Genetikai térképezés, gén azonosítás - mgki.hu · PDF file2012. október 3. Mészáros Klára Genetikai térképezés, gén azonosítás Mészáros Klára, Karsai Ildikó [email protected]

2012. október 3.

Mészáros Klára

Genetikai térképezés,

gén azonosítás

Mészáros Klára, Karsai Ildikó

[email protected]

Növénynemesítés feladatai

2012. október 3.

Mészáros Klára

Növénytermesztés hatékonyságának és a termésbiztonság növelése

speciális termesztési rendszerek biztosítása (herbicid tolerancia)

biotikus stressz tolerancia növelése

környezeti adaptáció és abiotikus stressz tolerancia javítása. Víz (WUE) és nitrogén

hasznosítás (NUE) javítása, fagyállóság és szárazságtűrés javítása

Funkcionális élelmiszer alapanyag előállítására alkalmas növényfajta

Bioenergetikai célra alkalmas növények nemesítése

Technológiai rendszerekre adaptált és/vagy nemesített fajták (gyógyszer alapanyag, oltóanyag)

sejt fermentorokban

szántóföldi növénytermesztésben

2012. október 3.

Mészáros Klára

diagnosztikai markerek, módszerek kidolgozása

természetes variabilitás tesztelése vad és termesztett fajtákon belül, valamint a rokon

fajok csoportjában

hasznos gének, gén allélek beépítése a nemesítési alapanyagokba

marker szelekcióval egybekötött hagyományos keresztezések során

gén transzformációs technikák alkalmazásával

Gén azonosítás

Adott tulajdonság fenotípusos megnyilvánulásában meghatározó szerepet játszó genetikai

komponensek, szabályozó mechanizmusok, biokémiai folyamatok megértése.

Minőségi és mennyiségi tulajdonságok

Azok a tulajdonságokat amelyek mértékegységgel

nem, vagy csak nehezen mérhetők, kialakulásuk

kevéssé függ a környezet hatásától, minőségi

tulajdonságoknak nevezzük. Megnyilvánulásukat

egy vagy néhány gén határozza meg. Pl: betegség

ellenállóság

A mértékegységgel mérhető tulajdonságok,

amelyek kialakulásában a környezet hatása

jelentős szerepet játszik: mennyiségi

tulajdonságok. Kifejeződésük általában sok gén

kölcsönhatásának eredménye pl: termőképesség

2012. október 3.

Mészáros Klára

2012. október 3.

Mészáros Klára

Marker kapcsoltsági térképek

Két szülős térképező populációk

Széles genetikai bázist képviselő fajtakör

Jelölt gén megközelítése

Genom pozíció függő stratégiák: pozicionális klónozás, deléciós vonalak

Összehasonlító genomikai stratégiák: modell növények

Mesterséges genetikai variáció (indukált mutációs populációk)

Gén csapdázás: T-DNS, transzpozon

Gén expressziós mintázatok elemzése:

Differential Display

DNS microarray, DNS chip

Gén azonosítás főbb módszerei

2012. október 3.

Mészáros Klára













2012. október 3.

Mészáros Klára


Térképező populáció

Molekuláris marker technikák

Számítógépes térképező programok


Két homozigóta szülő keresztezéséből származó utódok

a térképező populáció, amelynek minden egyedéről

meghatározható, hogy a szülőktől milyen kombinációt

örökölt két vizsgált allélpárra, P vagy R típust.

Ennek ismeretében a rekombináció gyakorisága

meghatározható akár közvetlenül (r=R/P+R), akár

LOD számítással.

Ezt az r (rekombinaciós gyakoriság) értéket genetikai

térképezésre használhatjuk.

2012. október 3.

Mészáros Klára

2012. október 3.

Mészáros Klára


Keresztezési partnerek kiválasztása: távoli vagy speciális

Populáció típusa:

hasadó F2 populáció

homozigóta populációk (DH, RIL, SSD)

egyéb speciális populációk (NIL, egy kromoszómára rekombináns stb.)

Populáció mérete


DNS izolálás markeres vizsgálatok

Genom szintű különbségek

Öntermékenyülő növények térképezési populációinak

főbb típusai

2012. október 3.

Mészáros Klára

2012. október 3.

Mészáros Klára 2012. október 3. Mészáros Klára

Genetikai markerek

A genetikai markerek az vizsgált szervezetek közötti genetikai különbségeket teszik

láthatóvá.

Morfológiai marker Számuk korlátozott megnyilvánulásuk

Biokémiai markerek Környezeti hatástól és

Fejlődési állapottól függő

Molekuláris markerek

Nukleotid azaz DNS szintű variabilitás vizsgálatára alkalmasak. Számuk korlátlan,

megnyilvánulásuk nem függ a környezeti hatásoktól. Az ideális DNS markerre jellemző a

nagyfokú polimorfizmus

koddomináns öröklődés

Gyakori előfordulás

Könnyű hozzáférhetőség

Reprodukálhatóság


Genom

Kódoló Nem kódoló

Morfológiai marker Biokémiai marker Molekuláris marker

2012. október 3.

Mészáros Klára

Oregon Wolf Barley Morfológiai markerek

2012. október 3.


Genetikai markerek

A genetikai markerek az vizsgált szervezetek közötti genetikai különbségeket teszik

láthatóvá.


Biokémiai markerek Környezeti hatástól és

Fejlődési állapottól függő

Molekuláris markerek

Nukleotid azaz DNS szintű variabilitás vizsgálatára alkalmasak. Számuk korlátlan,








Genom



2012. október 3.

Mészáros Klára

Biokémiai markerek

Izoenzimek: Az emzimek allél tíusait különbözteti meg

Elektroforézis vagy speciális festés segítségével tehetők láthatóvá

2012. október 3.


Genetikai markerek

A genetikai markerek az vizsgált szervezetek közötti genetikai különbségeket

teszik láthatóvá.


Biokémiai markerek környezeti hatástól és

fejlődési állapottól függő

Molekuláris markerek Nukleotid azaz DNS szintű variabilitás vizsgálatára alkalmasak. Számuk korlátlan,








Genom



Monomorf és polimorf markerek

2012. október 3.

Mészáros Klára

2012. október 3.

Mészáros Klára


Hibridizáción alapuló

RFLP

PCR alapú markerek

ismeretlen kromoszómális elhelyezkedésű: RAPD, AFLP

ismert kromoszómális elhelyezkedésű: SSR, STS

funkcionális markerek: EST, SNP, Tillling

HTP marker technikák (DArT)

Szekvencia alapú

Új generációs szekvenálás (Illumina platform)


2012. október 3.


