"SELEKCIJA 1 SEMENARSTVO"PLANTBREEDING AND SEED PRODUCnON, VOL. VIII, No . 1-4 (2001), STR. 37-44, NOVI SAD

lJDK

MAPIRANJE BIIJNIH GENOMA MIKROSATELITIMA

PRODANOVIC SI ., ZIVANOVIC T.1, DRAZIC, S.2

[ZVOD: Mikrosateltti su DNA markeri, zasnouani na polimorfizmu broja repetitiunibsekuenci nukleotida. Spadaju u grupu PCR-markera i koriste se uglatmom kao dopuna drugimtipouima markera. Njibove odltke i tebnicka strana primene diskutouani su u ouom radu.Nauedeni su neki rezu/tati dobijeni koriscenjem milerosatelitske DNA u genetickom mapiranjubiljnib genoma. tako mikrosateliti omogucuju identifikaciju genotipoua unutar jedne urste ,njibou nedostatak je da nisu pogodni za komparatitmo mapiranje razlicitib ursta.

Kljucne reci: mikrosateliti, repetititme sekuence, markeri, peR

UVOD : Rezultati oplemenjivanja biljadoprinose razvoju covecansrva, S jedne stranesc kroz ovu nauku upoznajc struktura iekspresija genoma, odnosno gcnski efekatiosobina (Drazic, 1990; Prodanovic, 1993;Rakonjac er aI., 1994; Todorovic et aI., 1997) ,a s druge sc srecena saznanja primenjuju uselekciji hiljaka (jovanovic i sar. , 1995 ;Zivanovic, 1997; Drazic, 1997), odnosnostvaranju novih i sve boljih formi od mreresaza trziste(Drazic 1986; Draiic i Arsic 1986;Draiic i Kojicic 1987) . Oplemenjivanje biljaobuhvara primenu razl icitih metodaukliucujuci klasicnu selekciju (Drazic 1986a) ,primenu biometrijskih analiza (Drazic iGordana Sudan 1990; Drazic i Prodanovic1999), hromozomski inzenjering i drugo. Od1970-tih godina molekularna biologijaposta]e tzuzerno rnocno orude uistraiivanjima i praksi.

Metode mapiranja biljnih genoma

Nove rnerode omoguCile su da se pocne samapiranjem genoma primenom DNAmarkcra. Uobicajeno koriscenje rnorfoloskih(Sax, 1923, Jovanovic et aI., 1992, Milutinovicet aI. , 1996) i proteinskih (Yan et ai, 1994;Jovanovic et aI., 1995a), odnosnoizoenzimskih markera (Mather & Jinks, 1971)ima najveci nedosrarak u pogledu njihovog

rclativno malog broja, tako da se genetickemapc hromozoma ne mogu dovoljnopopuniti. Veliki broj DNA markera, kojipredstavljaju odredene sekvcnce , mogupokriti ceo hiljni genom. Njima se nedetektu]c genski produkt, vee prisustvoodgovarajuce sekvence na DNA, bilo kodnekog genotipa (za njegovu idenritlkaciju) ,bilo kod neke hibridne populacije (zageneticko mapiranje).

Genetlcki markeri nisu podlozni uticajuekoloskih faktora, kao sto su to nekakvanritativna rnorfoloska svojstva (lovanovicer aI., 1992a; Surlan-Momirovic et aI. , 19%) . Uodnosu na proteinske i izoenzimske markerc,DNA markeri nisu vezani ni za kakve funkcij cu organizmu, tj . ne zavise od kvalitcta zma ienzimskih karakreristika gcnotipova (Yan etaI. , 1997) . Specificnost sekvenci roditclja zaukrstanja, ohezbeduje da se njihovpolimorfizam ispolji kroz segregaciju DNAmarkera u generacijama porornsrva i da scizracuna procenat rekombinacija u ciljugenetickog mapiranja hromozoma. Paralclnosa genetickim razvijalo se i fizicko mapiranjehromozoma, koje ima svoju speciflcnu ulogu(Kuenzel er al., 2000).

Prve mape sa DNA markerima bile su RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism ­Botstein cr al ., 1980) mape, zasnovane narazlikama u duzini restrlkcionih fragmenata .

Pregledni rad (Review paper)1 Dr SlAVEN PROOANOVIC docent, dr TOM1SlAV ilVANOVlC, docent, Poljoprivredni fakultet

Univerziteta u Beogradu2Dr SI.OBOOAN ORAi1C. visi naucni saradnik Instltuta za 1ekovito bilje "josif Pancic", Beograd

37

Ove mape su i danas aktuelne uoplemenjivanju bilja (Burr et al ., 1983; Beck­mann & Soller, 1988; Tanksley et al ., 1989,Prodanovic et aI. , 1997), mada je njihovarehnlcka strana komplikovana. Jednostavnijamolekularna rehnlka PCR (Polymerase ChainReaction - Saiki et al. , 1985) ili lancanareakcije polimeraze omoguclla je primenuvelikog broja strategija genetlckogkartografisanja : DDGE (Denaruring GradientGel Electrophoresis), STS (Sequence TaggedSites > Olson et al., 1989) , AS·PCR (AIle! Spe­cific PCR), SSCP (Single StrandConformational Polymorphism) , RAPD (Ran­dom Amplified Polimorfic DNA - Williams etal ., 1990), AP·PCR (Arbitrarily Primed PCR ­Welsh & McClelland, 1990), DAF (DNA Ampli­fication Fingerprinting. Caerano-Anolles etaI. , 1991), AFLP (Amplified Fragment LengthPolymorphism) itd .

