PL235221B1 - Pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene and method for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye (Secale cereale L.) plants - Google Patents

Pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene and method for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye (Secale cereale L.) plants Download PDF

Info

Publication number
PL235221B1
PL235221B1 PL426258A PL42625818A PL235221B1 PL 235221 B1 PL235221 B1 PL 235221B1 PL 426258 A PL426258 A PL 426258A PL 42625818 A PL42625818 A PL 42625818A PL 235221 B1 PL235221 B1 PL 235221B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
dwarf
gene
pair
detecting
rye
Prior art date
Application number
PL426258A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL426258A1 (en
Inventor
Agnieszka Grądzielewska
Wska Agn Ies Zka Grądziele
Paweł Milczarski
Katarzyna Molik
Original Assignee
Univ Przyrodniczy W Lublinie
Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Przyrodniczy W Lublinie, Univ West Pomeranian Szczecin Tech filed Critical Univ Przyrodniczy W Lublinie
Priority to PL426258A priority Critical patent/PL235221B1/en
Publication of PL426258A1 publication Critical patent/PL426258A1/en
Publication of PL235221B1 publication Critical patent/PL235221B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest para oligonukleotydowych starterów do wykrywania genu karłowatości ct2 w roślinach żyta o sekwencjach: MK61b_F1 TGTCTAAGTTGTCTTTCAGTGA MK64b_R4 GTTGCAAGTTCCCAAAGCCC. Zgłoszenie obejmuje także sposób wykrywania obecności genu karłowatości ct2 w roślinach żyta, w którym to sposobie polimorficzne fragmenty DNA sprzężone z badanym genem amplifikowane są w reakcji PCR z zastosowaniem pary starterów, po czym dokonuje się detekcji produktu amplifikacji, charakteryzujący się tym, że parę starterów stanowi para oligonukleotydowych starterów o sekwencjach MK61b_F1 TGTCTAAGTTGTCTTTCAGTGA MK64b_R4 GTTGCAAGTTCCCAAAGCCC przy czym w przypadku pary starterów MK61b_F1 i MK64b_R4 stosuje się marker d508041.The subject of the application is a pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarfing gene in rye plants with the sequences: MK61b_F1 TGTCTAAGTTGTCTTTCAGTGA MK64b_R4 GTTGCAAGTTCCCAAAGCCC. The application also includes a method for detecting the presence of the ct2 dwarfing gene in rye plants, in which polymorphic DNA fragments coupled with the tested gene are amplified in a PCR reaction using a pair of primers, followed by the detection of the amplification product, characterized in that the pair of primers is a pair of oligonucleotide primers with the sequences MK61b_F1 TGTCTAAGTTGTCTTTCAGTGA MK64b_R4 GTTGCAAGTTCCCAAAGCCC, in the case of the primer pair MK61b_F1 and MK64b_R4, the marker d508041 is used.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest para oligonukleotydowych starterów do wykrywania recesywnego genu karłowatości ct2 w roślinach żyta i sposób wykrywania obecności genu karłowatości ct2 w roślinach żyta za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR).The present invention relates to a pair of oligonucleotide primers for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye plants and a method for detecting the presence of the ct2 dwarf gene in rye plants by means of the polymerase chain reaction (PCR).

Recesywny gen karłowatości żyta występuje w populacji Moskovski karlik zdeponowanej w Banku Genów Vavilov Institute of Plant Genetic Resources (VIR), Saint Petersburg, Rosja (accession nr k-10092) oraz w linii wsobnej MK, którą wyprowadzono z w/w populacji źródłowej.The recessive rye dwarf gene is present in the Moskovski karlik population deposited at the Vavilov Institute of Plant Genetic Resources (VIR) Gene Bank, Saint Petersburg, Russia (accession no. K-10092) and in the MK inbred line, which was derived from the above-mentioned source population.

