Clasificarea şi caracteristicile markerilor molecular cap2.docx

8/14/2019 Clasificarea i caracteristicile markerilor molecular cap2.docx

1/6

CAPITOLUL II

2.1. Clasificarea i caracteristicile markerilor molecular.

Markerii genetici reprezint forme diferite ale aceleiai gene care controleaz expresii

fenotipice mutante i permit identificarea prezenei unei gene la nivel individual.

Markerii genetici se bazeaz pe polimorfismul genei la nivelul expresiei fenotipice n

relaie cu condiiile de mediu. Exist trei tipuri de markeri genetici: morfologici ,

biochimici i moleculari .Markerii moleculari sunt cei mai utilizai datorit numrului lor

nelimitat, acetia provenind din diferite ,tipuri de mutaii ale ADN-ului: substituii

(mutaii punctiforme), rearanjamente (inserii sau deleii) sau erori n replicarea ADN-ului n tandem. Aceti markeri sunt neutrii deoarece sunt localizai nregiuni necodate a

ADN-ului, de asemenea, markerii moleculari sunt practic n numr nelimitat i nu sunt

influenai de condiiile de mediu sau de stadiul de dezvoltare al plantelor (Winter &

Kahl, 1995). Avantajele i dezavantajele principalelor tipuri de marker moleculari sunt

prezentate n tabelul 1.


2/6

Tabelul 1.Avantajelei dezavantajele celor mai utilizai markeri moleculari pentru

analiza QTL(dup Collard et all ., 2005)

Marker molecular Codominant- C

Dominant-D

Avantaje Dezavantaje

RFLP (RestrictionfragmentLengthPolymorphism)

C Reproductibilitate Necesit mult timpMetod complexNecesit cantitimari de ADN

RAPD(Random

AmplifiedPolymorphicDNA)

D Metod rapid sisimplIeftinNecesit cantitatimici de ADN

Metodnereproductibil

SSR(SimpleSequences Repeat)

C Metod simplRepetabilitate

Necesit mult timpMetod complexNecesit folosireagelurilor de

poliacrilamidAFLP (AmplifiedfragmentLengthPolymorphism)

D Polimorfism ridicat Necesit cantitimari de ADNMetod complex

ISSR (Inter SimpleSequence Repeats)

D metoda poate fiautomatizat,furniznd unnumr mare demarkerireproductibili

se comport camarkeri dominani

Markerii ISSR


3/6

Tehnica ISSR permite evaluarea polimorfismului existent ntre regiunile

microsatelit, alctuite din secvene simple, repetate. A fost astfel dezvoltat o metod

alternativ de investigare, eficient care nu necesit studii prealabile de secvenializare

la fel ca n cazul markerilor SSR.

n literatura de specialitate de limb englez metoda este cunoscut sub

denumirea de (Inter Simple Sequence Repeats-amplificarea regiunilor dintre

secvenele simple repetate, notat abreviat prin acronimul ISSR.

Tehnica ISSR se bazeaz pe reacia PCR , care implic amplificarea unui

segment de ADN, prezent la o distan amplificabil ntre dou regiuni microsatelit,

orientate n direcii opuse.

Principii metodologice

Primerii utilizai n aceasttehnic au n general lungimi de 16-25 de nucleotide,

avnd ca regiuni int loci multipli din genom, n special amplasai n secvenele inter-

SSR.

Repetiiile de tip microsatelit utilizate ca primeri pot fi di, tri, tetra sau penta-

nucleotide, neancorai, sau de cele mai multe ori sunt ancorai la capatul 3 sau 5 cu 1-4

baze degenerate extinse n regiunile care flancheaz regiunea microsatelit.

n cazul n care primerul utilizat este neancorat (CA)n se poate ataa oriunde n

regiunea repetitiv (GT)n, conducnd la formarea unui numr mai mare de fragmente.

Un primer ancorat cu dou nucleotide (NN) la captul 3 se ataeaz la regiuni specifice

din molecula ADN matri i produce un singur fragment de amplificare. Dac primerul

este ancorat la captul 5 cu dou nucleotide (NN) se ataeaz la regiuni specifice din

genom i amplific o parte a secvenei repetate , conducnd la formarea unui fragment

de dimensiuni mai mari.

Tehnica ISSR combin beneficiile analizelor AFLP i SSR, cu universalitatea

RAPD, avnd i o reproductibilitate ridicat dat de lungimea mare a primerilor (15-25

nucleotide), comparativ cu 10 nucleotide la RAPD.


