Wykorzystanie markerów DNA w badaniach genomu łubinu wąskolistnego (Lupinus angustifolius L.)

• Autorzy: Kozak B.

Warianty tytułu

EN

Usefulness of DNA markers in narrow-leaved (Lupinus angustifolius L.) genome study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Z gatunków uprawnych rodzaju Lupinus łubin wąskolistny (Lupinus angustifolius L.) wzbudza coraz większe zainteresowanie hodowców i rolników ze względu na jego wysoką zawartość białka w nasionach (31-34%) oraz zdolność adaptacji na glebach lekkich i kwaśnych. Z gatunków łubinu uprawianych w Polsce łubin wąskolistny odznacza się podwyższoną odpornością na antraknozę, groźną chorobę grzybową powodowaną przez Colletotrichum lupini. Dzięki wyhodowaniu odmian o zdeterminowanym typie wzrostu (tzw. samokończące) oraz tolerancji na opóźnienie siewu (odmia­ny termoneutralne) łubin wąskolistny charakteryzuje się najkrótszym okresem wegetacji. Te właśnie cechy determinują łubin wąskolistny jako szansę dla uprawy roślin strączkowych na szeroką skalę w naszym kraju i alternatywę w produkcji paszy treściwej dla importowanej z zagranicy soi. Areał zasiewu łubinu wąskolistnego nadal jednak pozostaje nieduży (według danych GUS 45 tys. ha), a to ze względu na kilka niekorzystnych cech, których jak dotąd nie wyeliminowano w procesie hodow­lanym. Należy tu wymienić: nierównomierne dojrzewanie strąków i nasion u form o tradycyjnym (niezdeterminowanym) typie wzrostu, pękające strąki oraz osypywanie się nasion. Odporność na choroby jest także cechą, na którą należy zwrócić uwagę w dalszych pracach hodowlanych. Hodowla XXI wieku często korzysta z narzędzi biotechnologicznych takich jak roślinne kul­tury in vitro oraz markery molekularne. Wykorzystanie markerów DNA w pracach hodowlanych (MAS) prowadzi do szybszej i bardziej efektywnej selekcji pożądanych cech, co przyczynia się do otrzymania nowych ulepszonych odmian przy mniejszym nakładzie finansowym i w krótszym czasie. Opracowanie markerów DNA jest tym łatwiejsze, im lepiej poznany jest genom badanego organizmu. Obecnie dzięki bardzo szybkiemu rozwojowi technik sekwencjonowania zwłaszcza tzw. sekwencjonowania nowej generacji (NGS), możliwe stało się poznanie pełnego zapisu nukle- otydów w całym genomie organizmu. W ostatnich kilku latach także w przypadku łubinu wąskolistnego poczyniono duży postęp w pracach nad poznaniem jego genomu. Opracowane zostały dwie mapy genetyczne, jak również rozpoczęto prace prowadzące do sekwencjonowania całego genomu. Ponadto zsekwencjonowano transkryptom tej rośliny.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Rolnictwo
• Rocznik: 2014
• Tom: 111
• Opis fizyczny: s.63-70,bibliogr.

Twórcy

autor

Kozak B.

• Katedra Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Bibliografia

• Boersma J.G., Pallotta M., Li C., Buirchell B.J., Sivasithamparam K., Yang, H., 2005. Construc­tion of a genetic linkage map using MFLP and identification of molecular markers linked to domestication genes in narrow-leafed lupin (Lupinus angustifolius L.). Cell. Mol. Biol. Lett., 10(2): 331-344
• Florek J., Czerwinska-Kayzer D., Jerzak M.A., 2012. Aktualny stan i wykorzystanie produkcji upraw roślin strączkowych. Fragmenta Agronomica: 29(4).
• Galek R., 2010. Studia nad zmiennością wybranych cech morfologicznych i użytkowych rodza­ju Lupinus, ze szczególnym uwzględnieniem mieszańców wewnątrz międzygatunkowych, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
• Gao L.L., Hane J.K., Kamphuis L.G., Foley R., Shi B.J., Atkins C.A., Singh K.B., 2011. Develop­ment of genomic resources for the narrow-leafed lupin (Lupinus angustifolius): construction of a bacterial artificial chromosome (BAC) library and BAC-end sequencing. BMC genomics, 12(1): 521.
• Hajdera I., Siwinska D., Hasterok R., Maluszynska J., 2003. Molecular cytogenetic analysis of genome structure in Lupinus angustifolius and Lupinus cosentinii. Theoretical and Applied Ge­netics, 107(6): 988-996.
• Jasińska Z., Kotecki A., 1999. Szczegółowa uprawa roślin. Tom 2. Wydawnictwo AR we Wrocła­wiu, Wrocław.
• Kamphuis L.G., Hane J.K., Nelson M.N., Gao L., Atkins C.A., Singh K.B., 2015. Transcriptome sequencing of different narrow-leafed lupin tissue types provides a comprehensive uni-gene assembly and extensive gene-based molecular markers. Plant biotechnology journal, 13(1): 14-25.
• Kasprzak A., Safar J., Janda J., Doleżel J., Wolko B., Naganowska B., 2006. The bacterial artificial chromosome (BAC) library of the narrow-leafed lupin (Lupinus angustifolius L.). Cellular & molecular biology letters, 11(3): 396-407.
• Kroc M., Koczyk G., Święcicki W., Kilian A., Nelson M.N., 2014. New evidence of ancestral poly­ploidy in the Genistoid legume Lupinus angustifolius L.(narrow-leafed lupin). Theoretical and applied genetics, 127(5): 1237-1249.
• Li X., Renshaw D., Yang H., Yan G., 2010. Development of a co-dominant DNA marker tightly linked to gene tardus conferring reduced pod shattering in narrow-leafed lupin (Lupinus angu­stifolius L.). Euphytica, 176(1): 49-58.
• Malepszy S. 2001. Biotechnologia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
• Nelson M.N., Moolhuijzen P.M., Boersma J.G., Chudy M., Leśniewska K., Bellgard M., Ellwood, S.R., 2010. Aligning a new reference genetic map of Lupinus angustifolius with the genome sequence of the model legume, Lotus japonicus. DNA research, 17(2): 73-83.
• Nelson M.N., Phan H.T., Ellwood S.R., Moolhuijzen P.M., Hane J., Williams A., Cowling W.A., 2006. The first gene-based map of Lupinus angustifolius L.-location of domestication genes and conserved synteny with Medicago trancatula. Theoretical and Applied Genetics, 113(2): 225-238.
• Shizhong X., 2013. Principles of Statistical Genomics: 23-33.
• Swięcicki W., Swi^cicki W.K., 1995. Domestication and breeding improvement of narrow-leafed lupin (L. angustifolius L.). Journal of Applied Genetics, 36(2): 155-167.
• Yang H., Li C., Lam H.M., Clements J., Yan G., Zhao S., 2015. Sequencing consolidates molecular markers with plant breeding practice. Theoretical and Applied Genetics, 128(5): 779-795.
• Yang H., Tao Y., Zheng Z., Zhang Q., Zhou G., Sweetingham M.W., Li C., 2013. Draft genome sequence, and a sequence-defined genetic linkage map of the legume crop species Lupinus angustifolius L. PloS one, 8(5): e64799
• Young N.D., 2011. DNA-Based Markers in Plants Advances in Cellular and Molecular Biology of Plants Volume 6: 31-47.