RFLP (Restriction Fragment Lenght Polimorphism)

A DNS molekula restrikciós endonukleázzal történő emésztésén és Southern-hibridizáción alapuló módszer.

A hasító helyeken történt pont mutáció (SNP) vagy inszerció és deléció (INDEL) okozta különbségek mutathatók ki.

Restrikciós endonukleázok:

– bakteriális eredetű enzimek

– 4-10 nukleotid hosszúságú palindróma szekcvenciát ismernek fel

– nagyon specifikusak az adott DNS-szekvenciára; (ha akár csak egy bázisnyi különbség van a hasítási helyen, már nem történik meg a hasítás)

– a hasítással ragadós (EcoRI) vagy tompa (SmaI; HaeIII) vég jön létre


2012. október 3.

Mészáros Klára

RFLP

Lépések: a vad típusú és az ismeretlen DNS hasítása restrikciós endonukleázokkal (ha a

mutáció a restrikciós hasítóhelyen volt, akkor ott az enzim nem képes hasítani)

a mintát gélre vinni, elektromos erőtérben megfuttatni

blottolás membránra

hibridizáció – általában radioaktív próbával

Autoradiográfia

Előnye: Nem szükséges a templát DNS szekvenciájának ismerete

A heterozigóták megkülönböztetését biztosító kodomináns módszer

Megbízható, jól ismételhető

Hátránya: Egyes fajokban a restrikciós hasítóhelyek megfelelő szintű

polimorfizmusának hiánya

Nagy mennyiségű DNS-t igényel

Southern hibridizációhoz jelölt próba szükséges

Hosszadalmas és költséges

2012. október 3.

Mészáros Klára


RFLP

PCR alapú markerek

ismeretlen kromoszómális elhelyezkedésű: RAPD, AFLP

ismert kromoszómális elhelyezkedésű: SSR, STS

funkcionális markerek: EST, SNP, Tillling

HTP marker technikák (DArT)

Új generációs szekvenálás (Illumina platform)


2012. október 3.

Mészáros Klára

PCR (polymerase chain reaction)

Akár 1 sejtből származó, egyetlen nukleinsav molekula megsokszorozására enzimatikus úton, élő

szervezet (baktérium, élesztő) igénybevétele nélkül

……..95C………

……………………

….

DNS szálak

kitekerednek

…..denaturáció…

……..

Hűtés primerek

olvadáspontja alá

1-2 fokkal

Primerek

bekötődése

hibridizáció

72 C

DNS polimeráz a

primerektől építi a

DNS láncot

polimerizáció

DNS

Nukleotidok

Primerek

DNS polimeráz

puffer

2012. október 3.

Mészáros Klára

PCR (polymerase chain reaction)

Agaróz gélelektroforézis

EtBr festés

Horizontális gél elektroforézis

PCR készülék PCR alapú markerek

Előnye: Gyors, kis mennyiségű DNS-t igényel, nem kell jelölt

próbát alkalmazni

Hátránya: Megbizhatósága függ az alkalmazott markertípustól

2012. október 3.



ismeretlen kromoszómális elhelyezkedésű:

RAPD (Randomly Amplyfied Polymorphic DNA),

Nagyfokú polimorfizmus

Reprodukálhatósága függ a kisérleti körülményektől

A termék szekvenálása után specifikus primer tervezhető (SCAR) Kodominánsá

tehető

CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Secuence)

A random amplifikáció során kapott monomorf mintázat (azonos méret, de

különböző szekvencia) restrikciós hasitással polimorffá tehető. Kodomináns

AFLP (Amplified Fragment Lenght Polimorphism)

A genomi DNS restrikciós emésztésén és a fragmantumok szelektív PCR

amplifikációján alapul. Sok fragmentumot eredményez, domináns markereket

eredményez, lokusz-specifikus markerek fejlesztése nemhéz.


2012. október 3.

Mészáros Klára


ismert kromoszómális elhelyezkedésű:

SSR (Simple Sequence Repeat)

Fajtól függően a genom 10-90% monoton ismétlődő nukleotid motívumokat tartalmaz (AC, AG, CG, TA, AG/TC, AC/TG)

A határszekvenciákra tervezett primerekkel hossz polimorfizmus mutatható ki.

Jól használható genotipizálásra, ujjlenyomat meghatározásra.

STS (Sequence-Tagged-Site)

Egyedi szekvenciájú rövid DNS szakasz

Kromoszómális elhelyezkedése ismert

Igen gyors és megbízható eszközzé vált a genetikai vizsgálatokban, mely térképezésre és markerszerlekcióra egyaránt használható


2012. október 3.

Mészáros Klára

DNS markerek, mint ujjlenyomatok

„A”

szülő

„B”

szülő

„A” x „B” keresztezés

utódpopulációjának növényegyedei

(N1………)

N1 N2 N5 N10 N15

Mar

ker

ek (

M1…

……

)

M1

M2

M3

2012. október 3.

Mészáros Klára


funkcionális markerek: EST (Expressed sequence Tagg)

cDNS-ek részei

RNS izolálás > cDNS klónozás > szekvenálás > EST adatbázis > primer tervezés

Összehasonlító térképezés


SNP (Single nucleotide polymorphysms) DNS szekvencia variáció, mely akkor jön létre, ha egy nukleotid a genomban megváltozik (pl.: AAGCCTA AAGCTTA ) – tulajdonképpen pontmutáció

Csak akkor tekinthetjük a variációt SNP-nek, ha a populáció legalább 1%-ában megjelenik

Allélvariációk kimutatása Szekvencia ismeret szükséges

Tillling (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes) Mutáns populáció előállítás HTTP mutáns azonosítás

2012. október 3.

Mészáros Klára

eSNP detektálás

Árpában több, mint 420,000 EST áll rendelkezésre 8 különböző genotípusból

EST jelentős többségében kimutatható SNP a fajták között

10,985 eSNP azonosítottak 3,334 génben

Elsődleges szempont, az eredmények egységesíthetősége az ÁRPA1 Gén-Chip (kapcsolat a gén expressziós mintázatokkal), valamint a BAC- könyvtár alapú fizikai térkép információkkal

2012. október 3.

Mészáros Klára


HTP marker technikák

Speciális műszerezettséget igényel

Multiplex módszerek

Rövid idő alatt több száz vagy ezer marker

Szolgáltatás jellegűek DArT (Diversity Arrays Technology)

hybridizáción alapuló marker technológia

Nem igényel szekvencia információkat

Nagy mennyiségű adat létrehozása

Új generációs szekvenálás Illumina platform,


2012. október 3.

