Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69

Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
GENETICKÉ ZDROJE JABLONÍ A JEJICH MOLEKULÁRNÍ ANALÝZA
APPLE GENETICS RESOURCES AND THEIR MOLECULAR ANALYSIS
JANA ZOUFALÁ 1 , PAVEL VEJL 1 , MARTINA MELOUNOVÁ 1 , JAN BLAŽEK 2 , JANA KŘELINOVÁ 2
1
Česká zemědělská univerzita v Praze
Výzkumný a šlechtitelský ústav ovocnářský Holovousy s.r.o.
1
Czech University of Life Sciences Prague
2
Research and Breeding Institute of Pomology Holovousy Ltd.
2
ZOUFALÁ, J. – VEJL, P. – MELOUNOVÁ, M. – BLAŽEK, J. – KŘELINOVÁ, J.: Apple genetics resources and
their molecular analysis. Agriculture (Poľnohospodárstvo), vol. 55, 2009, N. 2, pp. 69–79.
Breeding process of apple tree is a multiyear matter.
The development of molecular markers linked to the
important agronomic traits has already made it possible
to improve and to speed up some selection process. The
aim of this work was to distinguish a group of varieties
by DNA markers and to verify functionality to these
markers in MAS (marker assisted selection). The 131
apple tree varieties were chosen. The chosen markers
describe softening of flesh, columnar growth habit, selfincompatibility, apple skin colour and resistance to scab
(Venturia inaequalis CKE). The softening of flesh is the
most critical criterion for storage life. Excessive softening (related to ethylene production) is considered undesirable in apple and can lead to lower sensory values. By
means of the marker gene Md-ACS1 the 29 homozygous
varieties of the gene Md-ACS1-2 with very low ethylene
production were found. This gene was identified by variety McIntosh Wijcik. This variety is spontaneous spot
of McIntosh with normal growth habit. Chosen marker
of Co gene can’t differentiate these two varieties. It was
determined 22 varieties, which have this marker, but
these had a normal growth habit. Apple trees are heterogamous. This trait is determined by the multi-allelic Slocus. There was device to detect these S-alleles: S1, S2,
S3, S4, S5, S7, S9, S10, S16, S19, S22, S23, S24 in
this work. Both alleles were found out in 88 varieties.
Only one allele was found in 35 varieties. In 8 varieties
no allele was found. Fruit skin colour in apple is produced by a blend of carotenoids, chlorophyll and anthocyanins. The colour is controlled by Rf (Red fruit) gene.
Allele A1 or A2 determinates red colouration; yellow
colour is associated with allele a1 and a2. From 131
varieties 108 were established red and 21 yellow skin
colour varieties. Vf gene was also detected. The donor
of this gene is botanic species of Malus floribunda Sieb.
clone 821. This gene provides resistance to apple scab
(Venturia inaequalis CKE). Varieties with this gene can
provide the donor of resistance for other breeding.
Key words: apple tree, cultivated variety, DNA markers, MAS, Md-ACS1 gene, Co gene, Vf gene, Pl1 gene, S-alleles,
A-alleles
ÚVOD
Šlechtění rostlin si klade za cíl vytvářet odrůdy vhodné pro pěstování k různým účelům a
v rozdílných přírodních podmínkách. Aby bylo
dosaženo tohoto cíle, je nezbytné jednotlivé genové zdroje využívané ve šlechtění detailně cha-
rakterizovat. Ke snadné a rychlé charakterizaci
mohou přispět molekulárněgenetické markery (Janick et al. 1996). Šlechtění jabloní je poměrně
obtížný úkol, vzhledem k dlouhé juvenilní fázi
stromů a k vysokému stupni heterozygotnosti
genomu jabloní (Tartarini 2002). Cenné rodičovské vlastnosti z důvodu heterozygotního zalo-
Ing. Jana Zoufalá, doc. Dr. Ing. Pavel Vejl, Mgr. Martina Melounová, Ph.D., Department of Genetics and Breeding,
Faculty of Agrobiology, Food and Nature Resources, Czech University of Life Sciences Prague, 165 21 Praha 6,
Kamýcká 129, Czech Republic. E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Ing. Jan Blažek, CSc., Jana Křelinová, Department of genetics and Breeding, Research and Breeding Institute of
Pomology Holovousy Ltd., 508 01 Hořice, Holovousy 1, Czech Republic. E-mail: [email protected]
69
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
žení v potomstvech štěpí, proto je prioritou vývoj nových technik zajišťujících včasnou selekci
semenáčů (Janick et al. 1996). Mezi monogenně
řízené vlastnosti, které lze detekovat pomocí
PCR (Polymerase chain reaction), můžeme zařadit
například: resistenci vůči strupovitosti řízená Vf
genem, A-alely určující zbarvení slupky plodu,
typ S-alel, které jsou odpovědné za autoinkompatibilitu jabloní, gen Co markerující sloupcový
růst jabloní a marker genu Md-ACS1, který má
vliv na produkci etylenu a tedy na zrání a měknutí dužniny plodů. Dosavadní poznatky o využití markerů těchto vlastností jsou stručně shrnuty v následující části.
Sloupcový růst
Jabloně se rozdělují podle růstového typu do
čtyř skupin. Do růstového typu I spadají všechny spurtypové a kompaktní odrůdy. Jednou
variantou růstového typu I. jsou sloupcovité
jabloně, které se vyznačují jedním dominantním
středním terminálním výhonem, z něhož se větví
kolem dokola krátké větvičky s plodonoši (Tian
et al. 2005). Sloupcový neboli kolumnární růst
je způsoben dominantní mutací Co genu. Předpokládá se, že kolumnární růst je řízen jediným
dominantním genem Co (Tian et al. 2005).
Donorem genu Co je mutace odrůdy McIntosh,
která byla pojmenována McIntosh Wijcik. Tian
et al. (2005) získali RAPD (Random Amplified
Polymorphic DNA) a AFLP (Amplified Fragment
Length Polymorphism) markery, které byly ve
vazbě s Co genem, a konvertoval dva markery
na snadněji využitelné SPLAT (Specific Polymorphic Lokus Amplification Test) markery. Tyto
markery byly využity k selekci v potomstvu křížení odrůd Fuji (coco) × Telamon (Coco).
Měknutí dužniny
Měknutí dužniny je rozhodující kritérium pro
délku skladovatelnosti plodů u jabloní. Etylen je
klíčový regulátor procesu zrání jablek (Harada et
al. 2000). Některé odrůdy produkují velmi malé
množství etylenu během skladování a mohou tak
být skladovány při nízké teplotě až jeden rok,
aniž by došlo ke zhoršení jejich kvalitativních
parametrů (Sunako et al. 1999). Sunako et al.
(1999) zjistili, že jedna alela genu pro ACC-syntázu (Md-ACS) má v oblasti promotoru inserci.