PCR je enzimska reakcija in vitro kojaornogucava amplifikaciju tacno odrderiesekvence nukleotida. Realizuje se uterrnocikleru , stavljanjem vrlo male kolicinebiljne DNA (rnarrice) u ependorfe saprajmerima (Ievim i desnim) idezoksiribonukleinskim trifosfatima (dNTP:dATp, arra dCTP i dGTP) u odgovarajucemsupstratu uz prisustvo termostabilneTaq-polimeraze. DNA se prvo denaturizu]e, atrifosfati se vezuju izmed u pozicioniranihprajmera i dolazi do ekstenzije novihkornplementarnih lanaca.

jcdna od tehnlka PCR koristimikrosatelite . Mikrosateliti su repetitivnesekvence DNA, sa n ponavljanja, kao ~to su naprimer (A)n ' (TG)n , (GCA)n ' Duzina ovihsekvenci je oko 100 bp, a rasporedene sunepravilno, svuda po biljnom genomu. Ovesekvence nazivali su, prema duztru iiislozenosri. VNTR (Variable Number of Tan­dem Repeats - Leroy er aI., 1997), minisateliti(Ieffreys et al ., 1985) i mikrosateliti (Litt &Lucy, 1989) . Izdvojeno je rnnosrvo prajmerakoji oivicuju ove sekvence sto je ornoguciloprimenu PCR metoda, nazivanih: SSLP (Sim­ple Sequence Length Polymorphism - 'Iau tz ,1989), STMS (Sequenced TaggedMlcrosarelllres Sites - Beckman et Soller,1990) . STR (Short Tandem Repeat) i SSR (Sim­ple Sequenced Repeat - Leroy et al., 1996).

Genetlcke mape i njihov znaca]

Geneticke mape mikrosatellta i drugihPCR i RFLP markera su uradene za vecinu

38

poljoprivrednih biljaka, a kod najznacajnijihvrsta korlscene su razltclre populacije. Naprimer, kod pseruce (2n = 42, 16000 Mb) zamapiranje su uzete populacije Opata M85 xSyntetic W7984 (Nelson et aI. , 1995b) ,Timgalen x RLl437 (McGuire & Qualset ,1997), Chinese Spring x Syntetlc W7984(Gale, 1996) i Eureka x Renan (Prodanovic etal ., 1997), a kod [ecrna (2n = 14, 5000 Mb)Igri x Franka (Graner et aI., 1994) , Steptoe xMorex (Kleinhofs et aI., 1993) , L94 x Vada (Qiet al., 1998), Blenheim x E22413 (Thomas etaI. , 1995) i Harrikton x Morex (Liu et a1..1996) . Izabrani roditelji za ukrstanja seuglavnom odlikuju velikom divergentnoscu,kako bi alelni polimorfizam markeraomogucio sto vecu popunjenost mapa .Smatra se da je idealno da na svakih 10 cMpostoji po jedan "jaki'' marker, a izmedu njihpo nekoliko "slabijih", koji nisu karaktertsticniza sve genotipove proucavane vrste ili nisupozicionirani po istom redosledu. Broj DNAmarkera je prakticno neogranicen. s obziromda se DNA moze iscci na neogranicent brojsekvenci, od kojih ogroman deo predstavljajuponavljajuce (mlkrosatelitske) sekvence.

Geneticke mape hromozoma imajuprevashodno znaca] u lokalizaciji gena jerornogucuju da se na osnovu fenotipskogosrnatranja odrede lokusi kvalitativnih(mendelovskih) osobina (MTL) i lokusikvantitativnih osobina (QTL) izmedu DNAmarkera. Izbor agronomskih osobina koje cese pratiti zavisi od programa rada instituta, ana svetskom nivou posto]i podela poprojektima. Na primer, INRA uClerrnonr-Ferrandu se bavi parametrimakvaliteta psenice, a u Rennes-u otpornoscu nabolesti psenice. Raspored markera i poloza]gena izrnedu njih odreduje se preko razlicitihstatistickih softwear-a, kao Mapmaker/EXP3.0b (Lander et al ., 1987).

