Charakterystyka i diagnostyka molekularna
wybranych zasobów genowych roślin uprawnych i towarzyszących im chwastów
3-1-02-0-08
KI EROWNI K T EM AT U:
P RO F. D R HAB . JER ZY HEN RY K CZ EM B O R WY KO NAWCY:
M GR . JOANNA N O CEŃ M GR . M ARTA P UCHTA
23.11.2017r.
23.11.2017r.
Cele pracy
Weryfikacja taksonomiczna obiektów
przypisanych do rodzaju Avena, ale gatunków innych niż Avena sativa, które stanowią źródło potencjalnie użytecznej zmienności i mogą
służyć do poszerzenia puli genowej owsa
uprawnego.
Zadania
Analiza polimorfizmu DNA genomowego stosując sekwencjonowanie nowej generacji
Bioinformatyczna i statystyczna analiza wyników
Walidacja sekwenatora
Optymalizacja metody ddRAD Seq
Użytkowanie gruntów i powierzchnia zasiewów w
2016 r.
Dane GUS opublikowane 31.05.2017r.
Zboża Owies
Zboża Owies Polska 7462417 477852
powierzchnia w ha
1 2 2
72
4
26
1 6 2 10 2
2168
60
95
118
Dane z dnia 18.11.2017r.
Łączna liczba obiektów Avena zdeponowanych w
bazie EGISET:
2569
Ilość obiektów z rodzaju Avena zdeponowanych w bazie danych
EGISET
Materiał
wykorzystywany do badań
NUMER GATUNEK NUMER AKCESYJNY Pochodzenie
1 51864 KCRZG
2 51854 KCRZG
3 51861 KCRZG
4 52345 KCRZG
5 51846 KCRZG/ Maroko
6 51849 KCRZG
7 51850 KCRZG
8 51852 KCRZG
9 51821 KCRZG/ Maroko
10 51835 KCRZG
1 51858 KCRZG
12 A. hirtula 52150 KCRZG
13 51853 KCRZG
14 CN 21653 PGRC/ Włochy
15 A.barbata AVE 850 IPK/ Portugalia
16 AVE 2513 IPK/ Włochy
17 AVE 586 IPK/ Włochy
18 52213 KCRZG
19 52205 KCRZG
20 52204 KCRZG
21 51848 KCRZG
22 51855 KCRZG
23 52353 KCRZG/ Ukraina
24 51828 KCRZG
25 52210 KCRZG
26 51827 KCRZG/ Maroko
27 52439 KCRZG
28 52437 KCRZG
29 CN 108635 PGRC/ Tunezja
30 A.fatua 52335 KCRZG
31 52207 KCRZG
32 AVE 3375 IPK/ Portugalia
33 A.nuda AVE 671 IPK/ Wielka Brytania Avena sp.
A.insularis A. atlantica
A.damascena
A.sterilis
Uprawne Wieloletnie Endemity Chwasty A.atlantica A.fatua A.barbata A.damascena Avena
A.sterilis
Protokół ddRad
Peterson B.K., Weber J.N., Kay E.H., Fisher H.S., Hoekstra H.E. 2012. Double Digest RADseq: An Inexpensive Method for De Novo SNP Discovery and Genotyping in Model and Non-Model Species. PLoS ONE 7(5): e37135.
Sekwenator MiSeq firmy Illumina został zakupiony w ramach Programu Wieloletniego IHAR-PIB Obszar 1; Zadanie 1.2; Temat ,,Charakterystyka i diagnostyka molekularna wybranych zasobów
genowych roślin uprawnych i towarzyszących im chwastów” finansowanego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi.
Sekwenator MiSeq
Technologia SBS (ang. Sequencig By
Synthesis) sekwencjonowanie mostkowe
Integracja etapów- amplifikacja,
sekwencjonowanie i wstępna analiza danych- w jednym urządzeniu
Odczyty do 2x 300pz
15Gb produktu w trakcie jednego cyklu
Prosta obsługa
Wysoka dokładność odczytów
https://emea.illumina.com/systems/sequencing-platforms/miseq.html?langsel=/pl/
Jakość
sekwencjonowania
Jakość
sekwencjonowania
Ewels. P., Magnusson M.,Lundin S., Kaller M. 2016. MultiQC: summarize analysis results formultiple tools and samples in a single report. Oxford University Press, Bioinformatics, 32(19), 2016, 3047–3048.
Analiza Multiple alignment
Zasadność wyboru metody ddRad
Analiza wykonana z użyciem programu Geneious 11.03
Przyporządkowanie taksonomiczne obiektów
Mohar Singh Hari Upadhyaya. 2015. Genetic and Genomic Resources for Grain Cereals Improvement. Oat (Boczkowska M., Podyma W., Łapiński B.). Academic Press is an Imprint of Elsevier, p:168.
Analiza taksonomiczna obiektów z rodzaju
Avena
Analiza filogenetyczna- drzewo filogenetyczne
stworzone z wykorzystaniem metody GTR
Filogram uwzględnia czas dywergencji poszczególnych gałęzi
Stamatakis A. 2014. RAxML version 8: a tool for phylogenetic analysis and post-analysis of large phylogenies. Oxford University Press, Bioinformatics, Volume 30, Issue 9, 1 May 2014, Pages 1312–1313.
nowo przyporządkowane błędnie przyporządkowane poprawnie przyporządkowane
obiekty (analiza NGS, Barcoding)
pojedyncza roślina w dwóch powtórzeniach
A.hirtula prawdopodobnie
A.barbata
A.nuda
A.sterilis
A.sterilis A.atlantica
Analizy sieci filogenetycznych
Alloploidy:
A_barbata_AVE850
A_barbata_AVE586
A_barbata_52213
A_damascena_51846
A_hirtula_52150
A_damascena_52345
Postery, prezentacje i wystąpienia
Konferencja w Rzymie “3rd Plant Science Conference”
poster “Characterization of Avena germplasm collection in National Centre for Plant Genetic Resources, Radzików, Poland”
autorzy: Jerzy H. Czembor, Anna Smolarska, Joanna Noceń, Urszula Piechota, Aleksandra Pietrusińska
Sympozjum Naukowe w Kazimierzu Dolnym “Zasoby Genowe Roślin Użytkowych Na Rzecz Hodowli”
referat “Przydatność technologii Sekwencjonowania Nowej Generacji (NGS) w kolekcjach Banków Genów” autorzy: Joanna Noceń, Kinga Smolińska, Marta Puchta, Jerzy H. Czembor
Podsumowanie
Drzewo filogenetyczne utworzone na podstawie regionu trnH- psbA dla 30 obiektów zgromadzonych w przechowalni
długoterminowej KCRZG.
Wnioski
Przeprowadzone prace umożliwiły:
Walidację sekwenatora Illumina MiSeq,
Opracowanie metodologii tworzenia bibliotek DNA- metoda ddRAD Seq,
Opracowanie procedury przeprowadzania analiz bioinformatycznych, mających na celu weryfikację taksonomiczną obiektów z rodzaju Avena.
Na podstawie analiz molekularnych :
Potwierdzono przynależność gatunkową dla 4 obiektów,
Poddano wątpliwości przynależność gatunkową 2 obiektów,
Poprawnie zaklasyfikowano gatunkowo 6 obiektów.
Charakterystyka i diagnostyka molekularna
wybranych zasobów genowych roślin uprawnych i towarzyszących im chwastów
3-1-02-0-08
23.11.2017r.