Tuto alelu označili Md-ACS1-2 a uvádějí, že tato
inserce v promotoru způsobuje velmi nízkou
70
transkripční aktivitu tohoto genu. Harada et al.
(2000) uvádějí, že odrůdy s homozygotní sestavou alel Md-ACS1-2 produkují jen velmi malé
množství etylenu v porovnání s odrůdami s homozygotní sestavou původní alely Md-ACS1-1,
která má normální transkripční aktivitu. Sunako et
al. (1999) navrhli PCR marker, který je schopný
odlišit homozygotní i heterozygotní sestavu alel.
Gametofytická autoinkompatibilita
Jabloně jsou jednodomé a cizosprašné rostliny. Cizosprašnost je u jabloní zajištěna gametofytickou autoinkompatibilitou, která je řízena
alelickou serií S-alel (Broothaerts 2003) S-alely
řídí vznik proteinů, které aktivují enzymy SRNázy v buňkách blizny a čnělky (Clarke a
Newbegin 1993). Broothaerts (2003) ve své práci
spojil poznatky o sekvencích jednotlivých S-alel
s určením alel pomocí fenotypového projevu a
s jejich rozlišením pomocí specifických S-RNáz,
které detekovali Bošković a Tobutt (1999). Vytvořil specifické primery pro PCR, pomocí kterých detekovali jednotlivé S-alely. Celkem určil
podle rozdílných profilů amplifikace a restrikčního štěpení 15 S-alel.
Barva slupky jablek
Zbarvení slupky plodů u jabloní je výsledkem kombinace barviv karotenoidní, chlorofylové
a antokyanové povahy (Procházka et al. 1998).
U jablek rozlišujme barvu slupky na základní
a krycí. Barva slupky je jedním ze šlechtitelských
cílů. Možnost včasné detekce tohoto znaku
značně urychluje šlechtitelský proces (Janick et
al. 1996). Cheng et al. (1996) porovnávali segregaci DNA markerů s barvou plodů u záměrně
provedených křížení. Variabilitu zjišťovali na základě metody RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), červené zbarvení determinovala
alela A1, pouze u jedné odrůdy alela A2, žluté
zbarvení určovaly recesivní alely a1 a a2. Pomocí tohoto markeru analyzoval 56 odrůd. Zároveň však zjistili, že jimi nalezené markery nejsou vhodné pro rozlišování zeleného zbarvení,
na které nemají tyto alely vliv.
Rezistence vůči strupovitosti jabloní
Velké množství markerů využívaných při selekci souvisí s detekcí genů zajišťujících odolnost
vůči původci strupovitosti jabloní (Venturia inaequalis CKE). Nejvýznamnější jsou markery Vf
genu rezistence vůči strupovitosti jabloní, který je
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
odvozen od botanického druhu Malus floribunda
Sieb. klon 821 (Tartarini et al. 1999). Tento marker
využili k hodnocení nových českých odrůd odvozených od donoru Vf genu z Malus floribunda
Sieb. Vejl et al. (2003). Vejl et al. (2003) dále
sledovali segregaci tohoto markeru ve štěpících
potomstvech, které byly podrobeny selekci za použití skleníkových infekčních testů.
Cílem práce bylo charakterizovat zvolený
soubor odrůd pomocí vybraných DNA markerů
a ověřit funkčnost těchto markerů v procesu
markery asistované selekce.
MATERIÁL A METODY
Veškerý biologický materiál použitý pro analýzy byl získán ve Výzkumném a šlechtitelském
ústavu ovocnářském v Holovousích. V genové
bance jabloní bylo odebráno 131 odrůd. Všechny analyzované odrůdy jsou uvedeny v souhrnné výsledkové tabulce 1. Kvalitní vysokomolekulární DNA byla získána pomocí izolačního
kitu DNeasy Plant mini kit firmy Qiagen (SRN).
Izolace probíhala podle standardního postupu
uváděného výrobcem.
Z jednoho gramu čerstvé hmoty listů bylo
průměrně získáno 30 µg DNA. Pomocí testovací
elektroforézy byla hodnocena kvalita DNA.
Detekce genu Co odpovědného za sloupcový růst
Pro detekci genu Co byla zvolena dvojice
specifických primerů a stejný teplotní a časový
průběh reakce jaký uvádějí Tian et al. (2005).
Pro aplikaci tohoto markeru byla optimalizována
annelační teplota pomocí teplotního gradientu
v termocykleru T-Gradient (Biometra, SRN) na
teplotu 62,5 °C. Jedná se o dominantní marker,
přítomnost alely Co je určena fragmentem o velikosti 682 bp (Tian et al. 2005) .
Analýza Md-ACS1 genu
Pro hodnocení alelické sestavy Md-ACS1 genu byl vybrán kodominantní specifický marker.
Alela Md-ACS1-1 s normální transkripční aktivitou je charakterizována přítomností fragmetu o
velikosti 489 bp, alela Md-ACS1-2 s omezenou
transkripční aktivitou a nízkou produkcí etylenu
je určena přítomností fragmentu o velikosti 655
bp (Sunako et al. 1999). Oraguzie et al. (2004)
dále uvádějí složení PCR reakce a její průběh,
které bylo užito i v této práci. Annelační teplota
byla optimalizována pomocí teplotního gradientu
v termocykleru T-Gradient (Biometra, SRN).
Detekce S-alel řídících autoinkompatibilitu
Pro určení S-genotypů u jednotlivých odrůd
bylo použito 11 markerů navržených Broothaerts
(2003), pomocí kterých bylo možno detekovat
13 různých S-alel. Jednalo se o alely S1, S2, S3,
S4, S5, S7, S9, S10, S16, S19, S22, S23 a S24.
Složení PCR reakce a její teplotně časový profil
optimalizovali Melounová et al. (2005). Tento postup byl aplikován i pro účely této práce. Průběh PCR reakce a její složení bylo pro použití
všech 11 párů primerů shodné, reakce se pouze
lišily v teplotě annealingu, která byla optimalizována pro každý marker pomocí teplotního gradientu. Marker alel S4, S16 a S22 je nutné pro
odlišení všech tří alel podrobit restrikčnímu štěpení za pomocí restriktázy TaqI (Fermentas, Litva). Restrikční štěpení probíhalo při teplotě 65 °C
po dobu 12 hodin a koncentraci restrikčního enzymu 5 U.
Detekce A-alel řídících barvu slupky
Pro molekulárně genetickou detekci A-alel,
které řídí zbarvení slupky plodu u jabloní, byly
použity primery podle Cheng et al. (1996). Složení reakce a její časový profil, který optimalizovali Melounová et al. (2005), byl použit i v této práci.
Detekce genu Vf
Přítomnost genu Vf byla určena pomocí kodominantního markeru navrženého Tartarini et al.
(1999). Pro aplikaci tohoto markeru bylo vybráno
složení PCR reakce a její průběh, který optimalizovali Vejl et al. (2003).