Mészáros Klára

http://www.illumina.com

Az „Illumina Bead Array” az SNP genotipizálás

nagyhatékonyságú rendszere

http://www.illumina.com

Bead Array leolvasó

(SNP-re)

Typical Data in GenCall Display

Oligo pool assays (OPA) – 1,536 SNP

tesztelhető párhuzamosan

2012. október 3.

Mészáros Klára

A növénynemesítésben és a genetikában az egyik alapvető cél, hogy a

tulajdonságokat meghatározó gének kromoszómális lokalizációját, és

egymáshoz viszonyított sorrendjüket meg tudjuk határozni.

A géntérképezés során a gének egymástól való távolságát, a genomban

való viszonylagos elhelyezkedésüket határozzuk meg anélkül, hogy

valóban megszekvenálnánk a DNS-t.

Ezt oly módon érik el, hogy az együtt öröklődő tulajdonságok

(koszegregáció) gyakoriságát figyelik, tehát a Mendeli független

öröklődéstől való eltérést, és ebből következtetnek a gének egymástól

való távolságára a kromoszómán.

Amint készen áll a térkép, képesek vagyunk egy ismert gén vagy marker

alapján megmondani egy másik gén helyét a genomban.


Rekombináció

Molekuláris rekombináció: DNS törése és újraegyesülése

(nem feltétlenül homológ szakaszoké)

2012. október 3.

Mészáros Klára

Genetikai rekombináció: új (nem-szülői) allélkombinációk

létrejötte, mely a meiózis profázisában történő nem testvér

kromatidák közötti molekuláris rekombináció eredménye

(crossing over)

Két tulajdonság együttes öröklődésmenete

P1 (AABB) x P2 (aabb)

F1 AaBb (AB|ab –haplotípus: kapcsolt allélek sora)

nem rekombináns nem rekombináns

rekombináns

F1 gamétái: AB Ab aB ab

ha A és B független 25 25 25 25

ha A és B kapcsolt 35 15 15 35

ha szorosan kapcsoltak 48 2 2 48

ha teljesen kapcsoltak 50 0 0 50

2012. október 3.

Mészáros Klára

Testcross rekombináció gyakorisága

A testcross megmutatja az F1 szülőben keletkező 4-féle

gaméta arányait, mert a tester szülő mindig ab-t ad.

F1 x tester: AaBbx aabb

utódok: AaBb Aabb aaBb aabb(4 kül fenotípus)

2012. október 3.

Mészáros Klára

Rekombináció gyakorisága közeli és távoli gének

esetén

2012. október 3.

Mészáros Klára

Térképtávolság

r = rekombináns utódok gyakorisága

rekombináns gaméták száma/ összes gaméta

d = térkép távolság

Kis távolságok (10 cM) esetén d=r

2012. október 3.

Mészáros Klára

A gének közötti, rekombinációs gyakoriság

felhasználásával számolható a térképtávolság.

Mértékegysége a centimorgan (cM).

Egy cM távolság van két gén között, ahol a gaméták

1%-a rekombináns, vagyis a szülőitől eltérő kombinációt

hordoz.

2012. október 3.

Mészáros Klára

Használatos függvények

Morgan d = r (r ≤ 0,5)

Haldane-függvény C=1 (tfh. nincs interferencia)

d = -½ ln(1-2r)

r = ½ (1-e-2d)

Kosambi-függvény C=2r (ha r=0,5 => nincs interferencia,

ha r=0 => teljes interferencia)

d = ¼ ln[(1+2r)/(1-2r)]

r= ½ e4d-1/e4d+1

2012. október 3.

Mészáros Klára

2012. október 3.

Mészáros Klára

Számítógépes térképező programok

marker térkép készítés (MAPMAKER, GMENDEL, JOINMAP)

A LOD - dal kapott r (rekombinációs) gyakoriságokat (megfelelő

lötyögéssel) a térképező programok a legvalószínűbb géntérképekké rakják

össze.

Az r értékekből levezetett d értékeket (Haldane függvény) a kétfaktoros

térképezési logika (additivitások) alapján rendezik.


2012. október 3.

Mészáros Klára

Marker kapcsoltsági térkép elkészítése 8> make chromosome chrom2h chrom4h chrom5h chromosomes defined: chrom2h chrom4h chrom5h 9> seq hvm36 bmag125 sequence #1= hvm36 bmag125 10> anchor chrom2h HvM36 - anchor locus on chrom2h Bmag125 - anchor locus on chrom2h chromosome chrom2h anchor(s): HvM36 Bmag125

2012. október 3.

Mészáros Klára


16> assign HvM36 - anchor locus on chrom2h...cannot re-assign Bmag125 - anchor locus on chrom2h...cannot re-assign Bmac30 - anchor locus on chrom4h...cannot re-assign HvM67 - anchor locus on chrom4h...cannot re-assign Bmag337 - anchor locus on chrom5h...cannot re-assign ABG702 - anchor locus on chrom5h...cannot re-assign ABG8 - assigned to chrom2h at LOD 20.1 ABC311 - assigned to chrom2h at LOD 24.4 OPH121 - assigned to chrom2h at LOD 28.6 OPB162 - assigned to chrom2h at LOD 23.8 ABG318 - assigned to chrom2h at LOD 22.9 ABG358 - assigned to chrom2h at LOD 13.8 ABG459 - assigned to chrom2h at LOD 24.4

2012. október 3.

Mészáros Klára



18> three point Linkage Groups at min LOD 3.00, max Distance 37.2 Triplet criteria: LOD 3.00, Max-Dist 37.2, #Linkages 2 'triple error detection' is on. counting...246 linked triplets in 2 linkage groups log-likelihood differences count markers a-b-c b-a-c a-c-b 1: ABG8 ABC311 OPH121 0.00 -0.20 0.00 2: ABG8 ABC311 HvM36 0.00 -0.20 -0.61 3: ABG8 ABC311 OPB162 0.00 -0.19 -1.92 4: ABG8 ABC311 ABG318 0.00 -0.18 -2.95 5: ABG8 ABC311 ABG358 0.00 -0.09 -19.21 6: ABG8 ABC311 ABG459 0.00 -0.08 -19.77 7: ABG8 ABC311 Bmc222a 0.00 -0.09 -18.78 8: ABG8 ABC311 OPP102b 0.00 0.00 -5.44 9: ABG8 ABC311 OPA192 -0.16 0.00 -6.41 10: ABG8 ABC311 OPQ10 -0.11 0.00 -16.98

2012. október 3.

Mészáros Klára




Placing at log-likelihood threshold 3.00...

