Untitled 5

Intensywnie rozwijająca się dyscyplina genetyki stosowanej, określana mi; hodowli molehy|arnej, ma za zadanie doskonalenie gatunków roślin przez manipu] na poziomie molchsrilarnym, takie iałt selekcja korzystnych genotypów TTg markerów, czy transfołstjacja. Matfkery molekularne są także wykorzystyw opisu bioróżno rodności lłdemyfikacji cennych materiałów biologicznych, j w badaniach filogenezy/ćoś

Niniejszy rozdzUkwprowadzaNyinetody badawcze stosowane w mole] diagnozowaniu geńotypu roślin oraz ptyedstawia ważniejsze kierunki badań pi dzonych z użyciem markerów molekularnych.

8.2.1. Markery molekularne

Posługiwanie się markerami, czyli prosty ni cechami pozwalającymi na identyf genotypu, ma u roślin długą historię. Pierwotnie w analizie genetycznej tywano markery morfologiczne, takie jak np. kształt liścia, barwa kwiah nasion, karłowatość, omszenie itp. Są one nadal przydatne do identyfikacji* hodowlanych. Markery morfologiczn nie znalazły jednak szerszego zasto w genetyce i hodowli ze względu na ich ograniczoną liczbę, zalcżnęS modyfikującego wpływu środowiska, często złożone podłoże genetycz wynikające z dominacji trudności przy odróżniam u homozygot od heterozygói

Dobre markery genetyczne powinny mieć następujące cechy:

1)    silny polimorfizm (obecność wielu form allelicznych),

2)    dziedziczenie kodominujące,

3)    wysoką frekwencję i równomierne rozłożenie w genomie,

4)    neutralność selekcyjną (brak sprzężenia lub związku plejotrojp z genami obniżającymi płodność i przystosowanie do środowiska),

5)    powtarzalność.

6)    prostą i szybką metodę wykrywalności.

W znacznym stopniu cechy te mają markery molekularne, do których żalić izoenzymy i izoformy białek, a przede wszystkim markery DNA. W praktyce każdy rodzaj markera ma obok zalet, także i pewne ograniczenia.

8.2.i. 1. Izoenzymy

Zapoczątkowany jeszcze w latach pięćdziesiątych rozwój tech^r ik elektroforei stworzył podstawę dla szerokich badań w zakresie diagnostyki molcTdf prowadzonych z wykorzystaniem izoenzymów i izoform białek. IV wykazują na ogół kodominację, dziedziczą się jak proste jednostki mendló' i nie są modyfikowane przez środowisko zewnętrzne. Izoenzymy st ¹ pierwszymi markerami molekularny m^jliwożliwmjąc.ymrbadariltrTn llkuny go ffij populacji roślin, oszacowanie stopnia heterozygotycznosci i r-.» imorfizmu ;ak ^_vnież badanie stopnia podobieństwa genetycznego i potwierdzanie czystości _netycz^nej lub^ieszańcowości, co czyniło z nich pomocne narzędzie w hodowli, ^ede wszystkinKiednak analiza polimorfizmu izoenzymatycznego umożliwiła ^jaśnienie dziedzinmego podłoża wielu enzymów i białek spełniających istotne •funkcje w roślinie. \

; Dzięki izoenzymomNpoznano między innymi wielogenową rodzinę kodującą -j.jmylazę - enzym odpowiedzialny za hydrolizę skrobi zapasowej podczas 'belkowania ziarna zbóż. Przy użyciu metody IEF wyróżniono grupę genów a-Amyl, jfgicałiżowanych na chromosomach grupy szóstej u T. aestmim, M. vulgare cereale, grupę a-Amy2, obecną na chromosomach grupy siódmej, oraz a-Amy !j _z chromosomów grupy piątej\Z kolei skład podjednostek glutenu, złożonego białka zapasowego z ziarna T. aesm/um, poznano dzięki zastosowaniu takich metod dektroforetycznych jak SDS-PAGE/sA-PAGE oraz 2-D. Pozwoliły one na iden-yfikację alleli w loci kodujących wysokoęząstcczkowe podjednostki glutenin (HMW) chromosomach I AL (loeus Glu-Al, allełe kodujące podjednostki 1, 2*. nuli), 1BL jocu? Glu-BI, alicie kodujące podjednostkk 7, 6+8, 7+9, 7+8, 20, 20+9, 13+16, 4+15,21, 22) i 1DL (loeus Glu-Dl, allele komdące podjednostki 5+10, 2+12, 3+12, łl2). Geny Glu-A3, Glu-B3 i Glu-D3, kodująbe niskocząsteczkowe podjednostki Sitenin (LMW), znajdują się na krótkich ramionach chromosomów grupy piepwszej sprzężone z loci gliadyn Gli-1, niosącymi informację o większości y i m^liadyn. Uga grupa gliadyn - a- i /3-gliadyny jest kodowana w loci Gli-2,ia krótkich inionach chromosomów grupy 6. W loci gliadyn zujenty^Lkbwarro dotychczas 1-25 alleli, co świadczy o dużej przydatności tej grupy białpk do diagnostyki ólekularnej [34], Formy alleliczne z loci Glu-1 są wykorzystywane jako markery ysokiej wartości wypiekowej mąki pszennej. Genotypy o/śkładzie 2*, 7+8, 5+10 yskują najwyższą ocenę punktową (10) w skali 4-10, opracowaną dla podjednostek jutenowych, gwarantując najlepszą jakość mąki. Budka zapasowe umożliwiają raież identyfikację odmian T. aestivutn. Na podstawie elektroforegramów djednostek gliadynowych i glutcninowych utyzorzono katalog polskich pszenic [51. fPraktycznie, w selekcji korzystnych genotypów wykorzystywany jesnnolimorfizm ^enzymatyczny endopeptydazy u pszepłcy. Jeden z alloenzymów enddpeptydazy END-D1A jest markerem odpomoścj/mi podsuszkę. Podobnego przykładu dostarcza ■us kwaśnej fosfatazy Acp-1 u/L. esculentum, wykorzystywany jako \narker porności na nicienie. Z koleLtfAL domestica istotna jest możliwość precyzyjnego ibierania genotypów drzey/do sąsiednich nasadzeń, ze względu na bardzo s.ilny m sarnoniezgodnośpzWykryty niedawno zestaw alleli w loeus rybonukleązy skorelowany z/żestawem alleli samoniezgodności w iocus •>. Używają.' zymów ryboptikleazy jako molekularnych markerów samoniezgodności można 'terać sąsiedztwo drzew o odpowiednim składzie alleli.

Mimo zpdcznego poszerzenia możliwości badawczych współczesnej genetyki, lągniętógo dzięki analizie izoenzymów, nie sprawdziły się one jako markery flekułamc w projektach zmierzających do całościowej charakterystyki genomów

487