Projekti / Programi
MOLEKULSKA ANALIZA REGIJE KROMOSOMA, ODGOVORNE ZA RAZVOJ SPOLA PRI HMELJU (Humulus lupulus L.)
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.03.01 |
Biotehnika |
Rastlinska produkcija in predelava |
Kmetijske rastline |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.01 |
Kmetijske vede in veterina |
Kmetijstvo, gozdarstvo in ribištvo |
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
22591 |
dr. Suzana Škof |
Biotehnika |
Vodja |
2009 - 2012 |
46 |
Organizacije (1)
Pomen za razvoj znanosti
Študija določanja spola pri hmelju bi lahko predstavljala prednost pri študijah mehanizmov določanja spola pri rastlinah, ker geni, ki določajo spol pri hmelju, začnejo delovati verjetno že veliko pred organogenezo cvetov. Pri večini enodomnih ali dvodomnih rastlin (npr. koruza, kumare, asparagus, kivi, Silene, Rumex) se namreč na začetku formirajo tako moški kot ženski spolni organi, razvoj moških ali ženskih organov pa je zavrt ali prekinjen šele v kasnejši stopnji razvoja. Dvodomne rastline bi lahko na relativno preprost način kontrolirale razvoj ženskih in moških spolnih organov v ženskih in moških cvetovih z diferencialno regulacijo izražanja A, B, C, E sistema genov iz MADS-box genske družine, ki kontrolirajo razvoj cveta, še posebej B in C genov, ki regulirajo oblikovanje prašnikov in pestiča (Theissen 2001). Za B in C gene je bilo dokazano diferencialno izražanje v več rastlinskih vrstah s spolnim polimorfizmom, vendar ni znano, ali imajo B in C geni vzročno vlogo pri določanju spola. B in C geni bi se lahko izražali spolno specifično v razvijajočih cvetovih hmelja, saj se v moških ali ženskih cvetovih hmelja nikoli ne začnejo oblikovati organi drugega spola (Shephard in sod. 2000). Identifikacija in študija izražanja domnevnih A, B, C in E genov v hmelju bo omogočila nova spoznanja o njihovi možni vpletenosti v določanje spola pri hmelju kot tudi pri drugih dvodomnih rastlinah. V naši raziskavi smo s PCR reakcijo v realnem času identificirali različno izražanje domnevnega C gena (Agamous homolog) in domnevnega E gena (Sepallata3 homolog) v ženskih in moških rastlinah hmelja v različnih fazah oblikovanja cvetnih popkov. Identificirali smo štiri nove diagnostične DArT markerje za moški spol pri hmelju. Ti markerji bodo direktno uporabni za zgodnje razlikovanje spola pri hmeljnih sejančkih, preden ti stopijo v reproduktivno fazo tako v žlahtniteljskih programih kot za selekcijo sadilnega materiala. Za razliko od SSR, ISSR, AFLP in RAPD markerjev, ki pretežno izvirajo iz repetativnih nekodirajočih delov genoma, so DArT markerji zaradi hibridizacijske platforme predvsem iz delov genoma, ki vsebuje gene in kot taki zelo zanimivi tudi za iskanje kandidatnih genov za gene, ki določajo spol. Pri dvodomnih rastlinah (npr. Silene, papaja) je znanih že več genov, povezanih s spolnimi kromosomi, nedavno pa so pri vinski trti identificirali več kandidatnih genov, ki bi lahko vplivali na spol vinske trte. Eden izmed v naši študiji identificiranih DArT markerjev je pokazal veliko podobnost z glikoziltransferaznim proteinom, za katerega so nedavno ugotovili, da leži v regiji, odgovorni za razvoj spola pri vinski trti (Fechter in sod. 2012).
Pomen za razvoj Slovenije
Določanje spola pri hmeljnih rastlinah je omejeno na fenotipsko določanje spola v drugem letu rasti sejančkov.Tako v žlahtniteljskih programih kot v gojenju hmelja je zaželjena zgodnja determinacija spola, saj so v proizvodnji hmelja uporabni le storžki ženskih rastlin. Moške rastline se uporabljajo samo v žlahtniteljske namene, v hmeljiščih pa so nezaželjene, ker oplojeni hmeljni storžki znižujejo kakovost pridelka. Molekulski markerji omogočajo zgodnjo identifikacijo spola rastlin. Pri dosedaj znanih dveh molekulskih markerjih povezanih z moškim spolom pri hmelju poročajo o nepopolni povezavi z moškim spolom ali nepomnožitvi v določenih moških rastlinah. Pridobitev štirih novih zanesljivih s spolom povezanih diagnostičnih markerjev pomeni pomembno pridobitev tudi z ekonomskega stališča, saj bo bistveno skrajšalo postopek žlahtnjenja pri hmelju. Prav tako bo skrajšala in pocenila selekcijo sadilnega materiala ter jo naredila učinkovitejšo glede zanesljivega, hitrega izbora gospodarsko pomembnih s spolom vezanih rastlin. Rezultati raziskave bodo uporabni ne samo v domačem gospodarstvu, ampak tudi širše v evropskem in svetovnem prostoru, povsod tam, kjer se prideluje hmelj. V teku je preizkus v naši raziskavi razvitih štirih DArT markerjev za moški spol na 500 sejančkih hmelja v žlahtniteljskem programu na Inštitutu za hmeljarstvo in pivovarstvo v Žalcu. Na vodilnem slovenskem hmeljarskem inštitutu letno posadijo 3000 do 4000 sejančkov, zato je zgodnje določanje spola sejančkov izjemnega pomena tako v ekonomskem kot časovnem smislu.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