W procesie hodowlanym zbóż bardzo dużą uwagę zwraca się na obniżanie wysokości roślin. Celem jest poprawa odporności zbóż na wylęganie, które często pojawia się w czasie wystąpienia niekorzystnych warunków atmosferycznych związanych z silnym wiatrem i ulewnym deszczem. Wysokie trawy o cienkich i giętkich źdźbłach, do których należą również zboża, łatwo reagują na takie warunki uginaniem, a w skrajnych przypadkach nawet przewracaniem i nadłamywaniem roślin. Przyczyną wylęgania zbóż jest także niedostateczne oświetlenie dolnych międzywęźli, powodujące niedorozwój tkanki mechanicznej. Skłonność do wylęgania zwiększa się przy zbyt gęstym siewie i wysokich dawkach nawozów azotowych. U zbóż wylęganie skutkuje zniżką plonu oraz gorszą jego jakością, gdyż w wylęgniętym łanie rośliny gorzej pobierają składniki pokarmowe i wodę, a fotosynteza jest zdecydowanie mniej intensywna. Poza tym, w warunkach podwyższonej wilgotności oraz temperatury, dochodzi do rozwoju grzybów saprofitycznych, a tym samym gromadzenia mykotoksyn w ziarnie.In the process of growing cereals, great attention is paid to lowering the height of the plants. The aim is to improve the resistance of cereals to hatching, which often occurs during unfavorable weather conditions associated with strong winds and heavy rain. Tall grasses with thin and flexible blades, which also include cereals, easily react to such conditions by bending, and in extreme cases even by turning over and breaking plants. The cause of the hatching of cereals is also insufficient lighting of the lower internodes, which causes underdevelopment of mechanical tissue. The inclination tendency increases with too dense sowing and high doses of nitrogen fertilizers. In the case of cereals, hatching results in a reduction of the yield and its worse quality, because in the hatched crop plants take up nutrients and water less well, and photosynthesis is much less intense. Moreover, in conditions of increased humidity and temperature, saprophytic fungi develop, and thus mycotoxins accumulate in the grain.

Największe straty w plonie ziarna (nawet do 60%) występują w przypadku, kiedy zboże wylegnie w okresie od pełni kłoszenia do początku dojrzałości mlecznej. Zmniejsza się wtedy plenność kłosów, obniża masa 1000 ziaren (MTZ) oraz wzrasta udział pośladu w ogólnym plonie ziarna. Wylęganie zbóż w późnych fazach rozwojowych roślin tj. od końcowej fazy dojrzałości mlecznej skutkuje z reguły niewielką obniżką plonu (5-10%), ponieważ ziarno jest już wtedy prawie całkowicie wykształcone. Efektem wylęgania plantacji w tym okresie jest natomiast utrudniony zbiór, a także obniżenie lub całkowita utrata walorów jakościowych ziarna spowodowana jego porastaniem. Wylęganie we wczesnych fazach rozwojowych (przed kłoszeniem) nie powoduje zwykle istotnych obniżek plonu, ponieważ rośliny stosunkowo łatwo wracają do pionu.The greatest losses in grain yield (even up to 60%) occur when the grain lies in the period from full heading to the beginning of milk maturity. Then, the fertility of ears is reduced, the weight of 1000 grains (MTZ) is reduced and the share of lead residue in the total grain yield increases. Hatching of cereals in the late stages of plant development, i.e. from the final stage of milk maturity, usually results in a slight reduction in the yield (5-10%), because the grain is almost completely developed then. The hatching of plantations in this period results in a difficult harvest, as well as a reduction or complete loss of the quality of grain due to its growth. Hatching in the early stages of development (before earing) usually does not cause significant yield reductions, because plants relatively easily return to vertical.

W przypadku gatunków takich jak pszenica, jęczmień czy pszenżyto, problem wylęgania został już w znacznym stopniu rozwiązany, poprzez wytworzenie odmian o skróconym źdźble, z wprowadzonymi genami karłowatości. U żyta nie udało się jak dotąd uzyskać odmian półkarłowych, a odmiany obecnie uprawiane nadal cechuje dość duża wysokość, rzędu 130-160 cm. Fakt ten może być związany z niewielką pulą zidentyfikowanych genów karłowatości, szczególnie genów dominujących, których do tej pory znanych jest jedynie trzy (Dw1, Dw2 i Dw3).In the case of species such as wheat, barley or triticale, the problem of hatching has already been largely solved by producing short-stem varieties with introduced dwarf genes. So far, it has not been possible to obtain semi-dwarf varieties in rye, and the varieties currently grown are still quite large, in the range of 130-160 cm. This fact may be related to the small pool of identified dwarf genes, especially dominant genes, of which only three are known to date (Dw1, Dw2 and Dw3).

