A Solanum stoloniferum eredetű burgonya Y vírus immunitás gén (Rysto) finomtérképezése és lokalizálása a tetraploid burgonya genomban
Title in English
Fine mapping and localisation of potato virus Y immunity gene of Solanum stoloniferum (Rysto) in tetraploid potato genom
Keywords in Hungarian
Solanum, burgonya, burgonya Y vírus, markerek, térképezés
Keywords in English
Solanum, potato, Potato Vírus Y, Markers, mapping
Discipline
Plant breeding (Council of Complex Environmental Sciences)
70 %
Cell genetics (Council of Medical and Biological Sciences)
30 %
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Centre of Agricultural Sciences Potato Research Centre (University of Pannonia)
Participants
Alföldi, Zoltán Péter Cernák, István Wolf, István
Starting date
2006-02-01
Closing date
2010-01-31
Funding (in million HUF)
16.000
FTE (full time equivalent)
3.48
state
closed project
Summary in Hungarian
Mind hazai mind pedig világviszonylatban a burgonya Y vírus (potato virus Y, PVY) a burgonya egyik legveszélyesebb kórokozója. Kártétele ellen csak a fertőzés megelőzésével, vagy rezisztens fajták termesztésével védekezhetünk. A Keszthelyen nemesített fajták, a Solanum stoloniferum eredetű PVY elleni immunitás gént (Rysto) hordozzák. Tervezett munkánk szerves folytatása egy, az idei évben lezáruló olyan OTKA pályázatnak, melynek keretében több mint 30.000 DNS fragmentum elemezésével számos olyan, az Rysto génhez szorosan kapcsolt markert azonosítottunk, melyek a gén ugyanazon oldalán helyezkednek el. A gén későbbi izolálásához és a markerek szelekcióra való még megbízhatóbb használatához szükség van további markerek azonosítására a gén másik oldalára is. Jelen kutatási programban ilyen markerek detektálását, a régió finomtérképezését, a gén és a markerek kromoszómális helyzetének meghatározását tűztük ki célul. A munka során ezres nagyságrendű hasadó populáción fogunk dolgozni, RAPD technikával. A gén mindkét oldalán elhelyezkedő markerek használatával még megbízhatóbbá tehetjük a PVY rezisztencia gén marker alapú nyomon követését nemesítési programunkban. A tervezett kutatási feladat teljesítésével, javíthatjuk a szelekciós munka hatékonyságát, a gén helyzetének meghatározásával, egy kapcsoltsági térkép szerkesztésével pedig lehetővé tesszük az Rysto gén majdani fizikai izolálását.
Summary
All over the world and also in Hungary one of the most important pathogen of potato is the PVY (potato Y Potyvirus). We can protected against the damage of virus with the prevention of infection, and cultivation of virus resistant cultivars. The cultivars bred in Keszthely, carry the extreme resistance gene (Rysto) against PVY originating from Solanum stoloniferum. The present research project would be the continuation of a previous OTKA project, being finished this year. In that program we analysed more than 30.000 DNS fragments, and identified several markers closely linked to the Rysto gene on one side of the gene. For the later isolation of the gene, and also for more reliable markers assisted selection recombination on the other part of the gene is a necessity. The purpose of the present research project is the identification of markers on other side of the gene, fine mapping of the particular chromosome region and the precise localisation of markers and the gene on chromosome. In the course of this work we will work on a segregating population containing more than 1.000 F1 genotypes with RAPD technique. By the use of new markers on either side of the resistance gene we can make the markers based selection of PVY resistant genotypes more reliable in the breeding program. With achievement of goals of the research project we can improve the efficiency of the entire resistance breeding program, and by the construction of a linkage map and the localisation of the gene we can contribute to the later isolation of the Rysto gene.
