Transcript
Page 1: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Anvendelse af DNA markører i Anvendelse af DNA markører i planteforædlingenplanteforædlingen

Gunter BackesGunter BackesForskningscenter Forskningscenter RisøRisø

-- genteknik uden GMO’ergenteknik uden GMO’er

Page 2: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Inddeling

Hvad er molekylære markører?

Hvordan kan man bruge dem?

Konklusion

Page 3: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Inddeling

Hvad er molekylære markører?

Hvordan kan man bruge dem?

Konklusion

Page 4: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Lille glosar

Gen = funktionsenhed på kromosometfindes på en locus på kromosomet

Allel =konstitutionaf locusen(hvordan serlocusen ud?)

Locus = sted på kromosomet(med eller uden gen)

Page 5: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

DNA-niveau

Hvad er molekylære markører?

protein-markør

DNA-markør

protein-niveau

morfologiskniveau

morfologiskmarkør

Page 6: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Forskellige typer af molekylære markører

RFLP (autoradiogram)

STS (agarose-gel)SSR (sekvenator)

AFLP (sekvenator)

Page 7: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Inddeling

Hvad er molekylære markører?

Hvordan kan man bruge dem?

Konklusion

Page 8: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Hvordan kan man bruge molekylære markører?

Sortsidentifikation

Kvantificering af genetisk diversitet

Molekylær detektering af enkelt-gen egenskaber

Molekylær detektering af kvantitative egenskaber

Page 9: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Hvordan kan man bruge molekylære markører?

Sortsidentifikation

Kvantificering af genetisk diversitet

Molekylær detektering af enkelt-gen egenskaber

Molekylær detektering af kvantitative egenskaber

Page 10: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Sortsidentifikation

250 bp

200 bp

300 bp

160 bp150 bp139 bp

100 bp

75 bp

Hvede liniermed forskelligeSSR markører

Page 11: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Hvordan kan man bruge molekylære markører?

Sortsidentifikation

Kvantificering af genetisk diversitet

Molekylær detektering af enkelt-gen egenskaber

Molekylær detektering af kvantitative egenskaber

Page 12: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Kvantificering af genetisk diversitet

Clusteranalysefor bygsorterbaseret på80 RFLPmarkerører

SSSS

SSSSSS

S

SS

#

#

#

#

#

#

########OOOS?O

O#S?

6-row winter barley2-row winter barley2-row spring barleyunknownlandraces

Abed BinderArcherSpratt ArcherPlumage ArcherPioneerCeresGullKeniaMajaHebeUnionMalta IProctorAuroreHalcyonMaris OtterPlumageConcertMalta IIRomanzeSonjaViolaIgriMagie

AlphaMogadorAger

RebekkaBanbaDoblaHauters

Page 13: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Genetisk diversitet i byg

(baseret på 33 jævnt fordelte RFLP markører i 230 europæiske kultursorter,10 Spontaneum-linier og 32 vildbyglinier)

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

Landsorter

Sorterfør ’75

Sorterefter ’75

Page 14: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Hvordan kan man bruge molekylære markører?

Sortsidentifikation

Kvantificering af genetisk diversitet

Molekylær detektering af enkelt-gen egenskaber

Molekylær detektering af kvantitative egenskaber

Page 15: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Molekylær detektering af enkelt-gen egenskaber

Markør, som viser forskel mellem byglinier med og uden resistens mod meldug

RR R R R R R RM M M M S M MM

R – resistent M - modtagelig

Page 16: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Resistensgener i byg mod meldug

3H (3)1H (5)

MlaMlk(Mlnn)

(MlGa)

2H (2)

MlLa

4H (4)

Mlg

mlo

6H (6)

Mlh

7H (1)

Mlt

Mlf

5H (7)

Mlj

Page 17: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Hordeum vulgare ssp. spontaneum

Quelle der Bilder:http://www.uni-hohenheim.de/~ipspwww/350b/

Page 18: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Resistensgener i byg mod meldug

3H (3)1H (5)

Mla: 14 + 17Mlk(Mlnn)

(MlGa)

2H (2)

MlLa

4H (4)

Mlg

mlo: 24

6H (6)

Mlh

7H (1)

Mlt: 3

Mlf: 4

5H (7)

Mlj

aus H. vulgare ssp. spontaneum

Page 19: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Hvordan kan man bruge molekylære markører?

Sortsidentifikation

Kvantificering af genetisk diversitet

Molekylær detektering af enkelt-gen egenskaber

Molekylær detektering af kvantitative egenskaber

Page 20: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Maltekstrakt

0

5

10

15

20

25

30

35

40

<80% 80-81% 81-82% 82-83% 83-84% 84-85% 85-86% >86%

anta

l lin

ier

Maltkvalitet som eksempel for kvalitative egenskaber

110 liner (fordoblede haploider) fra en krydsning mellem ”Alexis” og ”Regatta”

Regatta

Alexis

Page 21: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Lokalisering af gener for maltkvalitet

Ep1

Va2

Vs2

Mp1

Kp1

2H

Ep2

Ep3

Va3

Va4

3H

Vs3

Ka1

Ea1

Va1

Vs1

1H

E

V

M

KKornprotein

Maltprotein

Viskositet

Maltekstrakt

Mest sandsynlig QTL pos. for

Page 22: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Inddeling

Hvad er molekylære markører?

Hvordan kan man bruge dem?

Konklusion

Page 23: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Hvordan kan man bruger markører?

GenGen--poolpool

SelektionSelektion SelectionSelectionKombiKombi--nationnation SortSort

Bedre forældre-selektion

Bedre selektion af deønskede typer

Page 24: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Status i Denmark

To ud af tre danske kornforædler har indrettet et markørlaboratorium.

Der undersøger de markører for kvalitativ resistens, især virusresistens.

I samarbejde med alle tre forædler (og finansieret af dem) udvikler Risø ”pakker” af byglinier med nye resistensgener samt tilpassede markører til selektion for disse gener.

Page 25: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Status markørteknologi i planteforædlingen

Markørteknologi er ikke nogen forkromet fremtidsteknologi, som måske vil finde anvendelsen.

Markørteknologi er brugt i hverdagen af planteforædler i Danmark og resten af verden.

Markørteknologi i planteforædlingen er godkendt af næsten alle organisationer for økologisk landbrug i Europa.

Markørteknologi er et produktivt værktøj som hjælper planteforædlerne til at tilpasse sorternes spektrum hurtigere til markedets krav.

Page 26: Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen - genteknik ...li.lr.dk/planteavl/diverse/lpnyhed143_indlaeg4_3.pdf · Anvendelse af DNA markører i planteforædlingen Gunter Backes

Tak for Deres opmærksomhed!

Forskningscentret Risø


Recommended