q+Ktassel
MLM+Q+Kspagedi
Q – informācija par strukturētu saistību starp genotipiem, aprēķināta ar
datorprogrammu “Structure”.
K – līdzības matrica, aprēķināta ar datorprogrammu “Tassel” un
“Spagedi”
Izmantoti SNP, kuriem minorās alēles frekvence > 0.1
β- glikānu saturs vidēji trijos atkārtojumos katrā izmēģinājumu vietā
(Stende un Priekuļi) un katrā no trim gadiem (2007-2009)
Par ticamiem QTL atzīti tie, kuri statistiski ticami visās sešās vidēs pēc
p-vērtību korekcijas ar Bonferoni metodi
16.02.2011.
LU 69. konference
8
Genotipēšanas datu galveno komponentu
analīze
Komponents 2 (7.7% mainības)
0.4
-1
0.3
0.2
0.1
0
-0.5
-0.1
0
0.5
1
-0.2
-0.3
1.5
Daudzkanšu
6-row
Kailgraudu
Hulles
Hulled
Divkanšu,
plēkšņaini
-0.4
-0.5
-0.6
Komponents 1 (25% mainības)
16.02.2011.
LU 69. konference
9
b-glikānu saturs graudos
16.02.2011.
LU 69. konference
10
Faktoru ietekmes īpatsvars uz b-glikānu saturu 89
kailgraudu un plēkņainajos, divkanšu miežos
šķirne x gads atkārtojums
0%
x vieta
2%
atlikums
4%
šķirne x vieta
2%
šķine
46%
gads x vieta
33%
šķirne x gads
2%
gads
11%
vieta
0%
16.02.2011.
LU 69. konference
11
Asociāciju kartēšanai piemērotākais
statistiskais modelis
16.02.2011.
LU 69. konference
12
2007

2008

2009

VSGSI

VPLSI

16.02.2011.
LU 69. konference
13
16.02.2011.
LU 69. konference
14
Nud gēna ietekme uz b-glikānu saturu
plēkšņainajos un kailgraudu miežos

Nud gēns nosaka kailgraudu fenotipu

67 plēkšņaino, 22 kailgraudu genotipi genotipēti
ar marķieri, kas nosaka delēciju Nud gēnā
(Taketa et al. 2008)
16.02.2011.
LU 69. konference
15
2007

2008

2009

VSGSI

VPLSI

16.02.2011.
LU 69. konference
16
2007

2008

2009

VSGSI

VPLSI

16.02.2011.
LU 69. konference
17
Secinājumi



Svarīgākais QTL, kas nosaka b-glikānu saturu
kailgraudu un plēkšņainajos divkanšu miežos, atrodas uz
7H hromosomas 7 BIN rajonā, kur atrodas nud gēns
Asociāciju kartēšana apstiprina iepriekš kartējošā
populācijā CDC Bold x TR251 uz 7H hromosomas
kartēto β-glikānu QTL
Lai kartētu QTL ar mazāku ietekmi uz b-glikānu saturu,
nepieciešams palielināt kartēšanas populācijas izmēru
un molekulāro marķieru skaitu
16.02.2011.
LU 69. konference
18
Pateicības

SCRI (Robbie Waugh) un UCR (Tim Close)
par SNP genotipēšanu

Pētījumus finansēja ESF, Latvijas Zinātnes
padome un Valsts Pētījumu programma
agrobiotehnoloģijā
16.02.2011.
LU 69. konference
19
Paldies!
16.02.2011.
LU 69. konference
20