Elekroforetická separace PCR produktů
Pro separaci PCR produktů a produktů restrikčního štěpení byla použita horizontální agarózová elektroforéza (Biorad, USA). Separace
probíhala při konstantním napětí 4 V.cm -1 v prostředí TBE pufru (Trisborátový pufr). Pro separaci produktů restrikčního štěpení a A-alel byl
připraven gel o koncentraci 2 % a separace trvala 2,5 hodiny. Ostatní markery byly separovány v 1,5 % gelu 1 hodinu. Vizualizace a dokumentace gelů byla realizována pomocí dokumentačního zařízení GelDoc (BioRad, USA) a programu QuantityOne (BioRad, USA).
71
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
VÝSLEDKY A DISKUSE
Hodnocení souboru genových zdrojů jabloní
pomocí zvolených markerů
U souboru vybraných odrůd byla hodnocena
přítomnost markerů genů resistence vůči strupovitost Vf, A-alely určující zbarvení slupky plodu, typ S-alel, které jsou odpovědné za autoinkompatibilitu jabloní, přítomnost markeru genu
Co, markerujícího sloupcový růst jabloní a marker genu Md-ACS1, který má vliv na produkci
etylenu a tedy na zrání a měknutí dužniny plodů. Výsledky hodnocení těchto markerů u zvoleného souboru genových zdrojů jabloní a zjištěné
rodičovské komponenty jsou uvedeny ve výsledkové tabulce 1.
Hodnocení markeru sloupcového růstu jabloní
(gen Co)
Tian et al. (2005) uvádějí amplifikaci dvou
fragmentů. Fragment o délce 682 bp určuje přítomnost dominantní alely genu Co. Fragment
o délce 750 bp je nemarkerující a je přítomen
u všech genotypů. Vlivem zvolení vyšší annelační teploty než uvádějí Tian et al. (2005) došlo
u části genotypů k odstranění amplifikace tohoto nespecifického fragmentu. Při detekci tohoto
markeru bylo opakovaně zjištěno, že marker není
schopen odlišit odrůdu McIntosh Wijcik se
sloupcovým růstem a odrůdu McIntosh s normálním růstem. V souboru hodnocených odrůd
Obr. 1.
Fig. 1.
72
Průměrné hodnoty skladovatelnosti v závislosti
na genotypu jednotlivých odrůd
Average storage life in dependence on genotype
several varieties
byly přítomny pouze 2 odrůdy se sloupcovým
růstem a to odrůdy Kordona a McIntosh Wijcik.
Přítomnost markeru byla zaznamenána u 22 odrůd. Byly to odrůdy: Bancroft, Britemac, Empire,
Fantasie, Jerseymac, Jonamac, Julyred, Lobo,
Lodi, Macoun, Melba, Meteor, Mivibe, Pidi, Prima, Rubinola, Selena, Spartan, Spencer, Topaz,
Vanda, Vysočina. Při selekci potomstev těchto
odrůd se tedy nedá tento marker využít.
Detekce genu Md-ACS1 zodpovědného za měknutí
dužniny
Marker pro detekci tohoto genu je kodominantní a odlišuje alelu ACS1-1 se standardní
transkripční aktivitou, kterou představuje fragment o velikosti 489 bp a alelu ACS1-2, která
má transkripční aktivitu omezenou inzercí v promotoru a je určena fragmentem o délce 655 bp
(Sunako et al. 1999). Annelační teplota tohoto
primeru byla také optimalizovaná pomocí teplotního gradientu na 60 °C. Při amplifikaci docházelo k vytvoření dalšího nespecifického fragmentu o velikosti přibližně 590 bp, který Sunako
et al. (1999) neuvádějí. Amplifikace tohoto fragmentu neměla žádný vliv na úspěšnou detekci
obou markerujících fragmentů. Marker měknutí
dužniny byl také detekován u celého souboru
hodnocených odrůd. V souboru bylo zjištěno 29
odrůd s oběma alelami s redukovanou transkripční aktivitou, tento genotyp je označen 2/2.
Dále byly určeny u 43 odrůd obě alely s normální transkripční aktivitou, označené jako 1/1 a
59 odrůd s heterozygotní sestavou alel ve výsledkové tabulce 1 zapsané symbolem 1/2. Pro
soubor odrůd každého genotypu genu Md-ACS1
byla vypočítána průměrná skladovatelnost, která
byla zjištěna u dostupných odrůd. Měknutí dužniny způsobené produkcí etylenu souvisí se skladovatelností jablek především po ukončení dlouhodobého skladování plodů při nízké teplotě (Harada et al. 2000). Průměrné skladovatelnosti a jejich směrodatné odchylky uvádí obrázek 1. Nejdelší skladovatelnost 5,8 měsíce od sklizně byla
zjištěna u skupiny odrůd s homozygotní sestavou alel Md-ACS1-2. Tyto odrůdy mají značně
omezenou produkci etylenu. Největší směrodatnou odchylku vykazoval soubor odrůd s homozygotní sestavou alel Md-ACS1-1, jejichž
průměrná skladovatelnost činila 4,26 měsíce. Odrůdy s tímto genotypem měly skladovatelnost
v rozpětí jednoho až osmi měsíců.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Akane
Albrechtovo
Alkmene
Ananasová reneta
Angold
Auralia
Bancroft
Beforest
Bláhovo oranžové
Blaník
Boskoopské
Braeburn
Breuhahnovo
Britemac
Burgundy
Carola
Clijo
Clivia
Cornwallské hřebíčkové
Cortland
Coxova reneta
Croncelské
Democrat
Dima
Dukát
Early Blaze
Elise Rathke
Elstar
Empire
Esopus Spitzenburg
Fantasie
Fany
Odrůda ( 1 )
1
Jonathan x Worčesterská parména
Car Alexander x ???
Oldenburgovo x Coxova reneta
náhodný semenáč
Antonovka x Golden Delicious
Coxova reneta x Nordhausen
Forest x McIntosh
náhodný semenáč
Coxova reneta x Wagenerovo
Florina x Šampion
náhodný semenáč
Lady Hamilton x Granny smith?
Halberstädter Jungfernapfel x ???
Melba x Kildare
Monroe x (Macoun x Antonovka)
Coxova reneta x ???
Clivia x Jonalicious
Oldenburgovo x Coxova reneta
náhodný semenáč
Ben Davis x McIntosh
Ribston Pepping x ???
Antonovka x ???
Hoover X ???
Discovery x Mantet
Golden Delicious x Coxova reneta
náhodný semenáč
náhodný semenáč
Golden Delicious x Ingrid Marie
McIntosh x Red Delicious
náhodný semenáč
McIntosh x Linda
Šampion x Jonathan
Rodičovské komponenty ( 2 )
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Vf
gen ( 3 )
2/2
1/1
2/2
2/2
1/2
1/2
1/2
1/2
2/2
1/2
1/1
1/2
1/2
1/1
1/2
1/2
1/2
1/2
2/2
1/1
1/1
1/2
1/1
2/2
2/2
1/1
1/1
2/2
1/2
1/2
1/2
1/2
Md-ACS1
gen ( 4 )
coco
coco
coco
coco
coco
coco
Coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
Coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
Coco
coco
Coco
coco
S7S24
S10S22
S5S22
S3S4
S2S?