Recesywnych genów karłowatości żyta zidentyfikowano jak dotąd 17. W przypadku części z nich nie wiadomo, czy na pewno są one odrębne. Nie ma również możliwości przeprowadzenia testów alleliczności, które dałyby odpowiedź na to pytanie, gdyż do większości źródeł tych genów nie ma obecnie dostępu. Test alleliczności polega na ocenie rozszczepień populacji F2 otrzymanych jako wynik krzyżowania źródeł karłowatości między sobą, oddzielnie dla genów dominujących i recesywnych i pozwala identyfikować geny jak odrębne bądź jako formy alleliczne.Recessive rye dwarf genes have been identified so far 17. For some of them, it is not known whether they are truly distinct. It is also impossible to carry out allelicity tests that would answer this question, as most of the sources of these genes are currently unavailable. The allelicity test is based on the assessment of the splitting of the F2 population obtained as a result of crossing the sources of dwarfism with each other, separately for the dominant and recessive genes, and allows to identify genes as separate or as allelic forms.

Recesywne geny karłowatości znajdują się na wszystkich 7 chromosomach żyta (1R-7R). 14 z nich przypisano do odpowiednich chromosomów: na chromosomach 1R, 2R, 3R oraz 6R zlokalizowano po jednym recesywnym genie karłowatości, na 4R - trzy, na 5R - cztery, a na 7R dwa. Bliższa lokalizacja - na ramionach chromosomów - została określona jedynie w przypadku genu ct1 (7RL), ct2 (5RL) oraz np. (4RL). W przypadku czterech genów lokalizacja chromosomowa ciągle nie została poznana (Borner A., Korzun V. 1998. A consensus linkage map of rye (Secale cereale L.) including 374 RFLPs, 24 isozymes and 15 gene loci. Theor. Appl. Genet. 97: 1279-1288 oraz Borner A., Gale M.D., Appleford N.E.J., Lenton J.R. 1993. Gibberelin status and responsiveness in shoots of tall and dwarf genotypes of diploid rye (Secale cereale). Physiol. Plant. 89: 309-314 oraz Borner A., Plaschke J., Korzun V., Worland A.J. 1996. The relationships between the dwarfing genes of wheat and rye. Euphytica 89: 69-75 oraz Kubicka H., Kubicki B. 1990. Two types of dwarfhess in winter rye (Secale cereals L.). Gen. Pol.81: 9-19 oraz Melz G. Schlegel R., Sybenga J. 1988. Identification of the chromosomes in the „Esto” set of trisomics. Plant Breed. 100: 169-172).Recessive dwarfism genes are found on all 7 chromosomes in rye (1R-7R). 14 of them were assigned to the corresponding chromosomes: on the 1R, 2R, 3R and 6R chromosomes one recessive dwarf gene was located, three on 4R, four on 5R, and two on 7R. A closer location - on the arms of the chromosomes - has been determined only for the ct1 (7RL), ct2 (5RL) and e.g. (4RL) genes. For four genes, the chromosomal location is still unknown (Borner A., Korzun V. 1998. A consensus linkage map of rye (Secale cereale L.) including 374 RFLPs, 24 isozymes and 15 gene loci. Theor. Appl. Genet. 97 : 1279-1288 and Borner A., Gale MD, Appleford NEJ, Lenton JR 1993. Gibberelin status and responsiveness in shoots of tall and dwarf genotypes of diploid rye (Secale cereale). Physiol. Plant. 89: 309-314 and Borner A ., Plaschke J., Korzun V., Worland AJ 1996. The relationships between the dwarfing genes of wheat and rye. Euphytica 89: 69-75 and Kubicka H., Kubicki B. 1990. Two types of dwarfhess in winter rye (Secale cereals L.). Gen. Pol.81: 9-19 and Melz G. Schlegel R., Sybenga J. 1988. Identification of the chromosomes in the "Esto" set of trisomics. Plant Breed. 100: 169-172).

