Θεωρία - Εφαρμογές ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 1

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Θεωρία - Εφαρμογές ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 1"

Αδελφά Καρράς
9 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ Θεωρία - Εφαρμογές ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 1

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΜΟΡΙΑΚΟΥΣ Έπιλογή με βάση: ΔΕΙΚΤΕΣ Φαινοτυπικοί δείκτες Γενετικοί δείκτες Μοριακοί δείκτες (Πρωτεϊνικοί & Νουκλεϊκών οξέων) RFLPs RAPDs AFLPs, SNPs,, VNTR, SSRs, STS, EST, SSCP, SNP, ASOH, DASH ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 2

Νουκλεϊκών οξέων) RFLPs RAPDs AFLPs, SNPs,, VNTR, SSRs, STS,

3 ΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ Αναφέρονται στα μορφολογικά χαρακτηριστικά, μπορούν να εκτιμηθούν οπτικά αλλά επηρεάζονται από το περιβάλλον Χρώμα, πειράματα ανθεκτικότητας, μέγεθος, γεύση, κ.α. ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 3

επηρεάζονται από το περιβάλλον Χρώμα, πειράματα

4 ΒΙΟΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ Δείκτες που βασίζονται σε πολυμορφισμούς ισοενζύμων. Στα περισσότερα είδη ο πολυμορφισμός των ενζύμων είναι περιορισμένος, εξαρτάται από το αναπτυξιακό στάδιο του φυτού και υπόκειται σε μετα-μεταφραστικές μεταφραστικές τροποποιήσεις που επηρεάζονται και από το περιβάλλον ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 4

το αναπτυξιακό στάδιο του φυτού και υπόκειται σε μετα-μεταφραστικές μεταφραστικές

5 ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ: ΟΡΙΣΜΟΣ Μοριακοί δείκτες είναι οι αλληλουχίες DNA που χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό γειτονικών αλληλουχιών (γονιδίων) με τις οποίες συγκληρονομούνται Άρα: Οι μοριακοί δείκτες είναι εργαλεία στα χέρια των βελτιωτών για την εμφάνιση παραλλακτικότητας σε επίπεδο γενετικού υλικού που διαφορετικά δεν θα φαίνονταν ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 5

μοριακοί δείκτες είναι εργαλεία στα χέρια των βελτιωτών για την εμφάνιση παραλλακτικότητας σε

6 ΧΡΗΣΗ Ανάπτυξη επιστήμης Μοριακής Βελτίωσης φυτών Η ανάλυση με μοριακούς διασταύρωσης ή ποικιλιών στα φυτών δείκτες των απογόνων βελτιωτικά προγράμματα Ανίχνευση διαφορών μεταξύ των φυτών σε επίπεδο DNA (διαφορές( στο γενότυπο) Ταυτοποίηση και πιστοποίηση γενετικού υλικού Ταξινόμηση τραπεζών γενετικού υλικού Χρήση τους σε αρχικά αναπτυξιακά στάδια χωρίς καταστροφή του υλικού ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 6

(διαφορές( στο γενότυπο) Ταυτοποίηση και πιστοποίηση γενετικού υλικού Ταξινόμηση τραπεζών γενετικού

7 RFLPs: Restriction Fragment Length Στα ελληνικά: πολυμορφισμός μεγέθους περιοριστικών τμημάτων Είναι πολυμορφισμοί που παράγονται από τα διαφορετικά σημεία κοπής των περιοριστικών ενζύμων στα διαφορετικά άτομα ενός πληθυσμού Πολυμορφισμοί είναι οι κληρονομήσιμες διαφορές που παρουσιάζουν τα άτομα ενός πληθυσμού Περιοριστικά ένζυμα είναι βακτηριακά ένζυμα που αναγνωρίζουν συγκεκριμένες αλληλουχίες. Επειδή κόβουν μέσα στα μόρια ονομάζονται και ενδονουκλεάσες Polymorphism ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 7

κληρονομήσιμες διαφορές που παρουσιάζουν τα άτομα ενός πληθυσμού Περιοριστικά ένζυμα είναι βακτηριακά ένζυμα που αναγνωρίζουν

8 RFLPs Χρήση περιοριστικών ενζύμων για τμηματοποίηση του DNA Το τμηματοποιημένο DNA διαχωρίζεται με ηλεκτροφόρηση με τα μικρά μόρια του DNA να κινούνται πιο γρήγορα από τα μεγαλύτερα Ένα ή περισσότερα τμήματα DNA μπορούν να ανιχνευτούν με χρήση μονόκλωνων DNA ή RNA ανιχνευτών ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 8

γρήγορα από τα μεγαλύτερα Ένα ή περισσότερα τμήματα DNA μπορούν να ανιχνευτούν

9 RFLPs ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 9

10 RFLPs Εάν του «κανονικό» γονίδιο κόβεται από το ένζυμο και τα τμήματα διαχωρίζονται με ηλεκτροφόρηση, ο ανιχνευτής δεσμεύεται στο μικρότερο κομμάτι (ανάμεσα στα κόκκινα βέλη) Όμως το ένζυμο δεν μπορεί να κόψει το «μη-κανονικό» γονίδιο έτσι ο ανιχνευτής δεσμεύεται σε ένα μεγαλύτερο τμήμα (ανάμεσα στα μπλε βέλη) Στο σχήμα φαίνεται πως μπορούμε να παρακολουθήσουμε τα άτομα ενός πληθυσμού με χρήση ενός ανιχνευτή που η αλληλουχία του είναι συμπληρωματική με ένα μικρό κομμάτι της αρχής του γονιδίου Στην περίπτωση που οι 2 γονείς (ή τα παιδιά) είναι ετερόζυγοι θα εμφανιστούν δυο ζώνες μιας και στην περίπτωση αυτή υπάρχουν και τα 2 αλληλόμορφα Στην περίπτωση που το παιδί είναι ομόζυγο ως προς το «κανονικό» γονίδιο θα δούμε μια ζώνη χαμηλά Στην περίπτωση που το παιδί είναι ομόζυγο ως προς το «μη-κανονικό» γονίδιο» θα δούμε μια ζώνη ψηλά Allele 1 (μη-κανονικό) Allele 2 (κανονικό) ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 10