S5S7
S7S?
S?S?
S3S5
S3S9
S2S3S5
S9S24
S4S?
S5S10
S?S?
S5S22
S3S5
S5S22
S9S?
S5S?
S5S9
S2S3
S3S?
S24S?
S9S22
S1S?
S7S?
S3S5
S10S19
S3S9
S9S?
S5S7
Co
S-alely
gen ( 5 )
( 6)
S7S9 x S2S24
S?S? x S?S?
S3S22 x S5S9
S?S? x S?S?
S?S? x S2S3
S5S9 x S?S?
S?S? x S10S?
S?S? x S?S?
S5S9 x S?S?
S3S9 x S3S5
S?S? x S?S?
S?S? x S3S23
S?S? x S?S?
S10S? x S?S?
S3S7 x (S3S? x S?S?)
S5S9 x S?S?
S5S22 x S7S19
S3S22 x S5S9
S?S? x S?S?
S?S? x S10S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S2S3 x S5S9
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S2S3 x S?S?
S10S? x S9S19
S?S? x S?S?
S10S? x S?S?
S3S5 x S7S9
S-alely rodičů
(7)
Výsledková tabulka – Soubor hodnocených odrůd s výsledky detekce jednotlivých markerů
Table of results – Colection of evaluation varieties, results of detection several markers
T a b u l k a
A1A1
A1A1
a1a2
a1a2
a2a2
a1a2
A1a1
a1a2
A1a2
A1A1
A1a1
A1A1
A1a2
A1a1
A1A1
A1a2
A1a2
A1a2
A1a1
A1a1
A1a1
a1a2
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1a2
A1A1
A1a1
A1A1
A1a2
A-alely
( 8)
A1A1 x A?A?
A?A? x A?A?
A1a2 x A1a1
A?A? x A?A?
A?A? x a1a2
A1a1 x A?A?
A?A? x A1A1
A?A? x A?A?
A1a1 x A?A?
A1a2 x A1a2
A?A? x A?A?
A?A? x A1a2
A?A? x A?A?
A1A1 x A?A?
A1A1 x (A1A1 x A?A?)
A1a1 x A?A?
A1a2 x A1A1
A1a2 x A1a1
A?A? x A?A?
A?A? x A1A1
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
a1a2 x A1a1
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
a1a2 x A?A?
A1A1 x A1a1
A?A? x A?A?
A1A1 x A?A?
A1a2 x A1A1
A-alely rodičů
( 9)
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
73
74
Kandil Sinap
Kent
Kidd‘s Orange
King Jonagold
Klára
Kordona
Krasokvět žlutý
Liberty
Lobo
Lodi
Lord Lambourne
Macoun
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
Fiesta
Florina
Freedom
Frosta
Fuji
Gala
Gloster
Gold Bohemia
Golden Delicious
Golden Delicious
Smoothee
Granny Smith
Hedvábné pozděkvěté
Hladíkovo přeúrodné
Holovouské malinové
Honeygold
Idared
James Grive
Jarka
Jerseymac
Jonadel
Jonalicious
Jonalord
Jonamac
Jonathan
Julia
Julyred
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
náhodný semenáč
náhodný semenáč
náhodný semenáč
náhodný semenáč
Golden Delicious x Haralson
Wagenerovo x Jonathan
Pottovo x ???
Golden Delicious x Lord Lambourne
N.J.24 x Julyred
Jonathan x Red Delicious
Jonathan x Red Delicious
Jonathan x Lord Lambourne
McIntosh x Jonathan
Esopus Spitzenburg x ???
Quinte x Discovery
(Petrel x Early McIntosh) x
(Melba x (Williams x Starr)
náhodný semenáč
Coxova reneta x Jonathan
Red Delicious x Coxova reneta
Golden Delicious x Jonathan
Rote Sternrenette x Hájkova reneta
McIntosh Wijcik x Florina
náhodný semenáč
několikanásobný hybrid
McIntosh x ???
Montogomery x Klarapfel
James Grieve x Worčesterská parména
McIntosh x Jersey Black
Coxova reneta x Idared
vícenásobný hybrid
Macoun x Antonovka
Florina x A 814/9
Red Delicious x Ralls Janet
Kidd´s Orange x Golden Delicious
Zvonkovo x Richared Delicious
mutace odrůdy Bahemia
náhodný semenáč
náhodný semenáč
1/1
1/2
1/2
1/2
1/1
1/1
1/2
1/1
1/1
1/1
1/2
1/1
coco
coco
coco
coco
coco
Coco
coco
coco
Coco
Coco
coco
Coco
Coco
1/1
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
Coco
coco
coco
coco
Coco
coco
coco
1/2
1/1
1/1
1/2
2/2
1/2
1/1
2/2
1/1
1/2
1/2
2/2
1/2
1/2
1/2
coco
1/2
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
2/2
1/2
1/2
2/2
2/2
2/2
2/2
2/2
1/2
vfvf
Vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
S?S?
S3S9
S5S9
S2S3S9
S2S3
S9S?
S2S3
S3S5
S10S22
S1S19
S2S5
S3S?
S24S?
S3S23
S1S3
S4S19
S3S?
S2S?
S3S7
S5S?
S2S5
S24S?
S9S19
S7S19
S2S7
S7S?
S7S9
S9S24
S2S3
S3S5
S3S9
S?S?
S7S9
S1S9
S2S5
S4S19
S2S3
S2S3
S?S? x S?S?
S5S9 x S7S9
S9S19 x S5S9
S2S3 x S7S9
S?S? x S?S?
S10S? x S3S9
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S10S? x S?S?
S?S? x S?S?
S5S? x S?S?
S10S? x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S2S3 x S?S?
S?S? x S7S9
S?S? x S?S?
S2S3 x S2S5
S?S? x S?S?
S7S9 x S9S19
S7S9 x S9S19
S7S9 x S2S5
S10S? x S7S9
S3S9 x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S5S9 x S3S7
S?S? x S?S?
S3S? x S?S?
S3S9 x S?S?
S9S19 x S?S?
S5S9 x S2S3
S4S? x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
a1a1
A1a2
A1A1
A1a1
A1a2
A1a2
a1a2
A1A1
A1A1
a1a1
A1A1
A1A1
A1A1
A1a2
A1a1
A1a2
A1a2
a1a1
A1a2
A1A1
A1a2
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
a1a2
A1A1
A1a2
A1A1
A1a1
A1a1
A1a2
A1a1
a1a2
a1a2
A?A? x A?A?
A1a1 x A1A1
A1a1 x A1a1
a1a2 x A1A1
A?A? x A?A?