Final report
Results in Hungarian
Jelen kutatás célja a Solanum stoloniferum vad burgonya fajból származó burgonya Y vírus extrém rezisztencia gén (Rysto) finomtérképezése és lokalizálása volt a tetraploid burgonya genomban. Munkánk során előállítottunk egy 1100 F1 egyedet tartalmazó térképező populációt, amely hasad az Rysto génre nézve. Minden egyes genotípust hagyományos rezisztencia tesztekkel fenotipizáltunk, majd két - az Rysto génhez kapcsolt - markerrel elvégeztük genotipizálásukat is. A populáció 1:1 hasadási arányt mutatott, tehát a gén szimplex állapotban van jelen a rezisztens szülő genomjában. A populációból 88 genotípust véletlenszerűen kiválasztva négy különböző technikával megkíséreltünk a génnel szorosan kapcsolt további markereket azonosítani. Kutatásaink során Intron- targeting technikával azonosítottunk egy új markert a burgonya kataláz génjében, amely kapcsolt a Rysto génnel. Mivel a kataláz gén helyzete ismert, így a marker lehetővé tette a Rysto gén helyzetének egyértelmű meghatározását is a burgonya XII. kromoszómájára. További újabb, a génnel szorosan kapcsolt markert nem tudtunk azonosítani, azonban a detektált polimorf szekvenciákból részleges kapcsoltsági térképet szerkesztettünk a térképező populáció két szülőpartnerében. A térkép a későbbiekben alkalmas lehet egyéb, a nemesítés szempontjából jelentős gének/tulajdonságok térképezésére is.
Results in English
The aims of present research project were fine mapping and localisation of extreme resistance gene Rysto originating from Solanum stoloniferum in the tetraploid potato genome. In the research project a mapping population segregating for Rysto gene with 1100 F1 individuals was developed. The phenotype of each individual was determined with conventional serological methods, while their genotype was determined also based on the use of two markers linked to the Rysto gene. The results revealed 1:1 segregation ratio and indicates the presence of a single dominant resistance gene in simplex state in the genome of resistant parent. As a subset population 88 F1 individuals was randomly chosen from the mapping population and four different molecular techniques were applied to identify further markers linked to Rysto gene.
During the project one new marker linked to the Rysto gene was identified in the catalase gene of potato by Intron targeting method. Because the chromosomal position of catalase gene is known, it allowed the exact localisation of Rysto gene on chromosome XII of potato. We could not detect additional new markers closely linked to the gene, however by the use of polymorphic sequences were constructed a partial linkage map in both parents of mapping population. In the future these maps could be used for the mapping of other genes/characters being important for breeding purposes.
Cernák, I. – Taller, J – Wolf, I. – Fehér, E. – Babinszky, G. – Alföldi, Z. – Csanádi G. – Polgár, Z.: Analysis of the applicability of molecular markers linked to the PVY extreme resistance gene Rysto, and the identification of new markers., Acta Biologica Hungarica 59 (2): 195-203., 2008
Cernák I, Decsi K, Nagy S, Wolf I, Polgár Z, Gulyás G, Hirata Y, Taller J: Development of a locus-specific marker and localisation of the Rysto gene based on linkage to a catalase gene on chromosome XII in the tetraploid potato genome., Breeding Science. 58:309-314., 2008
Decsi K, Cernák I, Nagy S, Taller J, Wolf I, Polgár Zs: Burgonya kapcsoltsági térkép szerkesztése, és egy termesztőközeg által kiváltott hiperszenzitív válasszal kapcsolatba hozható QTL markerezése., XIV. Növénynemesítési Tudományos Napok. Összefoglalók: 60., 2008
Cernak I, Decsi K, Nagy S, Polgár Zs, Wolf I, Taller J: Advancements in the application of molecular techniques at Potato Research Centre, Keszthely, Hungary., 17th EAPR Conference Brasov, Romania, Abstract: 389-391., 2008
Cernák I, Decsi K, Vaszily Z, Wolf I, Polgár Z, Taller J: PCR-alapú markerek alkalmazása a PVY extrém rezisztenciagént hordozó burgonya genotípusok szelekciójára., Növénytermelés. Tom. 57 no. 3. 245-251., 2008
Z. Polgár, Wolf, I, Cernak I, Taller, J: Introduction to the current results of potato breeding programme at Keszthely, 59. Tagung der verinigung der Pflanzentüchter und Saatgutkaufleute Österreichs, 2008, ISBN: 978-3-000000-00-0, 2008