Start: 9 5 1 11 12

Npt-2: 9 5 1 (10) 11 12

No unique placements for 6 remaining markers

Map:

Markers Distance

9 Bmc222a 21.5 cM

5 OPB162 8.2 cM

1 ABG8 10.6 cM

10 OPP102b 6.3 cM

11 OPA192 10.6 cM

12 OPQ10 ----------

57.1 cM 6 markers log-likelihood= -98.26

Markers placed relative to above map:

9 5 1 10 11 12

:-21-:--8-:-11-:--6-:-11-:

8 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

7 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

6 2 ...:.**.:..*.:....:....:....:...

4 2 ...:..*.:.**.:....:....:....:...

3 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

2 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

------------------------------------------------------------------


Start: 9 5 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (2) 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (4) 2 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 4 (3) 2 1 10 11 12

2012. október 3.

Mészáros Klára





Start: 9 5 1 11 12

Npt-2: 9 5 1 (10) 11 12

No unique placements for 6 remaining markers

Map:

Markers Distance

9 Bmc222a 21.5 cM

5 OPB162 8.2 cM

1 ABG8 10.6 cM

10 OPP102b 6.3 cM

11 OPA192 10.6 cM

12 OPQ10 ----------

57.1 cM 6 markers log-likelihood= -98.26

Markers placed relative to above map:

9 5 1 10 11 12

:-21-:--8-:-11-:--6-:-11-:

8 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

7 2 .*.:.**.:....:....:....:....:...

6 2 ...:.**.:..*.:....:....:....:...

4 2 ...:..*.:.**.:....:....:....:...

3 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

2 2 ...:....:.**.:..*.:....:....:...

------------------------------------------------------------------


Start: 9 5 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (2) 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 (4) 2 1 10 11 12

Npt-4: 9 5 4 (3) 2 1 10 11 12

chrom2h framework:

Markers Distance

7 ABG358 20.6 cM

5 OPB162 2.4 cM

4 HvM36 3.1 cM

3 OPH121 0.0 cM

2 ABC311 2.1 cM

1 ABG8 10.6 cM

10 OPP102b 6.3 cM

11 OPA192 10.6 cM

12 OPQ10 ----------

55.6 cM 9 markers

log-likelihood= -101.39

2012. október 3.

Mészáros Klára

DK1DK2DK3DK4DK7DK8DK9DK10DK11DK12DK13DK14DK15DK16DK17DK18DK19DK20DK21DK22DK24DK25DK26DK27DK28DK29DK30DK31DK32DK35DK36DK37DK38DK39

*mst102 A B A A A B B B A A B B A B B B A B B B A B B A B B A A B A A B A B

*Bmac144d A B A A A B B B A B B A B B B B B B B B A B B A B B A A B A A B A B

TCGA96 A B A A A B B B A B B A B B B A B B B B A B B A B B A A B A A B A B

*MWG938 A B A A B B B B A B B A B B B A B B B B A B B A B B A A B A A B A B

AGAT166/162 A B A A B B B B A B B A B B B A B B B B A B B A B B A A B A A B A B

GCTC58 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

OPK16 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

*abc156.1 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

*BMAC213 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B B B B

GAAT76 A B A A B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B A A B A B A B B

*OPE171 A B A A B B B B A B B - B B B A B A B B A B B A B B B A B A B A B B

GAAT414 A B A B B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B B A B A B A B A

*OPO18 A B A B B B B B A B B A B B B A B A B B A B B A B B B A B A B A B A

*OPB16-1 A B A B B B B B A A B A B B B A B A A A A B B A B B B A B A B A B A

*Bmag211 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B B A B A B A B A

*OPS16 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

GCGA428 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

*Ebmac560a A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

*OPB41 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

GAAT550 A B A B B B B B B A B A B B B A B A A A A B B A B B A A B A B A B A

AGGT290 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A A A B B A B B A A B A B A B A

TCGA119 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A A A B B A B B A A B A B A B A

*OPT152 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A A A B B A B B A A B A B A B A

GAAT510 A B A B B B B B B A B A B B B B B A A B A B A A A A A B A A B B A A

AGAT51 A B A B A A A B B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

*Bmac144a A B A B A A A A B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

GCGA269/270 A B A B A A A A B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

*ABC152b A B A B A A A A B A B A B B B B B B A B B B A A A A A B A A A B A B

*HvHVA1 A B B B A A A A B A B A B B B B B B A B B B B A A A A B A A A B B B

*BCD265c A B B B A A A A B A B A B B B B B B A B B B B A A A A B A A A B B B

GCGT132 A B B B A A A A B A B A B B B B B B B B B B B A A A A B A A A B B B

*OPP142 A B B B A A A A B A B A B B B B B B B B B B B A A A A B A A A B B A

2012. október 3.

Mészáros Klára

mst102 0 Bmac144d 4 TCGA96 6 MWG938 8 AGAT166 11 GCTC58 15 OPK16 17 abc156.1 18 Bmac213 22 GAAT76 24 OPE171 28 GAAT414 30 OPO18 31 OPB161 41 Bmag211 48 OPS16 50 GCGA428 53 Ebmac560a 54 OPB041 56 GAAT550 57 AGGT290 58 TCGA119 59 OPT152 61 GAAT510 86 AGAT51 99 Bmac144a 100 GCGA269 104 ABC152b 109 HvHVA1 125 BCD265c 126 GCGT132 130 OPP142 136 OPX031 163

1H

Bmac222a 0 ABG459 1 ABG318 18 HvM36 25 ABC311 28 GAGT494 29 ABG8 31 GCGA52 37 GAGA72 39 TCTC212 40 GAAT338 41 OPA192 42 AGAT347 51 AGAT248 56 GAGA573 57 GAGT62 58 GCGT250 88 abg459a 101 Bmac216 102 Bmac144b 108 bcd175b 109 Bmag125 110 GAGT670 113 TCGT280 115 TCAT572 116 TCTC631 126 Bmag003c 127 GCAT142 128 OPG07 142

2H

OPD07 0 OPS141 6 OPO072 11 GATC355 14 GCGA288 16 TCAT132 17 GAGA642 19 TCTC626 22 AGTC201 50 GAAT308 55 GCAT191 59 OPI041 60 AGAT498 72 OPS202 73 Bmag384b 75 TCTC548 76 GCGT270 87 OPK111 92 HvM60 99 AGAT175 102 AGAT598 103 GAAT182 104 AGGT472 106 GCGT164 108 OPH15 132 ABG4 152 TCAT477 155 Bmag13 159 GCAT104 172 TCTC216 175 OPS192 179 Hvm62 186 GAGA650 189 OPH122 194 Hvm70 195 GCGT68 197 TCAT228 204 GCAT227 205 GCGA205 209 TCGA205 210 ABC174 211 AGTC335 212 GAAT147 220

