Selection of U and M genome specific goatgrass (Aegilops) microsatellite markers using wheat-Aegilops biuncialis and wheat-Aegilops geniculata addition lines
Kecskebúza (Aegilops) U és M genom specifikus mikroszatellit markerek kiválogatása búza-Aegilops biuncialis és búza-Aegilops geniculata addíciós vonalak segítségével
Title in English
Selection of U and M genome specific goatgrass (Aegilops) microsatellite markers using wheat-Aegilops biuncialis and wheat-Aegilops geniculata addition lines
Keywords in Hungarian
Kecskebúza, Aegilops biuncialis, Aegilops geniculata, U és M genom, SSR (mikroszatellit) markerek, addíciós vonalak
Keywords in English
Goatgrass, Aegilops biuncialis, Aegilops geniculata, U and M genomes, SSR (microsatellite) markers, addition lines
Discipline
Plant breeding (Council of Complex Environmental Sciences)
100 %
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Department of Genetic Resources (Centre for Agricultural Research)
Starting date
2008-10-01
Closing date
2011-10-31
Funding (in million HUF)
10.231
FTE (full time equivalent)
2.42
state
closed project
Summary in Hungarian
Az Aegilops fajokból számos értékes tulajdonságot építettek be a búzába (Triticum aestivum L. 2n=6x=42, AABBDD) azonban ezek a fajok több olyan hasznos gént is tartalmaznak, melyeket napjainkig nem hasznosítottak. A kedvező tulajdonságok beépítése az Aegilops fajokból a búzába kromoszóma addíciós- és szubsztitúciós vonalak előállításával lehetséges, melyekből transzlokációs vonalak hozhatók létre. Transzlokációk előállításával lehetővé válik az idegen kromoszóma szegmentumának átvitele a búza genomba. Az U és M genom specifikus SSR markerek elősegítik a búza- Ae. biuncialis (2n=4x=28, UUMM) addíciós vonalak és a jövőben a búza- Ae. biuncialis transzlokációk azonosítását. Napjainkig U és M genom specifikus SSR markerek nem állnak rendelkezésre, azonban a búzán számos kromoszóma-specifikus SSR markert írtak le. Kísérleteink első célja olyan búza SSR markerek kiválogatása, melyek a búzától eltérő nagyságú (polimorf) PCR fragmentumot adnak az Ae. biuncialis-on. A továbbiakban célunk a polimorf - az Ae. biuncialis-on is jelet adó- markerek tesztelése a rendelkezésre álló búza- Ae. biuncialis és búza- Ae. geniculata addíciós vonalakon. A polimorf markerek kis százaléka lesz várhatóan Aegilops kromoszóma-specifikus, melyek kiválogatásához száz vagy annál is több búza mikroszatellit marker tesztelése szükséges. A molekuláris markerek alkalmasak az idegen, Aegilops fajokból származó kromoszómák, kromoszóma-szegmentumok nyomon követésére a búza genomjában.
Summary
Many useful traits have been incorporated into wheat (Triticum aestivum L. 2n=6x=42, AABBDD) from Aegilops species, but a large number of useful genes have not yet been exploited. The incorporation of favourable traits from Aegilops species into wheat can be achieved by developing chromosome addition and substitution lines, followed by the production of translocation lines from which alien chromosome segments can be transferred to the wheat genome. SSR markers specific for the U and M genome could promote the identification of wheat–Ae. biuncialis (2n=4x=28, UUMM) addition lines and, in the future, of wheat–Ae. biuncialis translocations. Up till now no U or M genome-specific SSR markers have been available, but numerous chromosome-specific SSR markers have been reported for wheat. The first aim of the experiments will be to select wheat SSR markers giving polymorphic PCR fragments on Ae. biuncialis. A further goal is to test the available wheat–Ae. biuncialis and wheat–Ae. geniculata addition lines with the polymorphic markers that give signals on Ae. biuncialis. A small proportion of the polymorphic markers can be expected to be specific for Aegilops chromosomes, but a hundred or more wheat microsatellite markers will require testing if these are to be identified. Molecular markers are suitable for the identification of alien chromosomes or chromosome segments originating from Aegilops species in the wheat genome.