A1A1 x A1a2
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
A1A1 x A?A?
A?A? x A?A?
A1A1 x A?A?
A1A1 x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
a1a2 x A?A?
A?A? x A1A1
A?A? x ?A?A?
a1a2 x A1A1
A?A? x A?A?
A1A1 x A1a1
A1A1 x A1a1
A1A1 x A1A1
A1A1 x A1A1
A1a1 x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
A1a1 x A1a2
A?A? x A?A?
A1A1 x A?A?
A1a2 x A?A?
A1a1 x A?A?
A1A1 x a1a2
a1a1 x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
Matčino
McIntosh
McIntosh Wijcik
Melba
Melodie
Melrose
Meteor
Mikra
Mio
Miodar
Mivibe
Monroe
Nabella
Newfame
Northern Spy
Oldenburgovo
Oldenburgovo červené
Ontario
Orin
Otava
Ozark Gold
Pidi
Prima
Primadela
Priol’s Delicious
Produkta
Průsvitné letní
Queen´s Cox
Red Delicious
Red Wealthy
Redfree
Resista
Rome Beauty
Rosana
Royal Gala
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
Coxova reneta x ???
Fameuse x Detroit Red
mutace odrůdy McIntosh
McIntosh x ???
Šampion x OR38T16
Red Delicious x Jonathan
Megumi x Melrose
Carola x Golden Delicious
Worčesterská parména x Oranie
Mio x Quinte
Mio x Vista Bella
Jonathan x Rome Beauty
Matčino x Red Delicious Starking
náhodný semenáč
náhodný semenáč
Minister von Hammerstein x
Baumanova reneta
mutace odrůdy Oldenburgovo
Northern Spy x Wagenerovo
Golden Delicious x Indo
Šampion x Jolana
Golden Delicious x
(Conrad x Red Delicious)
Prima x Britemac
vícenásobný hybrid
Primula x
(Zvonkové x Starkrimson Delicious)
Banánové zimní x James Grieve
A28/39 x Golden Delicious
Goldenspur
náhodný semenáč
pupenová mutace odrůdy
Coxova reneta
mutace odrůdy Krasokvět žlutý
Cherry Crab x ???
Raritan x PRI 1018-101
Prima x NJ 56
náhodný semenáč
Jolana x Lord Lambourne
Kidd’s orange x Golden Delicious
1/2
1/2
1/1
1/2
1/2
1/2
2/2
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
coco
1/2
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
Vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
coco
1/1
coco
1/2
vfvf
vfvf
coco
1/1
Coco
1/1
Vfvf
vfvf
Coco
Coco
1/2
1/2
coco
1/2
vfvf
vfvf
Vfvf
coco
coco
coco
Coco
2/2
1/2
1/2
2/2
coco
1/2
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
coco
Coco
Coco
Coco
coco
coco
Coco
coco
coco
coco
Coco
coco
coco
coco
coco
1/1
1/1
1/1
1/1
1/2
2/2
1/1
1/2
1/1
1/1
1/1
1/1
1/1
1/2
1/1
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
S9S19
S3S9
S3S7
S24S?
S24S?
S5S10
S2S5
S5S9
S?S?
S3S?
S1S?
S7S9
S2S10
S2S10
S3S19
S7S22
S1S?
S2S7
S3S7
S3S22
S5S24
S10S?
S10S?
S10S?
S3S7
S9S19
S9S19
S3S5
S7S24
S9S24
S24S?
S7S?
S5S9
S3S?
S1S3
x
x
x
x
S?S?
S?S?
S?S?
S?S?
A1A1
a2a2
a1a2
a1a2
A1a2
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1a1
A1a1
A1a1
A1a1
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1A1
A1a2
A1A1
A1A1
S2S3
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S2S10 x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S2S5
S5S9 x S2S3
S5S9
S?S? x S?S?
S?S? x S2S3
S?S? x S5S?
A1a1
A1A1
A1A1
a1a1
A1a1
A1a1
A1a2
A1a2
a1a1
a1a2
A1a1
S?S? x (S4S? x S9S19) A1a1
S2S10 x S5S10
S?S? x S?S?
S2S3 x (S?S? x S9S19) a1a2
S?S?
S1S3
S2S3
S3S5
S?S? x S?S?
S5S9 x S?S?
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
S10S? x S?S?
S3S5 x S?S?
S9S19 x S7S9
S?S? x S9S19
S5S22 x S2S3
S2S24 xS?S?
S7S24 x S?S?
S7S24 x S?S?
S7S9 x S24S
S5S24 x S9S19
S?S? x S?S?
S?S? x S?S?
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
A?A?
A?A?
A?A?
A?A?
A?A?
A1A1
A1a1
a1a2
A?A?
A?A?
A?A?
A1a1
A1a1
A?A?
A?A?
x
x
x
x
A?A?
A?A?
A?A?
S?S?
a1a2
A?A?
A?A?
A1A1
A?A?
A?A?
A1A1
A1a1
x
x
x
x
x
x
A?A?
A?A?
A?A?
A?A?
A1A1
a1a2
S?S? x S?S?
A?A? x a1a2
S?S? x A1A1
A?A? x (a1a1 x A1a1)
A1A1 x A1a1
A?A? x A?A?
a1a2 x (A?A? x A1a1)
A?A?
A1a2
a1a2
A1a2
A?A? x A?A?
A1a1
A?A?
A?A?
A1A1
A1a2
A1a1
A?A?
A1a2
A?A?
A1a1
A1a1
A1A1
A1A1
A?A?
A?A?
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
75
76
Šampaňská reneta
Šampion
Topaz
Tydeman´s Early
Worcester
Vanda
Vysočina
Watervlietské
mramorované
Wellington
Zita
Zuzana
Zvonkové
Zvoša
120
121
122
123
Cortland x Crimson Beauty Red
Mio x Jerseymac
Zvonkovo x James Grieve
náhodný semenáč
Zvonkové x Šampion
vfvf
náhodný semenáč
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
1/1
1/1
1/2
1/2
1/2
1/1
1/2
1/1
coco
coco
coco
coco
coco
coco
Coco
Coco
coco
1/1
vfvf
Vfvf
Vfvf
coco
coco
Coco
1/1
1/2
2/2
coco
1/2
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
coco
coco
Coco
coco
coco
coco
Coco
Coco
Coco
coco
coco
coco
coco
2/2
2/2
2/2
2/2
2/2
2/2
1/1
1/1
1/2
1/2
1/2
1/2
2/2
vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
vfvf
Megumi x Rubín
Golden Delicious x Lord Lambourne
Rubín x Prima
Clivia x Rubín
Clivia x Rubín
Gala x Akane
Britemac x Prima
McIntosh x Yellow Newton
McIntosh x Golden Delicious
Red Spy x Golden Delicious
mutace odrůdy Red Delicious
mutace odrůdy Starking Delicious
Mantet x Oriole
(Anansová reneta x Kanadská
reneta) x Gdánský hranáč
náhodný semenáč
Golden Delicious x Coxova Reneta
Rubín x Vanda
McIntosh Red x Worčesterská
parména
Jolana x Lord Lambourne
(Britemac x Prima) x HL 128 A
S9S?