3H

HvPhyA 0 GCAT76 8 TCAT300 TCAT77 9

AGAT142 16 HvPhyB 21 CAB 22 Bmac30 24 AGAT312 29 Bmag353 32 Bmag173a 33 Bmac310 39 OPJ15 40 TCAT452 41 OPU162 42 AGAT46 59 ABG366 62 abg54 64 AGAT148 65 GCGT161 72 GCAT312 79 AGAT406 84 HvM67 85 OPS031 86

VRN-H2 HvSnf2 92

AGGT650 93 Hdamyb 100

4H

OPT151 0 GCAT50 7 Bmag136b 8 GAGA556 9 Bmag337 13 GATC565 18 AGTC122 21 AGGA575 24 GAGA220 27 AGAT42 32 GAGA58 33 Bmag113 35 abc156.5 37 AGAT676 38 TCTC502 40 Bmag223 mR 41

GATC106 47 abg459b 51 OPH123 54 GCGT406 58 GCGA434 71 TCAT332 88 abc306d 90 OPK112 92 TCTC510 95 ABG702 96 AGTC50 101 Bmag381b 112 gms061 114 HvPhyC

VRN-H1 117

abc155 137 TCGT372 142 GCAT406 156 ABC310 161

5H

BMAC316 0 AGGT256 2 TCTC386 9 AGAT658 13 ABC152c 23 Bmag500 26 Bmag21a 51 GAGA626 62 GCGT262 64 Bmag219 65 OPH081 68 Bmag009 69 HvCry1a HvCry2 GCGA48

71

AGGA62 72 OPI042 75 OPA203 78 abc306b 80 abc306c 81 abc303 84 AGGT336 87 Bmag003b 89 ebmac806 90 TCTC576 93 OPT14 95 GCTC258 97 GAGA170 99 AGGT484 102 TCAT216 107 GCAT212 108 AGAT298 111 wg464a GAGA622 136

GAGA596 143 TCTC528 149 TCAT232 150 GCGT382 151

6H

Hvm4 0 Bmac222b 9 GCAT188 11 TCAT516 12 TCTC250 13 abg460 14 TCTC623 15 abc152a

16

GCGT69 25 AGTC400 28 TCAT123 30 Bmag21c 32 GCAT299 33 Ebmac603 36 TCGT144 42 TCGA273 48

VRN-H3 50 KSuA1a 52 abc306a 59 TCGT153 60 TCGT64 62 AGGT64 65 OPE172 73 Bmac187 75 TCGT143 78 Bmag120 81 OPR152 86 OPS032 87 mst101b 88 Bmag369 90 AGAT87 107 AGAT223 118 GCGT206 123 OPQ17 127 TCTC71 143 OPB031 145 AGGT86 147 GCTC158 157 GAAT418 172

7H

B1

B3

B7

B9

B10 B12 B13

B5 B3

B3

B7

B7

B8

B15

B14

B16

B18

B19

B4

B5

B6

B1

0

B1

2

B1

4

B4

B5

B7

B11

B13

B18

B1

B3 B4

B8

B1

0

B1

2

B3

B6

B5

B9

B12

B10

Dicktoo × Kompolti korai marker térkép

(246 lókusz)

Oregon Wolfe Barley Map

Centromere

Morphological marker

ABG7040.0

Bmag000714.2

ABG38033.9

HVCMA44.3Bmac018749.6X1.162.4Bmac047B65.9DAK64268.2MWG80870.1nud81.6

lks294.2

Bmag0120104.0WG380B107.1

Ris44117.3

ABC253132.5

ABG461A142.6WG380A146.9X1.2153.6

HVM5172.0ThA1175.6

1 (7H)

ABG0580.0DAK6058.8ABG00814.8X2.139.2Pox42.4MWG949B55.8Hot160.6EBmac068461.8ABG35666.3X2.268.5Bmag0113E77.9Bmac0144F84.1vrs191.3Bmag012597.0MWG503104.2MWG844E104.9X2.3105.7KFP203106.7MWG882A110.0ABG072124.9EBmac0415137.8cnx1139.5zeo148.9X2.4161.1MWG720164.4X2.5170.2wst172.7X2.6178.8MWG949A180.3

2 (2H)

BCD9070.0

ABC171A26.4X3.131.5

ABG46041.3

alm62.2Bmac020967.9ABC32570.7BCD114574.6Bmac006783.0

Bmag022599.8HVM60106.2

X3.2124.6ABG499125.8X3.3129.3

Pub149.7

MWG883169.4

HVM62183.7

ABC805191.8

ABC172202.0

3 (3H)

MWG6340.0MWG07721.6HVM4024.4CDO54231.2CDO12232.3hvknox337.3Dhn640.9ABC30342.9HVM353.1X4.164.2Bmag035365.2X4.266.2Bmac018669.6ABG47284.6X4.388.2KFP22197.5MWG652B100.0EBmac0701102.7X4.4109.3Hsh119.6HVM67120.6X4.5132.4ABG601134.4

4 (4H)

Rh0.0Act8A8.8kAzmil15.6MWG837B21.2MWG837A24.5Bmac039929.0X5.130.1BCD09836.3X5.248.6Bmag021158.3ABG49459.2X5.368.9ABC16075.4Bmac0144A85.0Bmag0113A88.3MWG706A98.2Blp109.8MWG2028119.2ABC261120.8X5.4127.1WMC1E8130.3MWG912133.8ABG387A137.1

5 (1H)

Bmac03160.0MWG6204.0

MWG652A28.8MWG602B33.0

X6.149.4ABG45854.5X6.262.0HVM3168.7rob70.5Bmag000971.6X6.381.1Bmac0218C88.1ABG38893.8MWG820103.3

X6.4121.6MWG934124.6Tef1132.0X6.5137.2Bmac0040145.5

X6.6165.0

6 (6H)

MWG6180.0ABC4835.5ABG6106.6

ABG39529.0

Bmac0273B38.2Bmac009645.3KFP00249.8

ABC30268.3

srh88.3

Bmag0113D102.0

ABG003B126.8

MWG877149.8X7.1151.9

ABG496163.6

ABG391182.8

ABC622191.4

Bmag0113C201.3

MWG602A210.5

7 (5H)

2012. október 3.

Mészáros Klára

Összehasonlító térképezés

fajon belül különböző populációk között,

rokon fajok között

Genom szerveződés

makro és mikro kolinearitás

kromoszóma átrendeződések

intergénikus és génklaszter szakaszok azonosítása

Marker kapcsoltsági térképek alkalmazási

területei

2012. október 3.