Final report
Results in Hungarian
Vizsgálataink során összesen 194 markert teszteltünk az Mv9kr1 búzatörzsön és az Ae. biuncialison. Az Mv9kr1 és az Ae. biuncialis között hossz-polimorfizmust mutató markerek közül 3 db-ot találtunk a búza-Ae. biuncialis ill. a búza-Ae. geniculata addíciós sorozat valamely kromoszómájára specifikusnak. A BARC184 marker a 7U búza-Ae. geniculata addíciós vonal 7U kromoszómáján volt lokalizálható. A GDM61 és GWM44 markerek a 2M és 3M búza- Ae. biuncialis addíciós vonalak 2M és 3M kromoszómájára voltak specifikusak, azonban a 2M búza- Ae. geniculata addíciós vonal 2M kromoszómáján nem voltak lokalizálhatók, tehát polimorfizmus jelent meg a két addíciós sorozat között. A két addíciós sorozat közti polimorfizmus feltehetően az Aegilops fajok nagy genetikai variabilitásával magyarázható. Ebből következik, hogy a búza- Ae. geniculata addíciós vonalakon kapott eredmények nem adaptálhatók a Martonvásáron előállított búza-Ae. biuncialis addíciós vonalakra. A markerek teljes körű szelekciójához szükséges a búza-Ae. biuncialis addíciós sorozat bővítése, ezért kísérletink során új addíciós vonalakat szelektáltunk a rendelkezésre álló búza-Ae. biuncialis BC2 és BC3 nemzedékekből. Előállítottuk a búza-Ae. biuncialis 6U monoszómás, 6M diszómás és a 2U diszómás addíciós vonalakat. Ezek utódaiból a 6U és 6M kromoszómák eliminálódtak, csak a 2U diszómás addíciós vonal stabilizálódott, melynek felszaporítása folyamatban van.
Results in English
In the course of the experiments a total of 194 wheat SSR markers were tested on wheat line Mv9kr1 and Ae. biuncialis. Among the markers showing length polymorphism between Mv9kr1 and Ae. biuncialis 3 were found to be polymorphic to any chromosomes of the wheat-Ae. biuncialis and the wheat-Ae. geniculata addition lines. Marker BARC184 can be localised on the 7U chromosome of the 7U wheat-Ae. geniculata addition line. Markers GDM61 and GWM44 are located on the 2M and 3M chromosomes of the 2M and 3M wheat-Ae. biuncialis addtion lines, while cannot be located on the 2M chromosome of the 2M wheat-Ae. geniculata addition line, so polymorphism can be detected between the two different addition series. This polymorphism may due to the high genetic variability of Aegilops species. This indicates that results obtained on wheat–Ae. geniculata addition lines cannot be applied to wheat–Ae. biuncialis addition lines produced in Martonvásár. It can be concluded, that the selection of new wheat–Ae. biuncialis addition lines can be useful for the more accurate selection of U and M genome-specific molecular markers. Therefore the aim of the experiments was to select new addition lines from the progeny of the wheat × Ae. biuncialis BC2 and BC3 generations. The 6U monosomic, the 6M disomic, and the 2U disomic addition lines were produced. The 6U and 6M chromosomes eliminated from the progeny of these lines, but the 2U disomic addition line is stable, propagation of this line is now in progress.
Schneider A., Molnár-Láng M.: Detection of the 1RS chromosome arm in various wheat genotypes and rye varieties using PCR-based molecular (SSR and STS) markers., Acta Agronomica Hungarica 57(4): 409-416., 2009
Schneider A., Molnár I, Molnár-Láng M.: Production and FISH identification of wheat- Aegilops biuncialis additon lines and their use for the selection of U and M genome specific molecular (SSR) markers., Acta Agronomica Hungarica 58(2): 151- 158., 2010
Schneider A., Molnár I., Molnár-Láng M.: Selection of U and M genome-specific wheat SSR markers using wheat–Aegilops biuncialis and wheat–Ae. geniculata addition lines, Euphytica 175: 357-364., 2010
Schneider A., Molnár-Láng M.: Stability of new wheat-Ae. biuncialis addition lines and the selection of Ae. biuncialis length polymorphic wheat SSR markers., In: O. Veisz (ed). Climate Change: Challenges and Opportunities in Agriculture. Agrisafe Final Conference 21-23. March 2011, Budapest pp. 106-109. ISBN: 978-963-8351-37-1, 2011
Schneider A, Molnár-Láng M: Detection of various U and M chromosomes in wheat-Ae. biuncialis hybrids and derivatives using in situ hybridisation and molecular markers, közlésre kiküldve, Journal of Genetics and Genomics IF 2010: 1.494, 2012
Events of the project
2009-04-03 09:21:05
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Növényi Sejtbiológiai Osztály (MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete), Új kutatóhely: Génmegőrzési és Organikus Nemesítési Osztály (MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete).