S7S?
S4S5
S4S?
S5S?
S?S?
S5S7
S?S?
S24S?
S2S4
S3S5
S2S5
S4S?
S3S9
S2S3
S2S3
S2S22
S2S22
S5S7
S2S5
S9S10
S2S10
S2S3
S9S19
S9S19
S?S?
S?S?
S7S?
S4S?
S?S?
S4S?
x
x
x
x
x
S?S?
S24S?
S5S?
S?S?
S3S5
S?S? x S?S?
S?S? x S2S5
(S5S10 x S2S10) x S?S?
S?S? x S2S24
S?S? x S?S?
S2S3 x S5S9
S2S3 x S5S7
S3S4 x S?S? x S?S?
S?S? x S2S3
S2S3 x S2S5
S2S3 x S2S10
S5S22 x S2S3
S5S22 x S2S3
S2S5 x S7S24
S5S10 x S2S10
S10S? x S?S?
S10S? x S2S3
S?S? x S2S3
S9S19
S9S19
S?S? x S?S?
A1a1
A1A1
A1a1
a1a1
A1a1
A1A1
A1a1
A1A1
A1A1
a1a2
A1a2
A1a2
A1a2
A1A1
A1a2
A1A1
A1a2
A1A1
A1A1
A1a1
A1a1
A1a2
A1a2
A1a1
A1a1
A1a1
A?A?
A1a1
a1a1
A?A?
a1a1
x
x
x
x
x
A?A?
A1A1
A1A1
A?A?
A1a2
A?A? x A?A?
A?A? x A1A1
(A1a1 x A1A1) x A?A?
A?A? x A?A?
A?A? x A?A?
a1a2 x A1a1
A1a2 x A1a1
a1a2 x A?A? x A?A?
A?A? x A1a2
a1a2 x A1A1
A1a2 x A1A1
A1a2 x A1a2
A1a2 x A1a2
A1a2 x A1A1
A1a1 x A1A1
A1A1 x A?A?
A1A1 x a1a2
A?A? x a1a2
A1a1
A1a1
A?A? x A?A?
( 1 ) Variety, ( 2 ) parents, ( 3 ) Vf gene, ( 4 ) Md-ACS1 gene, ( 5 ) Co gene, ( 6 ) S-alleles, ( 7) S-alleles of parents, ( 8 ) A-alleles, ( 9 ) A-alleles of parents
127
128
129
130
131
124
125
126
Rubimeg
Rubín
Rubinola
Rubinstep
Rucla
Sansa
Selena
Spartan
Spencer
Spigold
Starking Delicious
Starkrimson
State Fair
Sudetská reneta
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
Hodnocení S-alel určujících autoinkompatibilitu
u jabloní
Pro určení jednotlivých S-alel bylo vybráno
11 párů specifických primerů a bylo jimi detekováno 13 různých S-alel. Optimalizovaná teplota
annealingu primerů je uvedena u každé alely v
závorce: S1 (60 °C), S2 (60 °C), S3 (49 °C), S4
(55 °C), S5 (58 °C), S7 (55 °C), S9 (62 °C), S10
(63 °C), S16 (55 °C), S19 (55 °C), S22 (55 °C),
S23 (60 °C) a S24 (60 °C). V souboru hodnocených odrůd se obě S-alely podařilo identifikovat u 88 odrůd. Alespoň jedna S-alela byla
detekována u 35 odrůd. Žádnou alelu se nepodařilo identifikovat u 8 odrůd. Četnosti jednotlivých S-alel v souboru hodnocených odrůd dokumentuje obrázek 2. Nejčastěji se vyskytující
S-alely ve zvoleném souboru odrůd byly alely
S2, S3, S5 a S9. Alelu S16 se naopak nepodařilo prokázat u žádné odrůdy. Přítomnost této
alely zjistil Broothaerts (2003) u odrůdy Baskatong. Tato alela byla odlišena od alely S22 pomocí restrikčního štěpení enzymem TaqI (Van
Nerum et al. 2001). Broothaerts (2003) uvádí, že
alela S16 se od alely S22 odlišuje čtyřmi bodovými mutacemi. Sekvenci alely S23 získal Broothaerts (2003) z odrůdy Granny Smith, u které
byla v rámci řešení této práce detekována. Granny Smith je australská odrůda neznámého
původu. Alela S23 se u jiné odrůdy nevyskytovala. Jak uvádí Gustavsson (2008), existuje
geografická rozdílnost ve frekvencích jednotlivých S-alel. Ve své práci hodnotila švédské odrůdy, u kterých měla nejnižší četnost alela S9.
Tato alela je více zastoupena v nových evropských a amerických odrůdách, při jejichž šlechtění se často využívají donory této alely, například odrůdy Coxova reneta a Red Delicious
(Gustavsson 2008).
U odrůd se známými rodičovskými komponentami bylo provedeno srovnání zjištěných Salel s alelami detekovanými u rodičovských komponent. U 5 hodnocených odrůd došlo k rozporu mezi zjištěnou alelickou sestavou a alelami
zjištěnými u rodičovských komponent. Jednalo
se o odrůdy Braeburn, Clijo, Dukát, Kent a
Resista. U odrůdy Braeburn byly zjištěny alely
S9 a S24. Jako mateřská komponenta této odrůdy je uváděna odrůda Lady Hamilton, která nebyla k dispozici pro analýzy. Jako pouze
pravděpodobnou uvádí otcovskou odrůdu Gran-
ny Smith, u které byly detekovány alely S3 a
S23, což uvádí také Broothaerts (2003). Vzhledem
k přítomnosti alel S9 a S24 u odrůdy Braeburn
nebyla prokázaná odrůda Granny Smith jako
jedna z parentálních komponent. Odrůda Clijo
vznikla jako kříženec odrůd Clivia (S5S22) a Jonalicious (S7S19) a byly u ní určeny alely S3 a
S5. Z tohoto zjištění vyplývá, že odrůda Jonalicious se pravděpodobně na vzniku odrůdy Clijo
nepodílela. Odrůda Dukát disponuje alelami S9
a S22. Jako její rodiče jsou uváděny odrůdy
Golden Delicious a Coxova reneta. Ze zjištěných
sestav těchto odrůd (Golden Delicious S2S3,
Coxova reneta S5S9), které uvádějí také Janssens et al. (1995) a Matsumoto et al. (2007),
lze usuzovat, že odrůda Golden Delicious se
zřejmě na vzniku odrůdy Dukát nepodílela. U
odrůdy Kent byly určeny alely S3 a S9, toto
zjištění uvádějí také Janssens et al. (1995). Odrůda Kent vznikla křížením odrůd Coxova reneta
(S5S9) a Jonathan (S7S9). Odrůda Kent disponuje alelou S9, kterou mají obě rodičovské komponenty, nelze tedy určit která odrůda se zřejmě
vzniku odrůdy Kent neúčastnila. Odrůda Resista,
disponuje genem Vf, vznikla jako kříženec odrůdy Prima (S2S10) a komponenty NJ56 (S?S?).
