Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка регламента детекции и маркирования новых генов комплексной устойчивости к грибным патогенам пшеницы на основе геномного секвенирования

Номер контракта: 14.604.21.0106

Руководитель: Салина Елена Артемовна

Должность: руководитель лаборатории

Организация: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
секвенирование генома пшеницы, snp, srr, isbp, caps маркеры, комплексная устойчивость к грибным патогенам, гены lr, pm, sr

Цель проекта:
Разработка молекулярных маркеров для проведения маркер-ориентированной селекции по генам, определяющим хозяйственно-ценные признаки, и для высокопроизводительного генотипирования культивируемых видов пшеницы. Выявление генов устойчивости к грибным заболеваниям по данным секвенирования ВАС-клонов пшеницы из ген-обогащенных районов индивидуальных хромосом.

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе работы будут получены следующие результаты:
- Определены нуклеотидные последовательности ДНК районов хромосом пшеницы, насыщенных генами устойчивости к грибным патогенам;
- Создан банк данных по предполагаемым генам комплексной устойчивости к грибным патогенам и маркерам к ним;
- Идентифицирован ДНК полиморфизм аллелей генов устойчивости у линий пшеницы, различающихся по комплексной устойчивости к грибным заболеваниям;
- Разработаны молекулярные маркеры для проведения маркер-ориентированной селекции по генам, определяющим комплексную устойчивость к грибным заболеваниям
- Идентифицированы молекулярные маркеры для высокопроизводительного генотипирования пшеницы;
- Создана тест-система для идентификации генов комплексной устойчивости к грибным патогенам пшеницы

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В ходе работы будут получены :
- Нуклеотидные последовательности ДНК районов хромосом пшеницы, насыщенных генами устойчивости к грибным патогенам.
- Банк данных по предполагаемым генам комплексной устойчивости к грибным патогенам и маркерам к ним.
- Молекулярные маркеры для проведения маркер-ориентированной селекции по генам, определяющим комплексную устойчивость к грибным заболеваниям.
- Молекулярные маркеры для высокопроизводительного генотипирования пшеницы.
- Доступная для селекционеров тест-система для идентификации генов комплексной устойчивости к грибным патогенам пшеницы.

Подходы к секвенированию ВАС-клонов и построению референсной нуклеотидная последовательность ДНК районов хромосом пшеницы проводится в соответствии с методиками, разработанными международным консорциумом по секвенированию генома пшеницы.
Все остальные полученные результаты оригинальны, мировые аналоги в настоящий момент отсутствуют.

Ограничения и риски по достижению поставленных в проекте задач минимальны, и могут быть вызваны только проблемами с поставками реактивов от зарубежных поставщиков.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Область применения результатов проекта – агробиотехнология.
Практическое внедрение полученных результатов базируется на интеграцию разработанных молекулярных маркеров и идентифицированных генов устойчивости к грибным болезням в селекцию растений. Основой подход для практического внедрения полученных результатов - маркер-ориентированный отбор. Результаты практического внедрения будут способствовать увеличению разнообразия зерновых культур, приведут к сокращению времени создания новых сортов, будут способствовать более рациональному использованию пахотных земель.
Результаты исследований будут способствовать усилению конкурентных позиций отечественной науки в создании принципиально новой технологии для сельского хозяйства.
В ходе выполнения работ будут разработаны новые технические решения направленные на повышение эффективности создания сортов растений с устойчивостью к новым агрессивным расам грибных патогенов, что является важным вкладом в биобезопасность АПК России.
Результаты секвенирования ВАС-клонов будут использованы для построения референсной последовательности ДНК хромосомы 5В мягкой пшеницы в рамках международного консорциума по секвенированию генома пшеницы, в состав которого от Российской Федерации входит коллектив участников проекта.
Популяризация полученных результатов включает:
1) Организация семинаров и конференций по тематике исследования (ежегодно).
2) Активное участие и изложение результатов исследования на конференциях и семинарах, проводимых с участием селекционеров.
3) Посещение селекционных групп и центров, агробиотехнологических компаний, обсуждение актуальных вопросов селекции и использования полученных результатов в ходе проекта для их решения.
4) Проведение тестерных экспериментов по маркер-ориентированной селекции на селекционных линиях потребителя с использованием линий-доноров комплексной устойчивости к грибным заболеваниям и маркеров к ним, полученных в ходе выполнения проекта.

Текущие результаты проекта:
- Выполнена сборка последовательностей ДНК ВАС клонов первой партии.
- Проведена идентификация генов по данным секвенирования методом сравнительной геномики, дана оценка их структурной организации и предполагаемых функций.
- Выполнена идентификация и характеристика 99 SSR и 70 ISBP маркеров по данным секвенирования.
- Проведен поиск маркеров к новым генам комплексной устойчивости к грибным заболеваниям, выявленных у линий пшеницы на первом этапе работы на хромосоме 6Ai#2. Получено 2 молекулярных маркера (2 пары праймеров) для генов, определяющих комплексную устойчивость к грибным заболеваниям.
- Проведена апробация метода RGA-профайлинга на 12 контигах из районов хромосом, выявленных на первом этапе.
- Проведено секвенирование и анализ участков ДНК из района локализации новых генов изученных линий, интрогрессированных в пшеницу от дикорастущего вида Aegilops speltoides.
- Проведена верификация разработанных 67 SSR и 5 ISBP маркеров на выборке из 10 делеционных/замещенных линий и 5 SSR маркеров на 2х линиях пшеницы, контрастных по проявлению генов, определяющих устойчивость к грибным заболеваниям.
- Проведена идентификация и характеристика 4 SSR маркеров и 1 маркера на основе SNP для проведения маркер-ориентированной селекции пшеницы.