Najdalje je mapiranje genoma ipoziclonlranje MTI, QTL i "ge na kandidata''odmaklo kod biljaka koje su izabrane zamodele, zbog svog relativno malog genomakao sro su arabidopsis - Arabidopsis thaliana(2n = 20, 100 Mb) kod dikotila i plrinac ­Oryza sativa (2n = 24, 400 Mb) kodmonokotila. U odnosu na psenicu ove vrsteimaju 40, odnosno 160 puta manji genom,

Dobijeni rezultati ornogucuju u kasnijojfazi izolaciju i klonlranje odgovarajucih genaza Zeljena svojsrva , Na primer, kod psenice seradi 0 sledeclm genima za :

1) Otpornost na Blumeria graminis f. sp.tritiei Pm3, Pm4a (Ma er aI., 1994) , otpornostna nematode Crel (Williams et aI., 1994),otpornost na Puccinia recondlra f.sp. tritieiLr13, Lrj4 (Nelson et al ., 1995c) , Otpornostna Puccinla graminis f.sp. graminis Sr33(lones er aI., 1991)

2) Restauraclju muske fertilnosti R/3 (Ma& Sorrells, 1995)

3) Veroalizaciju VrnI , Vrn3 (Nelson et al .,1995)

4) Pigmentaciju Rg2 (lones et aI., 1990) ,RI , R2 (Nelson et al., 1995b), ReI, Rc2 (Nel·son et al ., 1995c)

5) Razllcite funkcije ATPase, NOR ­nukleolaroi organizaror (Van Deynze et al .,1995), Cxp3 - karboksipeptidaza, Dhn5 .dehldrin, Prk - fosforibulokinaza (Marino eraI., 1996) , W2 - inhibitor voska , pBSI28 .odgovor na ABA, pKABAG - protein kinaza(Nelson et al ., 1995a)

6) Kvantitativna svojsrva kao sto jeotpornost na proklijavanje Qphs.c/n (Ander­son et al., 1993) .

Poslednja faza po kloniranju gena jenjihovo premestanje (transfer) u druge vrsteprimenom biortckih (Agrobacterium) iabloticklh (vakum piStolji) vektora, Cime sezaokruzu]e proces savremene sclekcije uzpornoc markera, nazvane MAS(Marker-Assisted Selection - Isaac, 1997).

Specificnosti i tehnleka strana primenernikrosateHta pri mapiranju

Posto su sagledani opsn principi i ciljmapiranja genoma biljaka potrebno jenaglasiti speciflcnosti metode primenemikrosatelitske (IISA'I) DNA (rabela 1).

Metod mapiranja mikrosatelitima seodnosi na poznate sekvence, za razliku odRFLp, gde se restrikcionim cndonukleazamadobljaju (uglavnom duzi) segementi DNA cijasekvenca nije poznata . Pri RFLP se vrstblotovanje kako bi se segmenti genomskeDNA preneli na membrane, a kodmikrosatelita se segmenti amplifikujupornocu poznatih prajmera i analiziraju nagelu . Membrana sadrzi veliki broj segrnenata ikoristi se vise puta za hibrldizacije sa razlicitimDNA probama, dok se rnikrosatelitska DNAkoristi jedanput. Polimorfizam mikrosatelitase zasniva na modifikacijama u duzinirepetativne sekvence, odnosno razllkama ubroju ponavljajuCih parova nuklcotida (Roderet al ., 1997), a polimorfizam HFLP namuracijarna, insercijama i delecijama . Nivopolimorfizma je veci za mikrosatelire nego zaRFLp, a kvantitet potrebne DNA manji. Obatipa markera su kodorninantni sa pribliznoistom cenom po jedinom uzorku, s tirn sto sunesro veca ulaganja u opremu zamlkrosatelite. Mikrosatellti se ne zasnivaju nauporrebi radioaktivnosti, a za RFLP se mogukoristiti i "topic" probe.

Tab. 1. Poredenje molekularnib markera RFLP i mikrosatelitaTab. 1 Comparison between RFLPand microsatellite markers

Metod RFLP mSAT

Restrikcloni enzirni Amplifikacija DNA

Princip Southern blot Poznate sekvence

Hibridizaeija Poznan prajmerl

Mutaeije Modifikaeije u

Tip pollmorfizrna Insercije Duzinl rcpettttvnih

Delecije sekvenei

Nivo polimorftzma Osrednji Visok

Nasledivanje Kodomlnantno Kodominantno

Kvantitet DNA 2·10 mg 50· 100 ng

Poznavanje sekveoee ne da

Upotreba radtoaknvnostt da i ne ne

Troskovi po uzorku osrednji osrednji

lnvesticioni troskovifoprerna) osrednjl do visoki visoki

'Iehnicki u radu sa mikrosatelitlma, prvo jepotrebno odrediti polimorfnost rodttel]a .Posle izlolacije njihove DNA, vrst se

amplifikacija u PCR-masini korlscenjcmodgovarajuclh prajmera . Nekoliko sekvenciprajmera prikazano je u tabeli 2.