Alelu S24, která byla určena u Resisty, pravděpodobně získala z NJ56, zároveň se nepodařilo
nalézt alely, kterými disponuje odrůda Prima.
Z tohoto zjištění lze usuzovat, že odrůda Prima
Obr. 2.
Fig. 2.
Četnosti jednotlivých S-alel v souboru hodnocených odrůd (S? neznámá alela, jejíž detekce
nebyla předmětem této práce)
Frequency of S-alleles in colection of evaluation
varieties (S? uknown allele)
77
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
zřejmě není rodičovskou komponentou odrůdy
Resista.
Detekce A-alel určujících barvu slupky jablek
(gen Rf)
Pro detekci jednotlivých A-alel byl zvolen
marker podle Cheng et al. (1996), byly detekovány dvě recesivní alely a1 (fragment o velikosti 1230 bp) a a2 (1320 bp), které jsou zodpovědné za žluté zbarvení slupky. Také byla určena dominantní alela A1 (1160 bp), přítomnost
již jedné dominantní alely A1 predikuje červené
zbarvení slupky. Markerem barvy slupky plodů
bylo detekováno 21 žlutoplodých odrůd a 108
červenoplodých odrůd. V souboru hodnocených
odrůd byly zahrnuty také 2 odrůdy se zelenou
barvou slupky (Granny Smith, Lodi), jejichž detekci jak uvádějí Cheng et al. (1996) tento marker neumožňuje. Určení jednotlivých alel má význam při záměrném šlechtění s cílem získat například žlutoplodou odrůdu křížením dvou červenoplodých odrůd, které kromě dominantní A1
alely obsahují jednu z recesivních alel a1 nebo
a2. Při selekci je možné pomocí tohoto markeru
vybírat již semenáče v prvním roce vegetace,
což může značně urychlit šlechtitelský proces a
snížit náklady. A-alely detekované u jednotlivých odrůd byly porovnány s alelami rodičovských komponent. K rozporu mezi zjištěnými alelami a alelami rodičovských komponent došlo
pouze u odrůd Dukát, Kent a Resista. U těchto
odrůd byl zjištěn také rozpor v rámci detekce Salel. Jelikož existují pouze tři formy A-alel, jež
jsou v běžných odrůdách detekovány, je toto
kriterium pro hodnocení paternity méně přísné
než využití S-alel, které zajišťují autoinkompatibilitu. Rodiče odrůdy Dukát, u které byly detekovány alely v sestavě A1A1, jsou Golden Delicious (a1a2) a Coxova reneta (A1a1). Odrůda
Golden Delicious je žlutoplodá, to znamená, že
nemohla předat Dukátu dominantní alelu A1.
Z tohoto zjištění, stejně jako z porovnání S-alel
vyplývá, že Golden Delicious se na vzniku odrůdy Dukát pravděpodobně nepodílel. U odrůdy
Kent se podařilo detekovat alely A1 a a2. Jako
rodičovské komponenty této odrůdy jsou Coxova
reneta (A1a1) a Jonathan (A1A1). A-alely zjištěné u těchto odrůd publikovali Cheng et al.
(1996). Jelikož dominantní alelu A1 mohli odrůdě
Kent předat oba pravděpodobní rodiče, nelze
usuzovat, která odrůda se na vzniku nepodílela.
78
Odrůda Resista je žlutoplodá a disponuje homozygotní sestavou alel a1. Jako jedna z rodičovských komponent je uváděna odrůda Prima, která disponuje dvěma dominantními alelami A1,
jako druhý rodič je uváděna komponenta NJ 56,
která nebyla pro analýzy k dispozici. Z tohoto
zjištění, stejně jako z porovnání S-alel vyplývá,
že odrůda Prima se zřejmě na vzniku Resisty
nepodílela. Získané výsledky detekce A-alel, byly porovnány s výsledky publikovanými Cheng
et al. (1996) a Melounová et al. (2005). Rozdílné
výsledky byly zjištěny u odrůdy Jonamac, kde
byla opakovaně detekována pouze dominantní
alela A1, a proto je tato odrůda považována za
homozygota v tomto znaku. Cheng et al. (1996)
detekovali u této odrůdy alely A1 a a1.
Hodnocení přítomnosti markeru genu Vf řídícího
resistenci jabloní vůči strupovitosti
V souboru zvolených odrůd byl detekován
také gen Vf, který zajišťuje monogenně řízenou
rezistenci vůči Venturia inaequalis. Tento gen
byl v heterozygotní sestavě zjištěn u 19 odrůd.
Jednalo se o tyto odrůdy : Blaník, Florina, Frosta, Gold Bohemia, Kordona, Liberty, Melodie,
Meteor, Otava, Prima, Primadela, Redfree, Resista, Rosana, Rubinola, Selena, Topaz, Vanda
a Vysočina. Tyto odrůdy mohou být využity jako zdroj Vf genu při dalším šlechtění.
ZÁVĚR
Pomocí zvolených markerů genů, které řídí
zbarvení slupky (Rf gen), měknutí dužniny (MdACS1 gen), rezistenci vůči strupovitosti (Vf gen)
a sloupcový růst (gen Co) byl charakterizován
soubor odrůd jabloní, které jsou využívány jako
genetické zdroje při šlechtění nových odrůd. Podařilo se aplikovat a ověřit funkčnost jednotlivých DNA markerů a určit omezení, kterými je
jejich aplikace limitována.
Poděkování. Tato práce byla podpořena projektem Národní agentury pro zemědělský výzkum: QH 81142 Sloupcové jabloně s odolností
proti chorobám a projektem interní grantové
agentury FAPPZ: IG 26./07 Molekulární charakteristika jabloní se sloupcovým typem růstu a její
následné využití ve šlechtitelském procesu.
Agriculture (Poľnohospodárstvo), 55, 2009 (2): 69-79
LITERATURA
BOŠKOVIĆ, R. – TOBUTT, K.R. (1999): Correlation of
stylar ribonuclease izoenzymes with incompatibility
alleles in apple. In: Euphytica, vol. 107, 1999, N.
1, pp. 29–43.
BROOTHAERTS, W. (2003): New findings in apple Sgenotype analysis resolve previous confusion and
request the re-numbering of some S-alleles. In: Theor.
Appl. Genet., vol. 106, 2003, N. 4, pp. 703–714.
CLARKE, A.E. – NEWBEGIN, E.D. (1993): Molecular
aspects of self-incompatibility in flowering plants. In:
Annu. Rev. Genet., vol. 27, 1993, pp. 257–279.
