SNP-markkerit työkaluna R9-kromosomialueiden tunnistuksessa rypsin risteytysjälkeläistössä

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202004081777
Title: SNP-markkerit työkaluna R9-kromosomialueiden tunnistuksessa rypsin risteytysjälkeläistössä
Author: Virkki, Säde
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Agricultural Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202004081777
http://hdl.handle.net/10138/314023
Thesis level: master's thesis
Discipline: Kasvintuotantotieteet
Plant Production Science
Växtproduktionsvetenskap
Abstract: Sadontuottokyvyn nostaminen on yksi rypsin (Brassica rapa subsp. oleifera) kasvinjalostuksen tavoitteista, mikä voitaisiin toteuttaa hybridijalostusmenetelmällä. Rypsille hybridisiemenjalostamiseen lupaavin menetelmä on japanilaiselta retikalta (Raphanus sativus) rapsille (Brassica napus subsp. oleifera) siirretty Ogu-INRA cms/Rf-hybridisiementuotantomenetelmä. Rypsille kehitetystä menetelmästä puuttuu vielä siitepölytuotannon palauttavaa isälinja, jonka tuottamiseksi ratkaisua on lähdetty hakemaan rypsin ja rapsin lajien välisten risteytysten kautta. Rypsi, rapsi ja retikka sisältävät samankaltaisia alueita perimäaineksessaan, mikä mahdollistaa retikan siitepölytuotannon palauttava PPR-geenialueen siirtymisen rapsilta rypsille. Työssä tavoitteena oli kehittää R9-kromosomialueiden tunnistamiseen SNP-työkalu. Tavoitteena oli SNP-työkalulla tunnistaa rypsin risteytysjälkeläistön F1 hybridi yksilöt, joilla fertiliteetin palauttava PPR-B-geenialue on integroitunut ylimääräisestä retikan kromosomista rypsin genomiin. Aiemmin hankkeessa PPR-geeni oli paikannettu retikan R9-kromosomiin retikan BAC64-kloonin avulla, minkä johdosta työssä keskityttiin R9 kromosomialueiden tunnistamiseen. SNP-työkalun kehittämistä varten tavoitteena oli hakea tietokanta, jota käytettäisiin lajispesifisten retikan SNP-merkkien valintaan. Työhön valittiin B.rapa -tietokantoja, joilla valittujen SNP-merkkien lajispesifisyys testattiin laboratoriossa. Työssä kehitetty SNP-työkalu koostui lajispesifisistä 28 retikan SNP-merkistä ja 48 rypsin SNP-merkistä. Tuloksissa havaittiin rypsin risteytysjälkeläistön fertiileillä yksilöillä neljän retikan SNP -merkin monistuminen, mitkä sijaitsevat R9-kromosomissa lähimpänä fertiliteetin palauttavaa PPR-B-geenialuetta. Kuitenkaan SNP-työkalulla ei pystynyt osoittamaan onko integraatio tapahtunut tutkitun aineiston fertiileillä yksilöillä vai onko fertiliteetin palauttava PPR-B-geenialue vielä integroitumattomana retikan kromosomina, koska kaikki SNP-työkalun rypsin SNP-merkit monistuivat rypsin risteytysjälkeläisillä. Työssä kehitettyä SNP-työkalua ei voi hyödyntää rypsin hybridijalostusmenetelmän kehittämisessä, koska integroitumisen seulonta haluttaisiin tehdä jo rypsin risteytysjälkeläistön F1 hybrideissä. Työssä havaittuja rypsin risteytysjälkeläistön fertiileissä monistuneita retikan SNP-merkkejä voisi käyttää DNA-valintamerkkeinä tunnistettaessa yksilöitä, joilla on fertiliteetin F1 hybrideissä palauttava PPR-B-geenialue rypsin genomissa. Lisäksi tässä tutkimuksessa SNP-työkalun avulla selvisi, että genomissa ylimääräisenä oleva retikan kromosomi ei ole kokonaisena. Tämä tutkimus liittyy Rypsin hybridimenetelmän kehittäminen-tutkimusprojektiin, jossa tutkitaan lähisukuisten kasvilajien välisten risteytysten hyödyntämistä rypsin jalostuksessa yhteistyössä Boreal Kasvinjalostus Oy:n kanssa.Increasing crop yield is one of the objectives of plant breeding to turnip rape (Brassica rapa subsp. oleifera), which could be achieved with hybrid breeding method. Most promising method for turnip rape is the Ogu-INRA cms / Rf hybrid seed production method, which transferred from Japanese radish (Raphanus sativus) to rapeseed (Brassica napus subsp. oleifera). The hybrid breeding method for turnip rape still lacks a fertility restorer paternal line and solution has been sought through interspecific crosses between turnip rape and rapeseed. Turnip rape, rapeseed and radish contain similar regions in their genetic material, which allows the transfer of radish’s fertil-ity restoring PPR-gene region from rapeseed to turnip rape. The aim of this Master’s thesis was to develop an SNP-tool for the identification of R9 chromo-some regions and using SNP-tool to identify turnip rape F1 hybrid offsprings, which have fertility restoring PPR-B gene region, integrated from radish extra chromosome into the turnip rape ge-nome. Earlier in the project PPR-gene was located to the R9 chromosome with BAC64-clone, therefore work focused solely on identifying R9 chromosome regions. For the development of the SNP-tool, objective was to search for a database and select species-specific SNP-markers with in silico-method. B.rapa databases were selected for the work and SNP-markers species specificity tested in the laboratory. The developed SNP-tool consisted of species-specific 28 radish SNP-markers and 48 turnip rape SNP-markers. The results showed amplification of four radish SNP-markers in fertile indi-viduals of turnip rape offspring, which located closest to the PPR-B gene region that restores fertility on the R9 chromosome. However, the SNP-tool could not determine whether integration occurred in fertile individuals of F1 hybrid offsprings, or whether the fertility restoring PPR-B gene region was unintegrated radish chromosome, as all SNP-tools turnip rape SNP-markers am-plified in the turnip rape offsprings. The SNP tool cannot be utilized to develop turnip rape hybrid breeding method, because screening of integration would done to turnip rape F1 hybrids. In fertile individuals amplificated radish SNP-markers could be used as DNA selection markers to identify the individuals with the PPR-B gene region, that restores fertility in F1 hybrids. In addition, the SNP-tool revealed, that the excess of extra radish chromosome is not complete in the genome. This research is part of a research project of the development of a hybrid breeding method for turnip rape, which is studying the utilization of cross breeding between closely related plant spe-cies in the breeding to turnip rape in cooperation with Boreal Plant Breeding Ltd.
Subject: rypsi
retikka
sukulaissuhteet
hybridijalostusmenetelmä
SNP-merkki
PPR-geenialue


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Virkki_Sade_Pro_gradu_2020.pdf 1.848Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record