Oprócz identyfikacji tożsamości i odrębności poszczególnych recesywnych genów żytniej karłowatości, uporządkować i usystematyzować należy także ich nomenklaturę. Część badaczy zastosowała dla odkrytych przez siebie genów prawidłowe nazewnictwo (skrót dw, pisany małą literą, pochoIn addition to identifying the identity and distinctiveness of individual recessive genes of rye dwarfism, their nomenclature should also be organized and systematized. Some researchers used the correct nomenclature for the genes they discovered (dw, lowercase, Pocho

PL 235 221 B1 dzący od angielskiego słowa dwarf - karzeł). W przypadku trzech genów (ct1-ct3) zastosowano nazewnictwo pochodzące od sprzężonej z genem cechy morfologicznej. Formy zawierające te geny charakteryzuje krótki i zbity kłos o krótkich ościach, opisany łacińskim słowem compactum. Od tego słowa pochodzi skrót ct. Geny występujące w liniach: 8/40 (chromosom 4) oraz 2/7 (lokalizacja nieznana) oznaczono odpowiednio skrótami ds1 i ds2, które prawdopodobnie są skrótem angielskich słów dwarf stem. Oznaczenie genu np. z chromosomu 4RL jest skrótem z języka łacińskiego, gdzie nana oznacza karłowy, a prostratum - obniżony. Oznaczenia pozostałych genów gr, br oraz ti (t) prawdopodobnie pochodzą od charakterystycznych dla linii źródłowej cech morfologicznych.PL 235 221 B1 from the English word dwarf - dwarf). In the case of three genes (ct1-ct3), the nomenclature derived from the morphological trait linked to the gene was used. The forms containing these genes are characterized by a short and compact spike with short bones, described by the Latin word compactum. The abbreviation ct comes from this word. Genes in lines: 8/40 (chromosome 4) and 2/7 (location unknown) are marked with the abbreviations ds1 and ds2, which are probably abbreviations of the English words dwarf stem. The designation of a gene, for example, from chromosome 4RL is an abbreviation from Latin, where nana means dwarf and prostratum - lowered. The designations of the other genes gr, br and ti (t) probably come from morphological features characteristic for the source line.

Do odmian żyta jak dotąd próbowano wprowadzić jedynie jeden recesywny geny karłowatości ct2 (5RL), który obecny jest w rosyjskim mieszańcu - „Moskovski Karlik” (Melz G. 1989. Beitrage zur Genetik des Roggens (Secale cereale L.). Dsc. Thesis, Berlin: 173 oraz Kubicka H., Kubicki B. 1990. Two types of dwarfhess in winter rye (Secale cereale L.). Gen. Pol.81: 9-19 oraz Plaschke J., Korzun V., Koebner R.M.D., Borner A. 1995. Mapping of the GAa-insensitive dwarfing gene ct1 on chromosome 7R in rye. Plant Breed. 114: 113-116).So far, attempts have been made to introduce into rye varieties only one recessive ct2 (5RL) dwarf gene, which is present in the Russian hybrid - "Moskovski Karlik" (Melz G. 1989. Beitrage zur Genetik des Roggens (Secale cereale L.). Dsc. Thesis, Berlin: 173 and Kubicka H., Kubicki B. 1990. Two types of dwarfhess in winter rye (Secale cereale L.). Gen. Pol.81: 9-19 and Plaschke J., Korzun V., Koebner RMD, Borner A 1995. Mapping of the GAa-insensitive dwarfing gene ct1 on chromosome 7R in rye. Plant Breed. 114: 113-116).

W materiałach hodowlanych geny karłowatości można szybko i stosunkowo tanio śledzić za pomocą markerów molekularnych pozyskiwanych w reakcji PCR. W przypadku recesywnych genów karłowatości żyta, nie jest to jednak możliwe, gdyż dla żadnego z nich nie ma dostępnych tego typu markerów, dostatecznie silnie sprzężonych z genem docelowym. Jedynymi, stosunkowo blisko sprzężonymi są markery RFLP genów ctl oraz np., których otrzymanie jest jednak kosztowne i czasochłonne. W przypadku pozostałych genów znane są jedynie mało precyzyjne markery morfologiczne.In culture materials, the genes of dwarfism can be tracked quickly and relatively cheaply with the help of molecular markers obtained by PCR. However, in the case of recessive rye dwarf genes, it is not possible, because for any of them there are no such markers available, sufficiently strongly linked with the target gene. The only, relatively closely linked, are the RFLP markers of the ctl genes and, for example, the production of which, however, is expensive and time-consuming. In the case of the remaining genes, only vague morphological markers are known.

Celem wynalazku było znalezienie markerów, które odróżniałyby formy karłowe od wysokich i dodatkowo pozwalały potwierdzić źródło karłowatości (tu gen ct2).The aim of the invention was to find markers that would distinguish dwarf forms from tall ones and additionally allow to confirm the source of dwarfism (here the ct2 gene).