39

Kod Detalj sekvence Duzina sekvencemlkrosareltta (leve i desne) Tip repeticije

WMS2 CTGCAAGCCrGTGATCAACT 60 (CA)'8CA"l'rCrCAAATGA'I'CGAACA 54

PSP 3000 TCCCGCCATGAGTCAATC 56 (CM),')

'ITGGGAGACACA'ITGGCC 56WMS 10 CGCACCATCTGTATCATrCTG 62 (A'I)5(G'1) "

TGGTCG'!'ACCAAAGTATACGG 62AC 14 GAAAGACCAAG'rGAAACACG 58 (rGh(I}~(G'1) 'M

TGAATAAAGAAGGGAGCATC 56WMS 18 TGGCGCCA'!'GAn'GCATrATCn'C 70 (CA) ,.,GA(TA) .;

GG'I'I'GCTGAAGAACCITA'I'I-I'AGG 68WMS 154 TCACAGAGAGAGAGGGAGGG 64 (GA).j(GGGA).j(GA)2;

A'fGTGTACATGTl'GCCl'GCA 58

Tab. 2. Sekuence mikosatelitskib prajmeraTab 2 Sequences ofsome microsatellite primers

Umnozcni segmenn DNA se razdvajaju napoliakrilamidnom gelu elektroforetske celiieza sekvenciontran]e. Koriscenjeodgovarajucth ceiiljcva ornogucuje da sedepozira odjetlnom 97 uzoraka (+ kontrola),odnosno dovoljno velika populaclja zamapiranje. U DNA sc dodaje plava front bojada bi se pratilo njeno kretanje, a sam procestraje oko 2 h na 2000 V.Gel je jako tanak (oko1 mm), te se ostavlja vezan za jedno od dyestaklcne ploce celije, pripremljene tako da gazadrzava, Fiksiranje mikrosatelitskc DNA nagelu se vrsi sircetnom kiselinom, ispiranjcvodom, bojenjc srebro-ntrratorn, a razvijanjenatrijum-karbonatom i natrijum-tiosulfatorn.Time se dobijaju jasne trake za svaki uzorak.Pri radu sa mikrosatclitskom DNA nemapozadlnsldh efckata od "toplih'' iii "hladnih"izvora zracenja koji postoje naautoradiogramima dobijenim rnetodom RFLP.

Mikrosarclitl se retko kad koriste kaojedini markeri pri mapiranju biljaka . Kodpscnice, na primer, vrlo malo mikrosatelita jemapirano na hromozomima grupe D, te jeneophodno koristiti i druge markere,razliCitih gcncracija. Generalno, RFLP markeripripadaju prvoj generaciji, mikrosateliti iostali spomenuti peR markeri pripadajudrugoj generaeiji , a danas se radi namarkerima trece generaci]e. lake najstariji,RFLP markeri za sada nisu odbaceni, jer sujedini koji ornogucavaju komparativnomapiranje izmedu razlicitih vrsta (Kurarta etal , 1994; Sherman et al, 1995). Takva njihovakarakteristika od znacaja je za proucavan]eevolucije i lokalizaciju gena sa istimfunkcijama kod razlicitih vrsta. U tom smislu,

mikrosatclitc treba posmatrati kao dopunskcmarkere i markere koji ornogucujuidentifikaciju i diferencijaeiju gcnotipovaunutar istih vrsta.

Rezultati primene mlkrosatelita umapiranju genoma

Prodanovic et al. (1997) su pozieioniralidva mikrosatclitska markera izmedu RFLPmarkcra na hromozomima psenice 1A i 113 .Utvrdeno je da se mikrosatclit Xgwm 135nalazi na 28 .3 eM od Xfbb 274 i na 4,2 eM odlokusa Glu-l na hromozomu lA . Nahromozomu 1B mikrosatelit Xgwrn 18 sc nalazina 12.9 eM odXedo99 i na 9.7 eM odXlba 245,

Liu et al. (1996) su integrisali u RFLPmapu hromozoma [ecrna 46 rnikrosatelita naosnovu proucavanja cetiri razllcitc populaeije.Na hromozomu IH je srnesteno 6 mSATmarkera, na 2H - 7, na 3H -8, na 4H -7, na 511­4 , na 6H - 7 i na 7H ' 7 .

Plasehke et al. (1997) su loeirali 23dinukleotidna mikrosatelitska markera na 15razlicitih hromozoma psenice, koji suprethodno bili mapirani sa STS, RFLP i RAPDrnarkerima kod 40 sorata u cilju occne njihovedivergencije .

Na osnovu mikrosatclita Ko & Henry(1997) su izvrsili evaluaciju australijskih sortipsenlce i omogucill njihovu brzu identifikaciju .

Devos et al. (1995) su koristili dyemikrosatelitske sekvence kod rezervnihproteina psenice kao molekularne markere.

Plaschke et al. (1996) su upotrebilianeuploide da bi odredili mikrosatelitskclokuse kod psenice.

40

Zhao & Kocherr (19 9 3) su mapirali(GGC)n mikro satelite iz p irinca u c iljuproucavanja njihove filogenetske distribucije .

Veciria istrazivaca koji su radili samikrosatelitima su uglavnom nj irnadopunjavali genetlcke mape razlicitih tipovarnarkera kod biljnih vrsta.