χρήση ενός ανιχνευτή που η αλληλουχία του είναι συμπληρωματική με ένα μικρό κομμάτι της αρχής του γονιδίου Στην περίπτωση που οι 2 γονείς (ή τα παιδιά) είναι ετερόζυγοι θα εμφανιστούν δυο ζώνες μιας

11 RFLPs Προϋπόθεση είναι το γονίδιο να είναι κοντά στον RFLP ανιχνευτή ώστε να συγκληρονομούνται ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 11

12 RFLPs Πλεονεκτήματα: Παράγονται ημικυρίαρχοι δείκτες, επιτρέποντας την διάκριση μεταξύ ομόζυγων και ετερόζυγων Τα αποτελέσματα είναι σταθερά και επαναλήψιμα Μειονεκτήματα: Το πρωτόκολλο είναι αρκετά μεγάλο αυξάνοντας την δυσκολία Μέθοδος εντατική σε εργασία Απαιτούνται μεγάλες ποσότητες DNA, υψηλής καθαρότητας Συνήθως χρησιμοποιείται ραδιενέργεια Δεν είναι διαθέσιμοι οι ανιχνευτές Οι ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται μπορεί να μην είναι ειδικοί Υψηλό κόστος εξοπλισμού ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 12

εργασία Απαιτούνται μεγάλες ποσότητες DNA, υψηλής καθαρότητας Συνήθως χρησιμοποιείται ραδιενέργεια Δεν είναι διαθέσιμοι οι

13 RFLPs 7.7 kb 10 kb Προβλέψτε τα αποτελέσματα των RFLPs χρησιμοποιώντας σαν ανιχνευτή το τμήμα που φαίνεται με το γαλάζιο χρώμα 6.5 kb ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 13

14 RFLPs απάντηση ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 14

15 RFLPs Ποιος είναι ο ένοχος; Ποια ποικιλία είναι; ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 15

16 RAPDs: Random Amplified Polymorphic DNA Στα ελληνικά: τυχαία ενισχυμένα πολυμορφικά DNA Είναι μια τεχνική που στηρίζεται στην PCR με εκκινητές 8-10 νουκλεοτιδίων Επιβάλλουν τη χρήση ενός μοναδικού τυχαία κατασκευασμένου εκκινητή που οδηγεί την ενίσχυση συγκεκριμένων τμημάτων του DNA προς ανάλυση δειγμάτων Είναι πολύ χρήσιμοι στις ακόλουθες περιπτώσεις: Εκτίμηση ποικιλομορφίας σε πληθυσμούς Στην κατασκευή γενετικών χαρτών Στην ταυτοποίηση ποικιλιών ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 16

ενίσχυση συγκεκριμένων τμημάτων του DNA προς ανάλυση δειγμάτων Είναι πολύ χρήσιμοι στις ακόλουθες περιπτώσεις: Εκτίμηση

17 RAPDs Πλεονεκτήματα: Απλή και γρήγορη τεχνική Εμφανίζει περισσότερο πολυμορφισμό από τα RFLPs Δεν κάνει χρήση ραδιοϊσοτόπων Δεν απαιτεί υψηλής καθαρότητας DNA Δημιουργείται μεγάλος πληθυσμός ζωνών ανά εκκινητή Οι εκκινητές είναι έτοιμοι Μειονεκτήματα: Κυρίαρχοι δείκτες άρα δεν είναι δυνατή ο διαχωρισμός ομόζυγων από ετερόζυγα άτομα Η ανίχνευση πολυμορφισμού κυμαίνεται και πάλι σε χαμηλά επίπεδα Τα αποτελέσματα δεν έχουν υψηλά ποσοστά επαναληψιμότητας Τα αποτελέσματα ηλεκτροφορούνται σε πήκτωμα αγαρόζης που δεν έχει μεγάλη διαχωριστική ικανότητα Ανιχνεύουν κυρίαρχους δείκτες ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 17

ομόζυγων από ετερόζυγα άτομα Η ανίχνευση πολυμορφισμού κυμαίνεται και πάλι σε χαμηλά επίπεδα Τα αποτελέσματα δεν έχουν υψηλά ποσοστά επαναληψιμότητας Τα

18 RAPDs ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 18

19 RAPDs RAPDs για έλεγχο γενετικής ομοιομορφίας καθαρής σειράς ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 19

20 RAPDs RAPDs για έλεγχο γενετικής ομοιομορφίας καθαρής σειράς ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 20

21 RAPDs RAPDs για έλεγχο γενετικής ομοιομορφίας καθαρής σειράς ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ - ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ 21

Σχετικά έγγραφα

ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ

ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΦΥΤΩΝ Μοριακοί Δείκτες Επιμέλεια διαφανειών Τραντάς Μάνος 1 Μοριακοί Δείκτες είναι αλληλουχίες DNA (ή πρωτεϊνών) που μπορούν να συσχετιστούν με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ώστε να ανιχνευτούν