GUSTAVSSON, L. (2008): Genetic Diversity in Fruit and
Berry Crops Estimated with Molecular Markers,
Doctoral thesis, Swedish University of Agricultural
Sciences : Swedish University of Agricultural Sciences,
Alnarp, 2008, p. 126. ISBN 978-91-85913-37-4
HARADA, T. – SUNAKO, T. – WAKASA, Y. – SOEJIMA, J. (2000): An allele of the 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase gene (Md-ACS1)
accounts for the low level of ethylene production in
climacteric fruits of some apple cultivars. In: Theor.
Appl. Genet., vol. 101, 2000, N. 5–6, pp. 742–746.
CHENG, F. S. – WEEDEN, N.F. – BROWN, S. K.
(1996): Identification of co-dominant RAPD markers
tightly linked to fruit skin color in apple. In: Theor.
Appl. Genet., vol. 93, 1996, N. 1–2, pp. 222–227.
JANICK, J. – CUMMINS, J. N. – BROWN, S.K. – HEMMAT, M. (1996): Apples. In: Fruit breed, Volume
I: Tree and tropical fruits, p. 199. ISBN 0-47131014-x
JANSSENS, G. A. – GODERIS, I. J. – BROEKAERT, W.F.
– BROOTHAERTS, W. (1995): A Molecular method
for S-allele identification in apple based on allele –
specific PCR. In: Theor. Appl. Genet., vol. 91, 1995,
N. 1, pp. 691–698.
MATSUMOTO, S. – EGUCHI, T. – BESSHO, H. – ABE,
K . (2007): Determination and confirmation of SRNase genotypes of apple pollinators and cultivars.
In: J. Hortic. Sci. Biotechnol., vol. 82, 2007, N. 2,
pp. 323–329.
MELOUNOVÁ, M. – VEJL, P. – SEDLÁK, P. – BLAŽEK, J. – ZOUFALÁ, J. – MILEC, Z. – BLAŽKOVÁ, H. (2005): Alleles controlling apple skin colour
and incompatibility in new Czech apple varieties with
different degrees of resistance against Venturia
inaequalis CKE. In: Plant, Soil Environ., vol. 51 ,
2005, N. 2, pp. 65–73.
ORAGUZIE, N.C. – IWANAMI, H. – SOEJIMA, J. –
HARADA, T. (2004): Inheritance of the Md-ACS1
gene its relationship to fruit softening in apple
(Malus x domestica Borkh.). In: Theor. Appl. Genet.,
vol. 108, 2004, N. 8, pp. 1526–1533.
PROCHÁZKA, S. – MACHÁČKOVÁ, I. – KREKULE, J. –
ŠEBÁNEK, J. (1998): Fyziologie rostlin (Plant physiology), Praha: Academia, 484 p. ISBN 80-200-0586-2
SUNAKO, T. – SAKURABA,W. – SENDA, M. – AKADA,
S. – ISHIKAWA, R. – NIIZEKI, M. – HARADA, T.
(1999): An allele of the ripening-specific 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase Gene (ACS1)
in apple fruit with a long storage life. In: Plant
Physiol., vol. 119, 1999, pp. 1297–1303.
TARTARINI, S. (2002): Marker assisted selection in pome
fruit breeding. In: Proceedings of the XXVI. International Horticultural Congress: Genetics and Breeding of tree Fruit and Nuts. Toronto, August 11–17,
Canada. ISHS. In: Acta Hort., vol. 622, 2002, pp.
129–140. ISBN-13: 9789066051898
TARTARINI, S. – GIANFRANSCESCHI, L. – SANSAVINI,
S. – GESSLER, C. (1999): Development of reliable
PCR markers for the selection of the V f gene conferring scab resistance in apple. In: Plant Breed., vol.
118, 1999, N. 2, pp. 183–166.
TIAN, Y. – WANG, C. – ZHANG, J. – JAMES. –
DAIH. (2005): Mapping Co, a gene controlling the
columnar phenotype of apple, with molecular markers. In: Euphytica, vol. 145, 2005, N. 1 –2, pp.
181 – 188.
VAN NERUM, I. – GEERTS, M. – VAN HAUTE, A. –
KEULEMANS, J. – BROOTHAERTS, W. (2001): Reexaminination of the self-incompatibility genotype of
apple cultivars containing putavive „new“ S-alelles. In:
Theor. Appl. Genet., vol. 103, 2001, N. 4, pp. 584–591.
VEJL, P. – SKUPINOVÁ, S. – BLAŽEK, J. – SEDLÁK,
P. – BARDOVÁ, M. – BLAŽKOVÁ, H. – MILEC,
Z. (2003): PCR markers of apple resistance to scab
(Venturia inaequalis CKE.) controlled by Vf gene in
Czech apple breeding, In: Plant, Soil Environ., vol.
49, 2003, N. 9, pp. 427–432.
SOUHRN
Cílem práce bylo charakterizovat zvolený soubor odrůd pomocí vybraných DNA markerů a ověřit funkčnost
těchto markerů v procesu MAS (markery asistované selekce). Bylo vybráno 131 odrůd jabloní. Tyto odrůdy byly
charakterizovány pomocí DNA markerů. Byly vybrány
markery charakterizující měknutí dužniny plodů, sloupcový
růst, autoinkompatibilitu jabloní, barvu slupky plodů a rezistenci vůči Venturia inaequalis a Podosphaera leucotricha.
Pomocí markeru genu Md-ACS1 bylo určeno 29 odrůd
s homozygotní sestavou alel Md-ACS1-2 s redukovanou
transkripční aktivitou, která zajišťuje velmi nízkou produkci etylenu.
Zvolený marker Co genu neumožňuje odlišit tyto dvě
odrůdy. Proto bylo pomocí tohoto markeru určeno 22 odrůd, které vykazovaly přítomnost toho markeru, ale měli
normální růst.
V této práci bylo cílem detekovat tyto S-alely: S1,
S2, S3, S4, S5, S7, S9, S10, S16, S19, S22, S23 a S24.
Úplná alelická sestava byla zjištěna u 88 odrůd. Pouze
jedna alela byla zjištěna u 35 odrůd. U 8 odrůd se nepodařilo detekovat žádnou alelu. Zároveň bylo provedeno
srovnání detekovaných S-alel s alelami detekovanými u
rodičovských komponent těchto odrůd.
Ze souboru 131 odrůd bylo určeno 108 červených a
21 žlutých odrůd.
Ve vybraném souboru odrůd byl detekován Vf gen,
jehož donorem je botanický druh Malus floribunda klon
821. Odrůdy u kterých byl tento gen detekován mohou
sloužit jako donory rezistence pro další šlechtění.
Klíčová slova: jabloň, odrůda, DNA markery, MAS, MdACS1 gen, Co gen, Vf gen, Pl1 gen, S-alely, A-alely
79