Stanovení cizosprašnosti/samosprašnosti u třešně ptačí (Prunus avium L.) molekulárně genetickými metodami a její ověření v praxi

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F25271121%3A_____%2F20%3AN0000050" target="_blank" >RIV/25271121:_____/20:N0000050 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Stanovení cizosprašnosti/samosprašnosti u třešně ptačí (Prunus avium L.) molekulárně genetickými metodami a její ověření v praxi

Popis výsledku v původním jazyce

Třešeň ptačí (Prunus avium L.) je cizosprašná rostlina, což má dalekosáhlé negativní důsledky pro její komerční pěstování. Pro úspěšné pěstování určité odrůdy je vždy třeba uvádět experimentálně zjištěné vhodné opylovací odrůdy, které je třeba společně vysázet do sadu pro zajištění maximální možné produkce plodů. U třešní je cizosprašnost primárně dána multialelickým S lokusem, který v rámci nerekombinujícího haplobloku nese dva geny kódující proteiny zodpovědné za cizosprašnost, tj. gen pro S-RNázu zodpovědný za samičí (pestíkovou) část cizosprašnosti a gen pro S-haplotypově specifický F-box (SFB) zajišťující samčí (pylovou) část cizosprašnosti. Dvě odrůdy nesoucí stejné S-alely se nemohou navzájem oplodnit, avšak mutacemi S-alel lze docílit velmi výhodné samosprašnosti třešní. Dalším mechanizmem dosažení alespoň částečné samosprašnosti třešní je snížení exprese MGST genu, ke kterému u některých španělských odrůd třešní došlo inzercí sekvence podobné transpozónu do promotorové oblasti tohoto genu. Tato metodika přináší zcela unikátní postup umožňující stanovit všechny známé S-alely včetně samosprašných a alely promotoru genu MGST v jediné reakci, čímž dochází k významnému zjednodušení v současnosti používaných postupů. Navržený postup analýzu S-alel/alel promotoru MGST značně zrychluje, zlevňuje a současně snižuje možnou chybovost. Zároveň metodika popisuje postup pro testování opylovacích poměrů v podmínkách sadu.

Název v anglickém jazyce

Determination of self-incompatibility/self-compatibility in sweet cherry (Prunus avium L.) by molecular genetic methods and its verification in practice

Popis výsledku anglicky

Sweet cherry (Prunus avium L.) is a self-incompatible plant, however, self-incompatibility has extensive negative consequences for its commercial planting. For successful cultivation of a particular cultivar it is necessary to have experimentally identified suitable pollination cultivars that have to be co-planted in an orchard for a maximal fruit production. Self-incompatibility of sweet cherries is primarily given by a multiallelic S-locus bearing two genes as part of one non-recombinating haploblock – gene for S-RNase responsible for a female (pistil) part of self-incompatibility and gene encoding S-haplotype specific F-box (SFB) protein ensuring a male (pollen) part of self-incompatibility. Two cultivars bearing the same S-alleles cannot be mutually fertilized, however, a very advantageous self-compatibility trait can be obtained by S-allele mutations. Another mechanism to attain at least partial self-incompatibility is lowering the MGST expression as it occurs naturally in some Spanish sweet cherry cultivars due to a transposon-like sequence insertion into the MGST promoter. This methodology brings a unique procedure allowing the determination of all known S-alleles including self-compatible S-alleles and alleles of the MGST promoter in only one reaction, and thus highly simplifies currently used methods. The suggested procedure allows faster, cheaper and concurrently less erring analysis of S-alleles/MGST promoter alleles. The methodology also describes a process for a pollinating ratio testing in field conditions.

Druh

N_metC - Metodiky certifikované oprávněným orgánem

CEP obor

—

OECD FORD obor

40106 - Agronomy, plant breeding and plant protection; (Agricultural biotechnology to be 4.4)

Projekt

Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

978-80-87030-76-9

Číslo předpisu

60238/2020-MZE-18140

Technické parametry

Pro analýzu S-alel je v současném stavu techniky používáno mnoho přístupů. Žádný z nich však neumožňuje identifikaci všech nejčastěji se vyskytujících S-alel/alel promotoru MGST v jediné multiplexní reakci. Ve většině dosavadních postupů jsou pro amplifikaci v prvním kroku obvykle používány univerzální primery amplifikující první intron S RNázy a jeho okolí. Některé S-alely však dávají při amplifikaci s těmito primery délkově shodné fragmenty. Tyto S-alely je pak třeba dourčit, a to zpravidla další PCR amplifikací s primery specifickými pro jednotlivé S-alely. Některé laboratoře pak rovnou využívají alelicky specifické primery. To však není vhodný přístup při analýze genotypů se zcela neznámým S alelickým složením. I v případě, že jsou možné S-alely předpokládány, např. jsou při křížení známy S alely obou rodičů, nelze vyloučit volné sprášení místo cíleného křížení a dourčení S alel pak může být velmi pracné. O analýze promotoru MGST genu existuje jediná publikace (Ono K, 2018), která identifikuje příčinnou inzerci zodpovědnou za alespoň částečnou samosprašnost třešní. Rutinní diagnostika tohoto lokusu není v příslušné publikaci řešena. Postup popsaný v této metodice je tak zcela unikátní v tom, že dokáže v jediné multiplexní reakci identifikovat všechny nejčastěji se vyskytující S-alely/alely promotoru MGST, a to včetně samosprašných S-alel. Umožňuje tak velmi rychlou a nenáročnou identifikaci genotypu třešně z pohledu cizosprašnosti/samosprašnosti bez ohledu na původ analyzovaného genotypu.

Ekonomické parametry

Ekonomické aspekty aplikace metodiky stanovení S-alel/alel promotoru MGST v jediné reakci do praxe lze rozdělit dle předpokládané rychlosti zavedení na ty s brzkým efektem a na ty s efektem pozdějším. Zavedení této metodiky do praxe může mít okamžité ekonomické dopady do čtyř oblastí – 1) úspora materiálových nákladů a času v laboratořích, které se stanovení S-alel/alel promotoru MGST věnují; 2) výnosy z prodeje již předpřipravených souprav pro určování S alel/alel promotoru MGST; 3) výnosy z laboratorního stanovení S-alel/alel promotoru MGST prováděných na zakázku; a 4) úspory ve šlechtitelských programech, neboť nebude nutné stanovovat S-alely/alely promotoru MGST pomocí polních pokusů. Ekonomické aspekty s dlouhotrvajícím efektem jsou především ve využití metod k vyšlechtění nových odrůd třešní se žádanou kombinací S-alel či samosprašné odrůdy.

Označení certifikačního orgánu

Ministerstvo zemědělství, odbor zemědělských komodit, Těšnov 65/17, Praha 1, 11000

Datum certifikace

—

Způsoby využití výsledku

C - Výsledek je využíván bez omezení okruhu uživatelů