Zakljucak

Mikrosatditi su gcncticki rnarkeri kojiimaju znaca] u mapiranju genoma biljnih

vrsra . Pozicioniranje repetitivnih sekvencinukleotida DNA « 100 bp) , koje sunapravilno rasporedene po celom genomu ,uglavnom sluzi kao dopuna drugim tipovimamarkiranja . Visok nivo polimorfnostimikrosatelita ko]i postoji izmcdu razlicitthgenotipova ornogucu]e identifikacijugenoripova unutar iste vrste ali ne ikomparativno mapiranje izmedu razlicitihvrsta .

UTEltATURA

ANDERSON ,].A., SORRELLS, M.E., TANKSLEY,S.D . (1993) : RFLP analysis of genomic re­gions associated with resistance toprehavesr sprouting in wheat. Crop Sci. 33 ,453-4 59 .

BECKMANN, j.s ., SOLLER, M. (1988): Detec­tion oflinkage between marker loci and lociaffect ing quantitative trails in crosses be­tween segregating populations. Teor, Appl .Genet. 76, 228 -236 .

BECKMANN,lS., SOLLER, M. (1990) : Towarda unified approach to genetic mapping ofeukaryotes based on sequence taggedmicrosarellite sites. Bio'lechnology 8,930-932 .

BOTSTElN, D, WHIT E, R.L., SKOLNICK, M.,DAVIS, R.W (1980): Construction of a ge­netic linkage map in man using restrictionfragment length polymorphisms. Am . .l­Hum . Genet. 32, 314-331.

BURR, B., EVOL\, S.Y. , BURR, FA ,BECKMANN,] .S. (1983): The application ofrestriction fragment length polymorphismto plant breeding. In : Genetics Engineering- Principales and Methods (J.K. Setlow & A.Hollaender, eds) , Plenum Press. NY. 5,45.

CAETANO·ANO LLES, G ., BASSAM, B.].,GRESSHOFF, P.M. (1990) : DNA amplifica­tion fingerprinting using very short arbi­trary o ligo n ucleo tid e primers . Bio'Iechnol­0b'Y 9, 553·557 .

DEVOS, K.M., BRYAN, G.] ., CO LLINS, A.].,STEPHENSON, P., GALE, M.D. (1995): Ap­plication of two microsatelllte sequences inwheat storage proteins as molecularmarker. Theor. Appl, Genet. , 90, 247-252.

DRAZIC S. (1986) : Prilog ispilivanjurnorfoloskih i produktivnih svojstava novihlinija flue-cured duvana, Tutun/Iobacco,7-8 , 5-16.

41

DRAZIC S. (1986a) : Prilog proucavanjuheterozisa i interakcije nealelnih genaduvana(N .tabacum 1..). 'Iu tu n/To bacco , 3-4 ,9 9-108.

DRAZIC S. , ARSIC B.(1986) : Prilog ispitivanjumorfoloskih i produktivnih svojstava novihlin ija duvana tipa ]aka. Turun/Iobacco.9-10, 291-298

DRAZIC S., KO]IC:JC Y.(1987) : Ispitivanjeproizvodnih svojstava novih linija duvanatipa burley. Tutunffobacco. 7-8 , 23 1-24 5.

ORAZIC S. ( 1990): Kombinacione sposobnosrigenotipova flue-cured duvanau dialelnomukrstanju . Tutun/Iobacco.I-S, 21-34 .

DRAZIC S., GORDANA SlJRiAJ'< (1990) : Ge­netic and phenotypic path an alysts andheritability in tobacco (N .tabacum 1..).Genetika, 2, 99-10·j

DRAZIC S. (1997) : Dosrignuca i pravcipromena u oplemenjivanju duvana.Selekcija i serncnarsrvo , 3·4 , 165-175.

DRAZIC S., PRODANOVIC 5 . (1999):Phenotypic divergence of flue-cured vir­ginia tobacco varieties . Gcnerika, 1,81-86.

GALE, M.D., ATKINSON, M.D., CIIINOY, CN,HARCOURI: R,L., ]lA, ] " LI, Q.Y. , DEVOS,K.M. (1995) : Genetic map of hexaploidwheat. Proc. 8th Int. Wheat Genetics Symp.,Beijing, China, p . 29-40 .

GRANER, A" BAUER, A., KELLERMANN, S.,KIRSHNER, ]., MURAm, K., ]AlIOOR, A.,WENZEL, G. (1994) : Progress of RFLP-mapconstruction in winther barley. Barley Ge­netics Newsletter, 23 , 53-64.

ISAAC, P. (1997) : Choosing appropriate tech­nologies for marker-assisted breeding. In :Progress in Genome Mapping ofWheat andRelated Species Guire, P, Qualset, C, Eds.) ,University of California, USA.

JEFFREYS, A.] ., WILSON, v., LAY THEIN, S.(1985) : Hypervariable "minisatellite'' re­gions in human DNA. Nature, 314, 67-73.