Istotą wynalazku jest para oligonukleotydowych starterów do wykrywania genu karłowatości ct2 w roślinach żyta, o sekwencjach nr 1 i 2, jak przedstawiono w wykazie sekwencji.The essence of the invention is a pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene in rye, with sequences No. 1 and 2, as shown in the sequence listing.

Istotą sposobu wykrywania obecności genu karłowatości ct2 w roślinach żyta, w którym to sposobie polimorficzne fragmenty DNA sprzężone z badanym genem amplifikowane są w reak cji PCR z zastosowaniem pary starterów, po czym dokonuje się detekcji produktu amplifikacji, jest to, że parę starterów stanowi para oligonukleotydowych starterów o sekwencjach nr 1 i 2, jak przedstawiono w wykazie sekwencji, przy czym stosuje się marker d508041 (Wzór 1 - prążek markera d508041 związany z cechą karłowatości genu ct2, występujący u roślin wysokich, brak prążka związany z roślinami niskimi).The essence of the method of detecting the presence of the ct2 dwarf gene in rye plants, in which the polymorphic DNA fragments linked to the studied gene are amplified by PCR using a pair of primers, followed by detection of the amplification product, is that the pair of primers is a pair of oligonucleotides primers 1 and 2 as shown in the sequence listing, using marker d508041 (Formula 1 - d508041 marker band associated with the dwarf trait of the ct2 gene, found in tall plants, no band associated with short plants).

Wynalazek jest bliżej pokazany w przykładzie wykonania i na rysunku, na którym:The invention is shown in more detail in the embodiment and in the drawing, in which:

- Fig. 1 przedstawia elektroforegram, na którym pokazano segregację markera d508041 u genotypów karłowych (K) i wysokich (W) populacji mapującej F2 mieszańca pomiędzy linią o normalnym wzroście (541) i karłową linią MK (Wzór 1 zaznaczono strzałką).- Fig. 1 is an electrophoregram showing the segregation of the marker d508041 in the dwarf (K) and tall (W) genotypes of the hybrid mapping population F2 between the normal growth line (541) and the dwarf MK line (Formula 1 is indicated by the arrow).

- Fig. 2, składająca się z 3 części (A, B, C), przedstawia elektroforegramy, na których pokazano segregację markera d508041 wśród roślin karłowych (K) i wysokich (W) trzech populacji mapujących z wprowadzonym nieznanym genem karłowatości. Populacje mapujące pokazane na Fig 2 (A, B, C) są odrębne od populacji badanej (z genem ct2 wprowadzonym z linii MK).- Fig. 2, consisting of 3 parts (A, B, C), shows the electrophoregrams showing the segregation of the marker d508041 among dwarf (K) and tall (W) plants of the three mapping populations with the unknown dwarf gene introduced. The mapping populations shown in Fig 2 (A, B, C) are distinct from the test population (with the ct2 gene introduced from the MK line).

- Fig. 2A przedstawia elektroforegram, na którym pokazano segregację markera d508041 wśród roślin wysokich (W) i niskich (N) populacji mapującej F2 mieszańca pomiędzy linią o normalnym wzroście (541) i karłową linią OK. Karłowa linia OK została wyprowadzona z populacji Omka korotkostebelnaja.- Fig. 2A is an electrophoregram showing the segregation of the marker d508041 among tall (W) and short (N) plants of the hybrid mapping population F2 between the normal growth line (541) and the dwarf OK line. The dwarf line OK was derived from the population of Omka korotkostebelnaja.

- Fig. 2B przedstawia elektroforegram na którym pokazano segregację markera d508041 wśród roślin wysokich (W) i niskich (N) populacji mapującej F2 mieszańca pomiędzy linią o normalnym wzroście (541) i karłową linią LK. Karłowa linia LK została wyprowadzona z populacji Leningradskij karlik.- Fig. 2B is an electrophoregram showing the segregation of the marker d508041 among tall (W) and short (N) plants of the hybrid mapping population F2 between the normal growth line (541) and the dwarf LK line. The dwarf line of the LK was derived from the population of Leningradskij karlik.

