Zadanie 3.16
| Tytuł projektu: | Zwiększenie efektu heterozji w hodowli żyta poprzez wykorzystanie analizy hierarchicznej jako potencjalnej alternatywy do selekcji genomowej. |
| Kierownik projektu: | dr hab. A. Niedziela, prof. Instytutu |
Szczegółowy opis zakresu rzeczowego zadań w 2023r.:
- genotypowanie reprezentatywnej dla polskich firm hodowlanych puli genowej żyta heterozyjnego z zastosowaniem technologii DArTseq,
- wytypowanie i wskazanie hodowli form rodzicielskich mieszańców F1 na bazie dystansu genetycznego opracowanego dla markerów DNA przypisanych do poszczególnych chromosomów gatunku.
W dalszych etapach realizacji projektu, na bazie wyników plonowania mieszańców F1 oraz wartości dystansu genetycznego, zostanie opracowany i udostępniony hodowcom żyta heterozyjnego w Polsce model statystyczny umożliwiający prognozowanie wydajnych krzyżowań materiałów hodowlanych.
Zjawisko heterozji jest powszechnie wykorzystywane w hodowli roślin. Przejawia się ono u osobników pierwszego pokolenia mieszańców (F1) skutkując zwiększeniem plonu nasion, masy wegetatywnej, odporności na choroby i zdolności przystosowawczych do niekorzystnych czynników środowiskowych.
Do produkcji nasion hybrydowych żyta wykorzystuje się zjawisko cytoplazmatycznej męskiej sterylności (CMS) typu Pampa. Poprzez rozdzielenie sterylnych linii matecznych i płodnych linii ojcowskich taki rodzaj hodowli eliminuje konieczność przeprowadzania ręcznej kastracji pylników, oraz gwarantuje, że otrzymane nasiona są wynikiem przekrzyżowania, a nie samozapylenia. Wyprowadzane linie wsobne podlegają presji hodowlanej ukierunkowanej na uzyskanie materiałów roślinnych o pożądanych cechach użytkowych. Odpowiadające tym cechom loci cech ilościowych (QTL) charakteryzują się niewielkimi efektami i występują w wielu obszarach genomu. Z tego względu ich kumulacja w obrębie pojedynczego genotypu jest utrudniona. Ponadto w obszarach, w których presja hodowlana nie jest tak silna mogą gromadzić się allele recesywne obniżające efekt heterozji. Wydaje się więc oczywistym, że nie wszystkie chromosomy (lub ich fragmenty) w jednakowym stopniu podlegają presji hodowlanej. Tak więc, efekt heterozji jest tym większy im bardziej formy rodzicielskie kompensują negatywne działanie recesywnych genów.
Niniejszy projekt ma za zadanie wytypowanie form rodzicielskich do krzyżowań na bazie dystansu genetycznego opracowanego na podstawie lokalizacji chromosomowej markerów DNA. Takie podejście pozwoli na uwzględnienie pozytywnego i negatywnego wkładu poszczególnych chromosomów żyta do efektu heterozji. Dane dotyczące dystansu genetycznego oraz wyniki plonowania mieszańców F1 (z uwzględnieniem efektów środowiskowych) zostaną wykorzystane do opracowania modelu statystycznego umożliwiającego predykcję wydajnych krzyżowań materiałów hodowlanych dla potrzeb hodowli heterozyjnej żyta w Polsce.
Opis zadania:
- Wyselekcjonowanie do badań około 150 linii wsobnych żyta z wprowadzoną cytoplazmatyczną męską sterylnością (CMS) typu Pampa oraz 150 linii restorerów przez trzy ośrodki hodowli roślin: Hodowla Roślin Smolice Sp. z o.o. grupa IHAR, DANKO Hodowla Roślin Sp. z o.o. z/s, Poznańska Hodowla Roślin Sp. z o.o.
- Zbiór liści do analiz molekularnych, izolacja DNA (282 genotypy) oraz analiza DArTseq.
- Założenie doświadczenia polowego (trzy spółki hodowlane) celem namnożenia materiału oraz jego wstępnej oceny fenotypowej.
- Opracowanie statystyczne wyników, dobór materiałów do krzyżowań na podstawie uzyskanego dystansu genetycznego dla poszczególnych chromosomów oraz na całej puli markerów DNA (po 3 efektywne krzyżowania, razem 24 krzyżowania).
- Wskazanie firmom hodowlanym linii żyta do wysiewu w pole (jesień 2023 r.) celem wykonania krzyżowań w kolejnym roku badań.