4/6

Markerii ISSR segreg mai ales dominant, dup legile mendeliene, dar n unele

situaii pot segrega i co-dominant, permind diferenierea dintre homozigoi i

heterozigoi

2.2 Aplicaiile markerilor moleculari n ameliorarea plantelor

n ameliorarea convenional, rezultatele i viteza de rspuns obinute prin aplicarea

seleciei fenotipice au depins, pe lng ali factori, de posibilitatea de a distinge i

capitalize variaiile genetice innd cont de faptul c cele mai importante caractere sunt

poligenice i deci puternic influenate de mediu. ntre modalitile folosite, de mare

interes s-a dovedit posibilitatea de a identifica caractere fenotipice evidente, cu

determinism genetic simplu i puin influenate de mediu, care s fie asociate cu

caractere importante urmrite de ameliorator. Aceste caractere, numite genemarcatoare sau markeri genetici, au fost folosite de ameliorarea convenional acolo

unde a fost posibil, pentru a mbuntii eficiena programelor de ameliorare.

Identificarea unei noi clase de markeri genetici, respectiv a markerilor moleculari,

reprezint un adevrat eveniment revoluionar n metodologia de ameliorare a

plantelor.Strategia utilizrii markerilor moleculari se bazeaz pe evidenierea

polimorfismului molecular, polimorfism care la genomurile plantelor este datorat, n

mare parte, variaiei cantitii de AND repetitiv. Cele mai importante aplicaii alemarkerilor moleculari n ameliorarea plantelor sunt reprezentate de selecia asistat de

markeri, accelerarea backcrossului, detectarea diversitii i diferenelor genetice dintre

diferite populaii.

CAPITOLUL III

3.1. Selecia asistat de markeri

Markerii moleculari care sunt strns linkai cu gene importante n sens agronomic sunt

folosii ca instrumente moleculare pentru selecia asistat de markeri n ameliorarea

plantelor


5/6

(Ribaut & Hoisington, 1998). Cu ajutorul markerilor moleculari se urmrete efectuarea

unei selecii indirecte a caracterelor de interes folosind strnsa legatur (linkage-ul)

dintre gena sau genele care controleaz caracterul i un marker molecular, metod ce

poart numele de selecie asistat de markeri (MAS - Marker Assisted Selection).

Selecia asistat de markeri const n identificarea unei legaturi strnse ntre genele

care controleaz caractere agronomice i markeri moleculari, precum i utilizarea

acestor marker pentru a mbuntai linii sau cultivare (Dudley, 1993). Genele sunt

motenite mpreun, iar prin prezena uneia (gena marker, la care este cunoscut

secvena de nucleotide) se confirm c i cealalt gen ce determin caracterul dorit

este prezent n acel individ.

3.2. Atribuirea markerilor genelor de interes

Pentru a putea fi folositi n munca de selecie, markerii trebuie s fie atribuii genelor

deinteres, acest lucru se face prin trei metode:

Cosegregare- prin analiza relaiei de linkage dintre marker i gena de interes, mai

inti markerul trebuie asociat genei de inters, iar apoi se face analiza de linkage: dac

distana dintre marker i gen este mic, markerul se atribuie genei respective.

Utilizarea liniilor- NIL(Near Izogenic Lines) - obtinute prin metoda backross care

const n ncruciarea unui soi recurent cu un soi donor. n continuare se face selecia

formelor care poart gena de la donor i care se retroncrucieaz n continuare cu

recurentul. Se obine o linie NIL asemntoare cu recurentul, dar care poart gena de la

donor. Urmeaz a se face o caracterizare molecular att a soiului recurent, ct i a

liniei NIL. Dac prin analiza fingerprint- urilor de la soiul recurent i linia NIL seevideniaz un polimorfism se poate presupune c markerul molecular ce definete

acest polimorfism poate fi atribut genei provenite de la donor.

Prin utilizarea metodei BSA (Bulk Segregant Analysis)- metod ce presupune

alegerea a dou forme parentale extreme: una rezistent i una sensibil la care s-au


6/6

dovedit a fi polimorfe la nivel molecular (Michelmore et al., 1991). Acestea se

hibrideaz, i n gen F2 segregant se face o grupare a indivizilor sensibili i rezisteni.

Se face extracia ADN-ului i n cadrul fiecrei grupe se amestec. Urmeaz amplificarea

ADN-ului i analiza polimorfismului molecular: dac ntre cele dou grupe apare un

polimorfism molecular (o band n plus) la forma rezistent nseamn c markerul

molecular respectiv poate fi atribuit genei pentru care s-a fcut selecia. Acest sistem

funcioneaz numai dac gena pentru care se face selecia este n faza de cuplare cu

markerul molecular.

Clasificarea şi caracteristicile markerilor molecular cap2.docx

Documents

Transcript of Clasificarea şi caracteristicile markerilor molecular cap2.docx