JONES, S.S., DVORAK, j., QUALSET, e.o.(1990) : Linkage relationsofGli-D1, Rg2 andLr21 on the short arm ofchromosome 1Dinwheat. Genome 33, 937-940.

JONES, S.S.. DVORAK, j ., KNOn, D.R.,QUALSET, e.O. (1991): Use of dou­ble-direlosomlc and normal chromosomeID recombinant substitution lines to mapSr33 on chromosome arm IDS in wheat Ge­nome, 34 , 505-508.

JOVANOVIC, 13., DOKIC . A., PRODANOVlC, S.,MLADENOV, N.. MALETIC, RADOjKA.(1992): Uticaj morfoloskih osobina kJasa namasu zrna psenice. Savremenapoljoprivreda, 40/4, 31-35.

JOVANOVIC, IJ., PRODANOVIC , S., MALETIC,RADOjKA. (1992a) : Estimates of environ­mental effects in comparative variety trials .Review of Research Work at the Faculty ofAgriculture - Belgrade, 3712, 167-172 .

jovanovrC, D., ProdanovtC, S., Mladenov, N.(1995) : Primena bulk metode za ocenuosobina hibridnih populacija F2 i F3generacije. Sclekcija i sernenarsrvo, 1/1,17-19.

JOVANOVIC, B., YAN. Y, PRODANOVlC, S.,MLADENOV, N. (1995a) : Genetic models ofwheat gliadin components in the F2 genera­tion of Skopjanka x Agrounija cross.Genetika, 27/3, 151-158.

KLEINHOFS , A., KILIAN, A., SAGHAI MAROOF.M.A., Df'U\SHEV, R.M., HAYES, P., CHEN,EQ , LAPITAN, N., FENWICK, A., BL\KE,TK., BOLLINGER, j ., KNAPp, S.]., LUI, B.,SORELLS. M., HEUN, M., FRANCKOWIAK,j .D, HOFFMAN , D., SKADSEN, R.,STEFFENSON, D.]. (1993) : A molecular,isozyme and morphological map ofthe bar­ley (Hordem vulgare L.) genome. Theor.App!. Genet ., 86.705-712.

KO, B.L. , HENRY R.]. (1997): Distinction ofAustralian wheat varieties usingmicrosatellites. Progress in Genome Map­ping of Wheat and Related Species (GUire,P. , Qualset, e., eds.) . University of Califor­nia, USA.

K NZEL, G., PRODANOVlC, S., ENDO, T.R.(2000) : Integration ofdeletion breakpointsof chromosome 7H (1) into theIgri/Franka-derived RFLP map. Barley Ge­netics Newsletter, 30 (in press) .

42

Kurarta, N., Moore, G., Nagamura, Y, Foote, '1'. ,Yano , M., Minoble, Y, Gale, M. (1994): Con­servation ofgenome structure between riceand wheat. Biotechnology 12, 276-278.

LANDER, E.S., GREEN , P., ABRAHAMSON, r.BARLOW, A., DALY, M.]., LINCOLN , S.E.,NEWBURG, L. (1987): Mapmarker: aninteraktive computer package forconstucting primary genetic linkage mapsof experimental and natural populations .Genomics, 1, 174-181.

LEROY, 1', NEGRE, S., TIXIER. MH .,PERRETANT, MR., SOURDILLE, 1', GAY, G.,BERNARD, M., COVILLE, jt. , QUEllER, F.,NELSON, e., SORRELlS, M., MARINO. CL..HART, G., FRIEDE, D., GILL, BS, RODER, M.(1996) : A genetic reference map for thebread wheat genome Triticum aestivurn L,em Theil . In: 6th Public ITMI Workshop .Sydney, Australia .

LEROY, P., TIXIER, MH. , CHAREF, D"LOUSSERT, A., GAY, G., SOURDILLE , I~ ,

BERNARD M., NELSON, c.. SORRELLS, M.,HART, G.. KORZUN, v, RODER , M. (1997) :Les microsarelltres , une nouvelle genera­tion de marqueurs moleculaires pourI analysegenetique et la selection assisteepar marqueurs (SAM) chez Ie ble tendre ­ITMlmap & IWMMN. In: 6th Public FTMIWorkshop, Clerrnonr-Perrand, France.

irrr; M., LUTY, j.A. (1989): A hypervariablemicrosatellite rcvaled by in vitro amplifica­tion ofa dinucleotide repeat within the car­diac muscle actin gene. Am.j . Hum. Genet .,44, 397-401.

LlU, Z.W, UIYASHEV, R.M.. SAGllAI MAROOF,M.A. (1996) : Development of sim p le se­quence repeat DNA markers and their inte­gration into a barley likage map. Theor.App!. Genet., 93, 869-876.

MA, Z.Q ., SORRELLS, M.E., TANKSLEY, S.D .(1994) : RELP markers linked to powderymildew resistance genes POll, Pm2, Pm3and Pm4 in wheat. Genome 37, 871-875.

MA, Z.Q ., SORRELLS, M.E. (1995): Geneticanalysis of fertility restoration in wheat us­ing restriction fragment le4nghtpolimorphisms.Crop Sci.,1137-1143.