- Fig. 2C przedstawia elektroforegram na którym pokazano segregację markera d508041 wśród roślin wysokich (W) i niskich (N) populacji mapującej F2 mieszańca pomiędzy linią o normalnym wzroście (541) i karłową linią D1. Karłowa linia D1 została wyprowadzona z populacji Ac Rifle.- Fig. 2C is an electrophoregram showing the segregation of the marker d508041 among tall (W) and short (N) plants of the hybrid mapping population F2 between the normal growth line (541) and the dwarf D1 line. The dwarf D1 line was derived from the Ac Rifle population.

W pierwszym etapie wytworzono populację mapującą F2 mieszańca linii 541 (linia wysoka) i MK (linia karłowa) składającą się z 94 osobników. Każdy z osobników populacji mapującej został oznaczony fenotypowo (K - karłowy) lub W (wysoki). W trakcie badań opracowano marker d508041 (marker dominujący), który w prosty i szybki sposób identyfikuje rośliny żyta posiadające gen ct2 zarówno wśród genotypów badanej populacji mapującej z genem ct2, co przedstawiono na Fig. 1, jak i w trzech odmiennych od niej populacjach mapujących, zawierających nieznane geny karłowatości co przedstawiono na Fig. 2 (A, B, C).In the first stage, a population mapping F2 of the hybrid line 541 (high line) and MK (dwarf line) consisting of 94 individuals was created. Each of the mapping population individuals was phenotypically marked (K - dwarf) or W (tall). During the research, the marker d508041 (dominant marker) was developed, which easily and quickly identifies rye plants with the ct2 gene among the genotypes of the studied population mapping with the ct2 gene, as shown in Fig. 1, and in three different mapping populations containing unknown dwarf genes as shown in Fig. 2 (A, B, C).

PL 235 221 Β1PL 235 221 Β1

Przeprowadzone badania markera d508041 wykazały, że jest on znacznikiem genu ct2w życie.The research on the marker d508041 has shown that it is a marker of the ct2w ry gene.

Metoda identyfikacji markera d508041D508041 marker identification method

Materiał - DNA zostało wyizolowane z liści żyta znanymi metodami przy wykorzystaniu komercyjnie dostępnych zestawów.Material - DNA was isolated from rye leaves by known methods using commercially available kits.

Startery do amplifikacji markera d508041 zaprojektowano na podstawie sekwencji własnych, i są to startery o sekwencjach nr 1 i 2, jak przedstawiono w wykazie sekwencji.Primers for the amplification of marker d508041 were designed based on the self sequences, and are primers with sequences Nos. 1 and 2 as shown in the sequence listing.

Startery projektowano przy użyciu programu Primer-BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/).Primers were designed using the Primer-BLAST program (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/).

Skład mieszaniny reakcji PCR (Reakcja łańcuchowa polimerazy) dla markera d508041:Composition of the PCR reaction mixture (Polymerase Chain Reaction) for the marker d508041:

DNA GOUT 10 - 50 ng 10 - 50 ng 10 x Taq bufor (200 mM Tris-HCI, 200 mM KCI, 50 mM (NH4)zSO410 x Taq buffer (200 mM Tris-HCI, 200 mM KCI, 50 mM (NH 4 ) zSO4 lx lx dNTP dNTP 0,2 mM 0.2 mm MgCb MgCb 2mM 2mm Polimeraza Taq Taq polymerase 0,5 -1,0 U 0.5 -1.0 U Starter F Starter F 0,1-0,5 pM 0.1-0.5 pM Starter R Starter R 0,1-0,5 pM 0.1-0.5 pM HzO HzO W zależności od objętości końcowej mieszaniny PCR Depending on the volume of the final PCR mixture

Warunki amplifikacji DNA dla markera d508041DNA amplification conditions for the marker d508041

Reakcję PCR przeprowadzano w termocyklerze Thermalcycler T1 (Biometra)The PCR reaction was performed in a Thermalcycler T1 thermal cycler (Biometra)

Parametry PCR: 95°C - 1 - 3 min, 35 cykli (95°C - 45s, 58°C - 30s, 72°C - 40s), 72°C - 10 min.PCR parameters: 95 ° C - 1 - 3 min, 35 cycles (95 ° C - 45s, 58 ° C - 30s, 72 ° C - 40s), 72 ° C - 10 min.