Mészáros Klára

Egyedi térképek – fajra jellemző konszenzus

térkép

Stein et al. TAG(2007)114:823

2012. október 3.

Mészáros Klára

A búza kromoszómák BIN térképe

Qi et al. Genetics 2004

2012. október 3.

Mészáros Klára

2BS-1

2BS-3

2BL-6

wPt-1494 wPt-3188 wPt-3983 wPt-4701 wPt-4737 wPt-4997

wPt-7408 wPt-7757 wPt-8070

wPt-5249 wPt-5556 wPt-5597 wPt-7348 wPt-7610 wPt-8072 wPt-8294 wPt-8460 wPt-8720 wPt-9402 wPt-6144 wPt-6053 wPt-6627

wPt-1650 wPt-8074 wPt-0408 wPt-0615 wPt-1489




wPt-9859 wPt-9220 wPt-3459

wPt-7995

wPt-3188

wPt-1549

wPt-5128

P92201D5-2/P91193D1-10 Ajana/WAWHT2074 Cadoux/Reeves EGA Blanco/Millewa

wPt-5195* wPt-0643wPt-6575 wPt-5587wPt-3459 wPt-5934wPt-6627*wPt-4916*wPt-0100*wPt-8235*gwm614b*wPt-8404*wPt-1041*wmc25*gwm319*wPt-3569*wPt-1650*wPt-1068*wPt-7937* wPt-0775*wPt-8294* wPt-0395*wPt-1494* wPt-2249*wPt-2907* wPt-0434*wPt-9131*barc183*wPt-0615*wPt-1127*wPt-5440*wPt-6144*wPt-0079*gwm630*wPt-9350*cfd56*AF112966*wPt-7625*gwm47*wmc477*gwm120*wPt-3109*wPt-9336* wPt-7350*wPt-4701wPt-2266*gwm526c*barc1147*barc92

0.30.7

16.42.9

10.58.0

34.60.7

14.122.40.52.24.13.80.21.41.20.50.30.20.32.63.37.67.34.02.03.12.11.3

12.11.9

10.45.4

11.215.0

2B

gwm614wPt-1663wPt-5567wPt-4527cfd238wmc25abarc318wPt-9423 wPt-9402wPt-1489 wPt-8072wPt-4301 wPt-0462wPt-3561 wPt-6932wPt-3983 wPt-5707wPt-2314wPt-6199wPt-8583wPt-6477 wPt-4125wPt-9644 wPt-7757wPt-0408wPt-0615 wPt-5672wPt-8492barc183b*gwm46barc7barc55†wmc474cfa2278wPt-0335wPt-0709wPt-7750gwm374gwm319 gwm630bgwm271gdm14agwm120agwm191a*wPt-1140*wPt-7200wPt-3132 wPt-0950wPt-7404wPt-5128*gwm120b†wPt-4199gdm61*

14.619.69.64.32.96.25.60.68.90.70.60.70.60.6

21.126.612.22.57.7

12.010.10.60.64.60.66.18.2

11.07.57.22.31.27.6

22.028.320.9

2B

wPt-4527 cfd238wPt-8004 wPt-8326wPt-9423 wPt-9402wPt-1489 wPt-8072wPt-5707wPt-3983 wPt-4997gwm429barc13†wPt-6477wPt-0615wPt-7750wPt-2430*wPt-8569*

9.210.85.02.28.17.60.70.72.9

37.8

1.4

2B

wPt-6575* wPt-5587*wPt-3459* wPt-5934*wPt-6970* wPt-6627*wPt-5195* wPt-0643*wPt-6805*wPt-0100*wPt-8760*wPt-2410*wPt-3565*gwm614*wPt-6223*barc35*barc297a*wPt-2106*wPt-8004* wPt-8326*wmc154wPt-5374wPt-3561wPt-5707wPt-7757 wPt-5672wPt-5556 wPt-4125barc55wPt-6278barc1114cfa2043bgwm120wPt-4199*wPt-2430wPt-8569wPt-0094wPt-7200wPt-3132wPt-8460wPt-5680wPt-5242wPt-0694stm509acagwPt-4701wPt-7004wPt-4210wPt-0047barc1147wPt-2135 wPt-3378barc159wPt-4559

0.93.21.00.40.53.83.40.41.52.36.0

21.79.9

12.510.32.3

12.910.48.25.0

11.23.33.22.41.00.52.40.40.54.17.71.91.8

14.92.12.8

19.11.48.01.4

2B

Chromosome 2B

Marker kapcsoltsági térkép – kromoszóma fizikai térképe

Térképegység (cM) és megabázis (Mb)

1 cM 1Mb

1 Mb = 106bázis

A rekombinációs gyakoriság változó genomon belül is, ezt

jellemzi a rekombinációs ráta, amely 1 körül változik.

Vannak rekombinációs hot-spotok, míg máshol, pl. a

centroméra környékén szinte nincs rekombináció.

2012. október 3.

Mészáros Klára

2012. október 3.

Mészáros Klára

Mennyiségi tulajdonságok lókuszainak (QTL) elemzése

lókuszok számának és helyének azonosítása

Adott lókusz szerepének elemzése; QTL dinamika, tulajdonság

komponensek vizsgálata

Marker kapcsoltsági térképek alkalmazási

területei

Gének azonosítása, fenotípusos hatásuk vizsgálata

finom térképezés, pozicionális klónozás

modell növény ismert génszekvenciája alapján

Allél gyakoriságok vizsgálata szélesebb genetikai bázison

Marker szelekció

2012. október 3.

Mészáros Klára

Single intervall mapping (SIM): Két szomszédos marker közötti

intervallumot vizsgál az egész kromoszóma mentén.

Kiküszöböli a rekombinációból származó torzítást.

QTL elemzés fő módszerei

Composit interval mappiung (CIM): egyesíti az intervallum

térképezést a lineáris regresszió analízissel és a szomszédos

markerpárokat további markerekkel egészíti ki.

Sigle-marker analízis: nincs szükség kapcsoltsági térképre.

Egy marker és az adott tulajdonság kapcsolatát vizsgálja

A linearis regresszió determinációs koefficiense (R2) megadja, hogy

az adott marker a fenotípusos variancia hány százalékét

magyarázza.

Hátránya: a marker és a QTL közti rekombináció esetén

alulbecsli a kapcsoltságot

Nagy populáció méret csökkenti ezt a hatást

Adott tulajdonsággal kapcsolt marker

2012. október 3.