MAIUNO, C.L., NELSON , j.c., LU, YH .,SORRELLS, M.E., LEROY, P. , TULEEN, N.A.,LOPES, c.a., HART, G.E. (1996): Molecilargenetic maps of the group 6 chromosomesof'hexapoid wheat (Triticum aesrivum L.emTheil) . Genome, 39, 359-366.

MATHER, K.,jI NKSJ .L. ( 1971) ; Bio metrica l ge­netics . The study o f con tin uous varia tion.In ; Chap man and Hall Ltd . London, p . 382 .

MCG UIRE , 1', Q UALSET, C. ( 1997): Progress ingenom e m apping of wheat an d rel at ed spe­cies . Ge ne tic resources conservatio n p ro­gram. Un ive rs ity o f California. Da vis , CAUSA.

MILUTlNOVIC, M., SURIA.,."-MOM IROVIC , G.,RAKO NjAC , V, ZIVANOV1C, T., RALEVIC, N.,HALEVIC, I. (1996) : Mu ltiva ria te ana lysis illd ifferent wild sweet chery (Pru nus avium1..) p opulacions . Ge ne ti ka, 28 /2 , 79-84 .

NELSON ,j .C , VAN DEYNZE, A.E., AUTHIQ UE,E., SO HRELLS, M.E., LU YII. , MERLINO, M.,ATKINSON , M., LEHOY, I' ( 199 5a) : Mol ecu­lar m apping ofwheat. Hornocologus group2 . Ge no m e, 38 , 5 16-524.

NELSO N,). C , VAN DEYNZ E, A.E., AUTRIQUE ,E., SOHHELLS, M.E., LV, V II., NEGRE , 5.,BERNARD, M., LEROY, I' ( 199 5b) : Molecu­lar mapping o f wheat . Il omoeologousg ro u p 3 . Genome , 38, 525 -533.

NELSON, C , SORRE LLS, M.E., VAN, DEYNZE.A.E., LU, VI I. , ATKONSON, M ., BERt'\/ARD,M., LEROY, 1', FRAIS, ).0., ANDE HSON ,).A.( 199 5c): Mole cular mapping o f whe at : m a­jo r gene s and re arrangements inhomoeologous gr u ps 4, 5 an d 7. Genetics ,141 , 721-731.

OLSON. M., HO OD , L., CANTO R, C ,BOTSTEIN, D. (1989): Acommon langu agefor phys ical mappin g o f the h uman ge­nome . Science 245 , 1434- 143 5.

PIA SCIIKE. j ., BORN ER, A., WEN DEBAKE, K.,GANAL, M.W , RODER, M.S. (1996); The useofw hea t ane u p lo id es for th e chromosom alassign men t of microsarel lirc lo ci .Eu p hyrica , 89, 33 ·4 0 .

PLASCHK E, j ., GANAL, M., RODER, M. (1997) :Esti mation ofgenetic diversity in elite m at e­rial of h ex aploid bread wheat withm icrosarcl lite markers . In : Progress in Ge­nome Mapping of Wh e at and Related Spe­cies (Guire , I~, Qualser, c.,eds.) . Uni ve rs ityo f Califo rn ia . Davis , USA.

PHODANOVIC, S. (1993) : Ge ne tic values 01'1'1wh eat hybrids obtained in di allel cro sse s.Review o f Research Workt the Facu lty ofAg­riculture - Belgrade, 38/2, 25-37.

PRODANOVIC, S., BOEUF, c.. GAY, G. ,BERNARD, M. (1997) : Mo lecu lar a nalysis o fgroup 1 ch romoso mes of rwo bre ad wheats is te r var ieti c .their p arents and th e ir DB

43

progeny. International Triticeae Mappin gInitiati ve , ITMI Public Workshop, France .

QI , X., NIKS, H.E., S'Ii\M, I~ , UNDIIOU1; I'( 1998): Identification o f QTI.~ for p artial re­sistanc e o fleaf rust ( Puccini a hordc i) in bar­ley. Theor, Appl. Genet., 96, 1205-1 215 .

RAKONjAC, V, ZIVANOVIC, T., NIKO LIC, D.(1994) : Com ponents of variab ility andheritabili ty of some che r ry characters .Genetika 26 /3 , 189-193 .

H(>DER, M., PLASCH KE,j ., GANAL, M. (1997):Isolation , carac re riza rlon andap p lication o fm icrosat cllite markers in whe at. In : Prog­re ss in Geno me Mapping o f Wh ea t an d Re­lated Species (Ed . G u ire, I' Qu alset , C.) .Un ive rs ity of Cali fo rnia, USA.

SAlKI, H., SCIIARF, S., FALOONA, F., MULLIS,K.B., IJOHN , G.T., ERLICH, B .A., ARNH E1M,N. (1985): Enzymatic amplification ofb-globin genomic se quences and restric­tion site a nalysis for diagnosis o f sickle cellanemia. Science , 230 , 1350.Sax . K. (1923) :The association o f s ize difference s w ithseed -coat pattern and pi gmentation inPhaseolu s vulgaris . Ge net ics , 52 -560.