Identyfikacja markera d508041Identification of the marker d508041

Rozdział elektroforetyczny produktów amplifikacji przeprowadzano w 3,0% żelu agarozowym z dodatkiem 0,01% bromku etydyny, w buforze 1xTBE pH=8.5 przy napięciu 100 V przez 2,0 h. Jako wzorzec długości fragmentów DNA zastosowano GeneRuler Ladder 100 bp Plus (Fermentas). Po rozdziale żel podświetlano na transiluminatorze UV oraz wykonywano zdjęcie, po czym przeprowadzono komputerową analizę obrazów.Electrophoretic separation of the amplification products was carried out on a 3.0% agarose gel with 0.01% ethidium bromide, in 1xTBE buffer pH = 8.5 at a voltage of 100 V for 2.0 h. GeneRuler Ladder 100 bp Plus (Fermentas ). After separation, the gel was highlighted on a UV transilluminator and a photo was taken, followed by computer analysis of the images.

WynikiResults

Testowanie markera d508041 na osobnikach populacji mapującej mieszańca 541 x MK wykazało dla markera d508041 98% zgodności segregacji markera z karłowatością (Fig. 1). Uzyskane dla 40 osobników trzech odmiennych od badanej populacji mapujących - 541xOK, 541xLK oraz 541xD1 wyniki identyfikacji z zastosowaniem markera d508041 oraz metody stanowiącej przedmiot wynalazku zaprezentowano na Fig. 2A (osobniki karłowe i wysokie populacji 541xOK), Fig. 2B (osobniki karłowe i wysokie populacji 541xLK) oraz fig. 2C (osobniki karłowe i wysokie populacji 541xD1). W przypadku populacji 541xOK (Fig. 2A) oraz populacji 541xD1 (Fig. 2C) nie stwierdzono sprzężenia markera d508041 z obecnym w tych populacjach nieznanym genem karłowatości, natomiast w przypadku populacji 541xLK (Fig. 2B), stwierdzono wyraźne sprężenie markera d508041 z obecnym w tej populacji genem karłowatości. Z tego powodu gen karłowatości obecny w tej populacji zidentyfikowano jako gen ct2 (Fig. 2B).Testing of the marker d508041 on individuals of the 541 x MK hybrid mapping population showed 98% agreement of marker segregation with dwarfism for marker d508041 (Fig. 1). The results of identification obtained for 40 individuals of three different mapping populations from the studied population - 541xOK, 541xLK and 541xD1 using the marker d508041 and the method being the subject of the invention are presented in Fig. 2A (dwarf individuals and tall individuals of the population 541xOK), Fig. 2B (dwarf individuals and tall 541xLK) and Fig. 2C (dwarf and tall individuals of 541xD1 population). In the case of the 541xOK population (Fig. 2A) and the 541xD1 population (Fig. 2C), the marker d508041 was not correlated with the unknown dwarf gene present in these populations, while in the 541xLK population (Fig. 2B), the marker d508041 was clearly linked to that present in of this population with the dwarf gene. For this reason, the dwarf gene present in this population was identified as the ct2 gene (Fig. 2B).

Zastosowanie testu molekularnegoApplication of the molecular test

Zastosowanie markera d508041 może być przydatne do identyfikacji genu ct2 obecnego w materiałach hodowlanych żyta.The use of the marker d508041 may be useful for the identification of the ct2 gene present in rye culture materials.

Wykaz sekwencjiSequence Listing

Sekwencja nr 1Sequence number 1

MK61b_F1 TGTCTAAGTTGTCTTTCAGTGAMK61b_F1 TGTCTAAGTTGTCTTTCAGTGA

Sekwencja nr 2Sequence number 2

MK64b_R4 GTTGCAAGTTCCCAAAGCCCMK64b_R4 GTTGCAAGTTCCCAAAGCCC

PL 235 221 B1PL 235 221 B1

Claims (2)

