Plant breeding (Council of Complex Environmental Sciences)
100 %
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Genetikai, Mikrobiológiai és Biotechnológiai Intézet (Hungarian University of Agriculture and Life Sciences)
Starting date
2006-02-01
Closing date
2008-06-30
Funding (in million HUF)
23.226
FTE (full time equivalent)
1.31
state
closed project
Summary in Hungarian
Az almanemesítési programokban is egyre inkább elengedhetetlenné válik megbízható genetikai markerek bevonása a fajták és származékaik pontos azonosításához; az új rezisztens vagy jobb gyümölcsminőségű, kívánt növekedési erélyű stb. fajták előállításához. Emellett ezek a PCR alapú molekuláris markerek génbankok és fajtagyűjtemények genetikai jellemzéséhez és elkülönítéséhez is kiválóan felhasználhatók. Célunk a Magyarországon köztermesztésben szereplő almafajták és nemesítési vonalak molekuláris elkülönítésének kidolgozása, valamint különböző rezisztencia génekhez szorosan kapcsolt molekuláris markerek azonosítása. Ilyen, ú.n. „genetikai ujjlenyomatok” előállítására almában a legmegfelelőbb genetikai elemek a mikroszatellitek, vagy más néven egyszerű tandem elrendeződésű szekvencia ismétlődések (Simple Sequence Repeats: SSRs). Mivel a különböző almafajták szaporítása vegetatív úton történik, ezért a mikroszatellit mintázatok felhasználhatók az egyes genotípusok molekuláris megkülönböztetéséhez. Rezisztencia génekhez kapcsolt markerek azonosítását a már eddig különböző növényfajokban leközölt rezisztencia gének konzervatív szekvenciáira tervezett degenerált primerek felhasználásával tervezzük elvégezni. A markerek térképezését, rezisztens és szenzitív fajták hasadó utódpopulációin végezzük.
Summary
The accessibility of reliable genetic markers is essential for variety identification and/or the development of efficient breeding methods to create new apple cultivars selected for disease resistance, fruit quality or tree growth characteristics etc. The emergence of PCR-based molecular markers has created the opportunity for fine-scale genetic characterizations of germplasm collections, as well. The aim of our project is to develop the molecular distinction of Hungarian apple cultivars and breeding lines and to identify tightly linked molecular markers for disease resistance genes. Microsatellite (SSR-Simple Sequence Repeats) markers are ideal tools to provide reliable ‘molecular fingerprints’ for identification and verification of apple scion cultivars. Since all individuals of the same cultivar originated from a single progenitor by vegetative propagation in apple breeding and cultivation, SSR fingerprinting can be used for cultivar differentiation. Some plant resistance genes have been already cloned and sequenced from different species. Isolation of molecular markers linked to resistance genes in apple is planned to achieve using degenerate primers designed from the highly conserved motifs of these known genes. Segregation population derived from the cross of resistance and susceptible cultivars is available for mapping of these markers.
Final report
Results in Hungarian
A kutatás témája – amint az a pályázat címéből is kitűnik – két fő területre osztható. Elsőként a Magyarországon megtalálható kereskedelmi- és tájfajták molekuláris elkülönítését dolgoztuk ki. Ehhez összesen 106 almafajtának (66 kereskedelmi és 40 tájfajta) a mikroszatellit mintázatát határoztuk meg egy bázispárnyi pontossággal hat lókuszon. Az adatokból létrehoztuk a Magyar Alma Mikroszatellit Adatbázist (MAMA), melyet a Szent István Egyetem honlapjáról lehet elérni: http://www.mkk.szie.hu/dep/gent/genetika.htm
A rügymutánsok molekuláris elkülönítése továbbra sem megoldott, egyedül a Jonathan alapfajtát sikerült megkülönböztetnünk a rügymutánsaitól S-SAP technikával.
A kutatás másik felében olyan molekuláris markereket azonosítottunk almában (számszerint 24-et), melyek a különböző betegségek iránti ellenállóságot/toleranciát biztosító ú.n. rezisztencia génekkel szoros kacsolatban állnak. A rezisztenciagén analóg (RGA) markereket SCAR markerekké konvertáltuk, térképezésük még folyamatban van.
Results in English
The subject of this research – as can be seen in the title of the project – could be divided into two parts. At first, molecular distinction of commercial apple cultivars (66) and land varieties (40) was worked out. Microsatellite patterns of 106 apple genotype were identified in six loci with one base-pair reliability. The Hungarian Apple Microsatellite Database was established from the results what is available from the homepage of the Szent István University: http://www.mkk.szie.hu/dep/gent/genetika.htm
Apple somatic mutants still stayed to be indistinguishable from each other; only the progenitor of Jonathan cultivars can be identified using S-SAP technique.
On the second part of this project, 24 molecular markers were identified in the apple genome which are closely linked to resistance genes. These resistance gene analog (RGA) markes were converted to SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) markers and their mapping in the genome is in progress.
J. Dobránszki, I. Hudak, K. Magyar-Tábori, E. Jámbor-Benczúr, Z. Galli, E. Kiss: How can different cytokinins influence the process of shoot regeneration from apple leaves in ’Royal Gala’ and ’M26’, Acta Horticulturae 725: 191-196, 2006
Wichmann B., Galli Z., Balázs D., Molnár S., Galbács Z., Kiss E., Szabó T., Heszky L.: Rezisztenciagén analóg markerek azonosítása almában., Lippay János – Ormos Imre – Vas Károly Tudományos Ülésszak, november 7-8 Budapest, Összefoglalók: 218-219 oldal., 2007
Wichmann B., Galli Z., Balázs D., Molnár S., Galbács Z., Kiss E., Szabó T., Heszky L.: Magyar alma tájfajták molekuláris elkülönítése., Erdei Ferenc IV. Tudományos Konferencia, augusztus 27-28, Kecskemét. Összefoglalók, 2007
Galli Z., Halász G., Kiss E., Dobránszki J., Heszky L.E.: Molecular Identification of Commercial Apple Cultivars with Microsatellite Markers, HortScience 40(7):1974-1977, 2005
Galli Z., Halász G., Kiss E., Dobránszki J., Heszky L.E.: Using SSR markers to distinguish apple cultivars, Acta Horticulturae 725: 673-678, 2006
Wichmann B., Galli Z., Molnár S., Galbács Z., Kiss E., Szabó T., Heszky L.: Molecular identification of old Hungarian apple varieties., International Journal of Horticultural Science 13 (3): 37-43., 2007
Galli Z., Wichmann B., Molnár S., Galbács Zs., Kiss E., Szabó T., Heszky L.: Test of the utility of apple retrotransposon insertion patterns for molecular identification of ‘Jonathan’ somatic mutants., International Journal of Horticultural Science 14, 2008