Mészáros Klára

2012. október 3.

Mészáros Klára

QTL azonosítás a teljes marker kapcsoltsági térképre kiterjedve

Markerek közötti intervallumok vizsgálata

Az adott QTL hatásának nagyságát a LOD (likelihood ratio) értékkel jellemezzük

LOD= lg(QTL csúcs jelenlétének valószínűsége/annak a valószínűsége, hogy nincs QTL hatás)

LOD küszöbérték: genom méret

marker típus és sűrűség

populáció típusa és méret

QTL elemzés marker kapcsoltsági térkép

alkalmazásával

Fenotípusos vizsgálatok

ismételhetőség, pontosság

Fenomika

2012. október 3.

Mészáros Klára

Hasadó populáció Genotípusos jellemzés

szülők

A B AAABBAB ABBABABB BBBAA

Fenotípusos jellemzés

*mst1011 ABAAABBBABBBABBBBBABBABBA

*mst1012 ABBAABAABBAABBBBBBABBBBBB

*mst102 AAABBBAABBABBBABBBBABBABB

*wg4642 ABBAABAABBAABBBBBBABBBABB

*bcd1752 ABBAAABBBA---ABBABBBABABAA

*wg541 AA-BBBA---ABBABBABBABABAABA

*v8h49 164.5 157.5 149.5 146.5 154 171 250

*uv16h49 43 128.5 138 159 163.5 143.5 49 51 38

*v16h49 40 57.5 60.5 60.5 69.5 38 44 63 38 62.5

*uv24h49 27 97.5 111.5 123.5 125 103.5 29.5 31.5

Adat mátrix

QTL elemzés marker kapcsoltsági térkép alkalmazásával

2012. október 3.

Mészáros Klára

=============================================================

QTL-Map for peak 3:

Confidence Interval: Left Boundary= OPS31-Snf2 + 2.0

Right Boundary= Snf2-Hdamyb (off end)

INTERVAL LENGTH QTL-POS GENETICS WEIGHT

Snf2-Hdamyb 8.0 0.0 free 78.700

chi^2= 105.665 (1 D.F.) log-likelihood= 22.94

mean= 16.300 sigma^2= 102.058 variance-explained= 93.8%

=============================================================


2012. október 3.

Mészáros Klára

=============================================================

QTL-Map for peak 3:







=============================================================

-------------------------------| OPJ15-ABG366 28.0 cM

0.0 35.24 17.7% 1.585 |

2.0 38.40 21.2% 1.758 |

4.0 41.51 25.0% 1.941 |

6.0 44.33 28.8% 2.126 | *

8.0 46.56 32.0% 2.303 | **

10.0 48.44 34.9% 2.464 | **

12.0 49.63 36.7% 2.599 | ***

14.0 50.31 37.8% 2.704 | ***

16.0 50.48 38.2% 2.776 | ****

18.0 50.03 37.5% 2.815 | ****

20.0 49.35 36.5% 2.822 | ****

22.0 48.24 34.8% 2.800 | ****

24.0 46.68 32.5% 2.754 | ****

26.0 44.82 29.9% 2.688 | ***

28.0 42.79 27.1% 2.609 | ***

-------------------------------| ABG366-abg54 5.5 cM

0.0 42.79 27.1% 2.608 | ***

2.0 45.76 30.5% 2.667 | ***

4.0 44.87 29.1% 2.372 | **

-------------------------------| abg54-OPR195 7.9 cM

0.0 36.31 19.1% 1.753 |

2.0 37.80 20.9% 1.885 |

4.0 38.66 22.0% 1.992 |

cM Weight R2 LOD


2012. október 3.

Mészáros Klára

=============================================================

QTL-Map for peak 3:







=============================================================

-------------------------------| OPJ15-ABG366 28.0 cM

0.0 35.24 17.7% 1.585 |

2.0 38.40 21.2% 1.758 |

4.0 41.51 25.0% 1.941 |

6.0 44.33 28.8% 2.126 | *

8.0 46.56 32.0% 2.303 | **

10.0 48.44 34.9% 2.464 | **

12.0 49.63 36.7% 2.599 | ***

14.0 50.31 37.8% 2.704 | ***

16.0 50.48 38.2% 2.776 | ****

18.0 50.03 37.5% 2.815 | ****

20.0 49.35 36.5% 2.822 | ****

22.0 48.24 34.8% 2.800 | ****

24.0 46.68 32.5% 2.754 | ****

26.0 44.82 29.9% 2.688 | ***

28.0 42.79 27.1% 2.609 | ***

-------------------------------| ABG366-abg54 5.5 cM

0.0 42.79 27.1% 2.608 | ***

2.0 45.76 30.5% 2.667 | ***

4.0 44.87 29.1% 2.372 | **

-------------------------------| abg54-OPR195 7.9 cM

0.0 36.31 19.1% 1.753 |

2.0 37.80 20.9% 1.885 |

4.0 38.66 22.0% 1.992 |

cM Weight R2 LOD

0

10

20

30

40

50

60

70

80

HD16h uv HD16h vern HD24h uv HD24h vern

recombination distance (cM)

LO

D v

alue

s

2H 4H 5H


2012. október 3.

Mészáros Klára

Kalászolási idő, mint vizsgált

tulajdonság

16h + hő ciklus

0

10

20

30

40

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

Xátl=77 nap

Kompolti Dicktoo

Kalás zolás i idő

DH

vo

nala

k s

zám

a

Populáció egyedei közti változékonyság

2012. október 3.

Mészáros Klára

ZCCTH

HvSnf2

Dicktoo x Kompolti korai DH

vonalak HvPhyA 0

GCAT76 8

TCAT300

TCAT77 9

AGAT142 16

HvPhyB 21

CAB 22

Bmac30 24

AGAT312 29

Bmag353 32

Bmag173a 33

Bmac310 39

OPJ15 40

TCAT452 41

OPU162 42

AGAT46 59

ABG366 62

abg54 64

AGAT148 65

GCGT161 72

GCAT312 79

AGAT406 84

HvM67 85

OPS031 86

VRN-H2 HvSnf2

92

AGGT650 93

Hdamyb 100

4H árpa kromoszóma vern

aliz

ála

tlan

vern

aliz

ált k

ezelé

s

QTL elemzés

2012. október 3.

Mészáros Klára

Pozicionális klónozás

Alapja: a QTL hatás 1 cM-nál kisebb marker intervallumhoz köthető

Finomtérképezés, nagy populáció méret bevonásával

A génhez közeli rekombinációt hordozó egyedek azonosítása,

fenotípusos jellemzése

A kromoszóma régióhoz köthető átfedő BAC klónok azonosítása,

térképezése

A keresett gént tartalmazó BAC klón szekvenálása

A BAC klónon talált gén(ek) funkciójának tisztázása

Gén expresszió

transzformáció

2012. október 3.