1. Para oligonukleotydowych starterów do wykrywania genu karłowatości ct2 w roślinach żyta o sekwencjach nr 1 i 2, jak przedstawiono w wykazie sekwencji.1. A pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene in rye sequences No. 1 and 2 as shown in the sequence listing. 2. Sposób wykrywania obecności genu karłowatości ct2 w roślinach żyta, w którym to sposobie polimorficzny fragment DNA sprzężony z badanym genem amplifikowany jest w reakcji PCR z zastosowaniem pary starterów, po czym dokonuje się detekcji produktu amplifikacji, znamienny tym, że parę starterów stanowi para oligonukleotydowych starterów o sekwencjach nr 1 i 2, jak przedstawiono w wykazie sekwencji, przy czym w przypadku pary starterów o sekwencjach nr 1 i 2 stosuje się marker d508041 (Wzór 1).2. Method for detecting the presence of the ct2 dwarf gene in rye plants, in which the polymorphic DNA fragment linked to the tested gene is amplified by PCR using a pair of primers, followed by detection of the amplification product, characterized in that the primer pair is a pair of oligonucleotides primers 1 and 2 as shown in the sequence listing, with the marker d508041 (Formula 1) for the primer pair of sequences 1 and 2.
PL426258A 2018-07-09 2018-07-09 Pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene and method for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye (Secale cereale L.) plants PL235221B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL426258A PL235221B1 (en) 2018-07-09 2018-07-09 Pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene and method for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye (Secale cereale L.) plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL426258A PL235221B1 (en) 2018-07-09 2018-07-09 Pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene and method for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye (Secale cereale L.) plants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL426258A1 PL426258A1 (en) 2020-01-13
PL235221B1 true PL235221B1 (en) 2020-06-15

Family

ID=69161618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL426258A PL235221B1 (en) 2018-07-09 2018-07-09 Pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene and method for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye (Secale cereale L.) plants

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL235221B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL426258A1 (en) 2020-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mori et al. Mapping QTLs for grain dormancy on wheat chromosome 3A and the group 4 chromosomes, and their combined effect
Wiśniewska et al. Toxigenic Fusarium species infecting wheat heads in Poland
Ozturk et al. Molecular genetic diversity and association mapping of nut and kernel traits in Slovenian hazelnut (Corylus avellana) germplasm
Kindu et al. Quantitative trait locus analysis of nitrogen use efficiency in barley (Hordeum vulgare L.)
CN107580631B (en) Method for predicting palm oil yield of test oil palm plant and SNP detection kit
WO2020249108A1 (en) Up gene and application thereof in plant improvement
CN104846099A (en) Molecular marker of TaGS2 gene related with wheat plant height, obtaining method and application thereof
Abdel-Ghani et al. Association analysis of genes involved in maize (Zea mays L.) root development with seedling and agronomic traits under contrasting nitrogen levels
Manukyan et al. Comprehensive assessment of the breeding material of winter wheat for resistance to moisture deficiency and productivity
Khattak et al. Investigating the allelic variation of loci controlling rust resistance genes in wheat (Triticum aestivum L.) land races by SSR marker
US20180305775A1 (en) Methods for predicting palm oil yield of a test oil palm plant
US20070162997A1 (en) Genetic markers linked to fusarium head blight-resistance factor and utilization thereof
CN108913698B (en) CAPS marker related to wheat ear germination resistance/sensibility and application thereof
PL235221B1 (en) Pair of oligonucleotide primers for detecting the ct2 dwarf gene and method for detecting the recessive ct2 dwarf gene in rye (Secale cereale L.) plants
Selak et al. Seed paternity analysis using SSR markers to assess successful pollen donors in mixed olive orchards
Bespalova et al. Photoperiod sensitivity and molecular marking of genes Ppd and Vrn in connection with breeding alternative-habit wheat varieties
Abdullaev et al. Diversity of Dagestan barleys for the duration of the period between shooting and earing stages and alleles in the Ppd-H1 and Ppd-H2 loci
Vega et al. Marker-assisted genetic analysis of non-acclimated freezing tolerance and cold acclimation capacity in a backcross Solarium population
Kumar et al. Molecular characterization of Indian wheat germplasm lines for stay green & other heat tolerance genes using linked SSR markers
Karakotov et al. Modern issues of sugar beet (Beta vulgaris L.) hybrid breeding
CN109295249B (en) Wheat powdery mildew adult-plant-stage resistance QTL and molecular marker thereof
Galaeva et al. Association of microsatellite loci alleles of the group-5 of chromosomes and the frost resistance of winter wheat
US20180274016A1 (en) Methods for predicting palm oil yield of a test oil palm plant
Ovezmyradova et al. Parameters of adaptability, biological and economical valuable traits of soft wheat promising lines
Chawla Genetic diversity of bread wheat genotypes (Triticum aestivum L.) revealed by microsatellite SSR markers for leaf and stripe rust resistance