SHERMAN , ).0., FENWIC K, A.I.., NAMUTII,D.M., LAPITAN, N.I..V (1995) : A barley RHPmap: a lignm en t o f th e three barl ey m apsan d com parisons to garm ineae sp ecies .T heor, Appl , Gener., 91, 68 1·690 .

SURI.Al'oJ-MOM IROVIC G., Bj ELlC, V.RAKO NjAC, V, ZIVANOVIC, T .TODOROVI C, G. ( 1996); Genet ic, fenotipirvariabil ity an d corre lation analysis in someca bbage cultlvars, Acta Ho rtl culturae .46 211, 111- 119 .

TANKSLEY, S.D., YO UNG, N .D., PATERSON .A.II .• BONIERBAL E, M.W ( 1989) : RFLPm apping in pl ant breeding: new tools tor allo ld science. BioTehnol ogy, 7, 257 -26 4.

TAUTZ, D . (1989): Hyp ervarr ab illry of simplese quences as a ge n eral sou rce for pol ym o r­phic DNA marker. Nucleic Acid Res ea rch .17 , 6463-647 1.

THOMAS, WT.B ., POWELL, \v' , WAUGH . H.,CHALMAltS, ).K. . BARUA, V.M., JACK. I~ .

I.FA, V, FOSTE R, BI' , S\X'ANSTON, j.S.,ELLIS, R .I~ , HANSON . P.R. , LAl'iC E. R.C.M .(1995 ) ; Det e ction o f quantitative trait loc ifor agronom ic, yiel d g ra in and disease ch ar ­acte rs in spring barley (Hordeu m vul gar e1..) . The or, App!. Genet. , 9 1,1037- 1047.

TODOROVIC G ., SURI.AN-MO MIROVIC , G ..SAli\RIC, I., ZIVANOVIC, T., PRODA,'\/OVIC,S. (1997) : Ge netic ana lysis and he te rosis of

yield in maize hybrids. Genetika, 2913,163-172 .

VAN, DEYNZE, A.E., DUBCOVSKY, )., GILL,KS., NELSON, j .c ., SORRELLS, M.E.,DVORAK, j ., GILL, B.S., LAG lIDAH , E.S.,MCCOllCH, S.R.,APPELS, R. (1995): Molec­ular-gcnettc maps for group 1 chromo­somes ofTriticeae species and their relationto chromosomes in rice and oat. Genome,38,5-59.

WELSH,)., MCCLELLAND, M. (1990) : Finger­printing genornes using PCR with arbitraryprimers. Nucleic Acid Research 18,7213-7218.

WILLIAMS,j .G.K, KUBELIK, A.R., LIVAK, K). ,RAFALSKI, j .A., TINGEY, S.Y. (1990) : DNApolymorphisms amplified by arbitraryprimers are useful as genetic markers. Nu­cleic Acid Research, 22, 6531-6535.

WILLIAMS, K.j ., FISHER,j .M., LANGRIDGE, P.(1994) : Identification of RELP markerslinked to the cereal cyst nematode resis­tance gene (Cre) in wheat. Theor. App!.Genet. , 89 , 927-930 .

YAN, Y, JOVANOVIC, B., PRODANOVIC. S.,ZORIC, D. (1994): Application of electro­phoresis for gliadin charactcristion and va­rietal identification in wheat.Journal ofSci.Agric. Research, 55, 93·105 .

YAN, Y, PRODANOVIC, S..SURLAN-MOMIROVIC, G, ZORIC. D., uu.G. (1997) : Chromosomal location of genescoding wheat gliadin proteins by high per­formance capillary electrophoresis analy­sis. Genetika, 2913, 181-194.

ZHAO, X.P., KOCHERT, G. (1993): Phylogeniedistribution and genetic mapping of a(GGC)n microsatcllitc from rice (Oryzasativa 1..). Plant Molecular Biology, 21 ,607-614.

ZNANOVIC, T. (1997) : The influence of recur­rent selection on the combining ability ofZPSinS 4 populacion traits in maize. Reviewof research work at the faculty of Agricul ­ture - Belgrade, 42/2, 79-90.

MICROSATELLITE MAPPING OF PLANT GENOMES

PRODANOVIC S. , ZIVANOVIC T., DRAZIC S.

SUMMARY

Microsatellites are DNA markers, based on the repeated nucleotide sequences numberpolymorphism.They belong to a group ofPCR markers and are mainly used as an addition to othertypes of markers . Their characteristics and technical aspects of their application arc discussed inthe present srudy. Furthermore, some results obtained by the use ofthe microsatellire DNA in ge­netic mapping ofplant genomes are also presented.Although microsatellites provide the identifi­cation of genotypes within a species, inadequacy ofcomparative mapping of different species istheir serious blemish.

Key words: microsatellltes, repeated sequences, markers, PCR

44