Mészáros Klára


A kalászos gabonafélék vernalizációs igényéért felelős

VRN-2 gén azonosításának menete

Yan et al., Science 303(2004):1640-1644

2012. október 3.

Mészáros Klára


A kalászos gabonafélék vernalizációs igényéért felelős

VRN-2 gén azonosításának menete

Yan et al., Science 303(2004):1640-1644

2012. október 3.

Mészáros Klára


A kalászos gabonafélék vernalizációs igényéért felelős VRN-2 gén azonosításának

menete

Yan et al., Science 303(2004):1640-1644

2012. október 3.

Mészáros Klára

Deléciós vonalak alkalmazása búza

fagytűrésének vizsgálatában

2012. október 3.

Mészáros Klára













2012. október 3.

Mészáros Klára

Széles genetikai bázisú fajtakör – asszociációs

genetika Hagyományos két-szülős térképező populációk hátrányai:

Előállításuk idő és munka igényes

Lókuszonként csak két allél hatásának vizsgálatára van mód

A két szülő közti hasonlóság korlátozza az egyes gének azonosítási lehetőségeit

Adott populációban azonosított QTL csúcshoz szorosan kapcsolt marker nem polimorf a nemesítési anyagban

Gén (allél) kölcsönhatások vizsgálata limitált

2012. október 3.

Mészáros Klára













2012. október 3.

Mészáros Klára

Összehasonlító genomikai stratégiák

Ortológ lokusz: Különböző fajokban ugyanabból az ősi lokuszból

származó hasonló szekvenciájú és funkciójú géneket hordozó lokusz.

Paralóg lokusz: Ősi lokusz duplikációjából származó lokusz.

Szinténia: Két különböző fajban a gének és markerek hasonló sorrendje.

Mikroszinténia: Szekvencia szintű szinténia. A homológ

szekvenciájú gének hasonló sorrendje, szekvenciája és orientációja

a genomban.

2012. október 3.

Mészáros Klára

Gu et al. 2004 Plant Phys

2012. október 3.

Mészáros Klára

Stein et al. TAG(2007)114:823

2012. október 3.

Mészáros Klára

Cockram et al. JEXB(2007)58:1231

2012. október 3.

Mészáros Klára













2012. október 3.

Mészáros Klára

A mutáció az örökítő anyag spontán, maradandó

megváltozása, amelynek során új tulajdonság keletkezik.

A Hugo De Vries által a múlt század elején bevezetett fogalmat

ma szűkebb értelemben a génen belüli bázissorrend-változásra

vonatkoztatjuk.

Tágabb értelemben mutációnak tekinthető a kromoszóma-

szerkezetben, ill. a kromoszómák számában bekövetkezett

minden változás, ideértve a poliploidiát is.

Mutáció

http://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Hugo_De_Vries&action=edit&redlink=1





2012. október 3.

Mészáros Klára

A génmutációk (pontmutációk) egy gén bázissorendjének változását

jelentik. Ennek hatása ritkán jelenik meg azonnal a fenotípusban, csak ha

domináns a mutáció.

Bázis csere (tranzicio, transzverzió)

Keret eltolódás (Frameshift)

Hatásuk: same sence azonos aminósav

missense aminósav csere

nonsense stop kodon kialakulása

Kromoszómamutáció:

A kromoszóma egyes részei változnak meg. Ez lehet szerkezeti változás, például a

kromoszómák törlődése (deléció), megfordulása (inverzió) kicserélődése

(transzlokáció), megduplázódása (duplikáció).

Másrészt lehet számbeli, melyen belül megkülönböztetünk poliploidiát

(kromoszómagarnitúra a normális egész számú többszöröse) és aneuploidiát (csak

egy kromoszómánál van eltérés).

Mutagenezis

kémiai (EMS, ENU, DEB, HNO2, …)

besugárzás (R, a-g, gyors neutron, UV)

inszerció [T-DNS és/v. (retro)transzpozon]

kimérikus (RNS-DNS) oligonukleotidok

géncsendesítés (antiszensz, RNSi)

véletlen,

azonosítás??

letalitás

mutáns populáció előállítása

HTP mutáns azonosítás

értékelés

Lépései

• (EMS) mutagenezis + genomika = HTP azonosítás

Szelekció a genotípus alapján (‘reverz’ genetika)

TILLING

(Targeting Induced Local Lesions IN Genomes)

TILLING – mutáns populáció előállítása

TILLING – mutáns populáció előállítása

TILLING Mutáció kimutatása

Heteroduplex formációk

TILLING – a módszer

IR 700 IR 800

A mutációk kimutatása

IR 700 IR 800


LI-COR 4300 DNA Analyzer


TILLING

IR 700 IR 800

Elválasztás

TILLING

ECOTILLING

TILLING a természetben létező ökotípusokkal vagy

populációkkal

és

TILLING mesterségesen fenntartott genetikai forrásokkal,

pl. fajta- és mutánsgyűjtemények, izogén vonalak (NIL),

hasadó és térképezési populációk (BSA), fajtajelöltek, ...

ecoTILLING

allél(sorozatok) azonosítása (funkc. genomika, SNP)

többszörös mutánsok azonosítása

HTP szelekció (MAS, GAS, SAS …)

pedigrévizsgálat

rokonsági körök igazolása (kukorica)

(fejlődés)rendszertan

genetikai térképezés (génizolálás)

TILLING – alkalmazások

Ajánlott irodalom

2012. október 3.

Mészáros Klára

Balázs E. és Duduts D.: Molekuláris növénybiológia

Dudits D., Heszky L.: Növényi biotechnológia és géntechnológia

Heszky L., Fésüs L., Hornok L.: Mezőgazdasági biotechnológia

B.C.Y. Collard1,4,∗, M.Z.Z. Jahufer2, J.B. Brouwer3 & E.C.K.

Pang (2005) An introduction to markers, quantitative trait

loci (QTL) mapping and

marker-assisted selection for crop improvement: The basic

concepts.

Euphytica 142: 169–196 DOI: 10.1007/s10681-005-1681-5

2012. október 3.

Mészáros Klára

Köszönöm a figyelmet!

Documents

Genetikai térképezés, gén azonosítás - mgki.hu · PDF file2012. október 3. Mészáros Klára Genetikai térképezés, gén azonosítás Mészáros Klára, Karsai Ildikó [email protected]