A SZIE, MKK GENETIKA ÉS BIOTECHNOLÓGIAI INTÉZETÉNEK EREDMÉNYEI A NÖVÉNYNEMESÍTÉS TUDOMÁNYOKBAN ÉS A NEMESÍTÉS UTÁNPÓTLÁS NEVELÉSBEN

Átírás

1 A SZIE, MKK GENETIKA ÉS BIOTECHNOLÓGIAI INTÉZETÉNEK EREDMÉNYEI A NÖVÉNYNEMESÍTÉS TUDOMÁNYOKBAN ÉS A NEMESÍTÉS UTÁNPÓTLÁS NEVELÉSBEN Heszky László és Kiss Erzsébet Keszthely 2013

2 PARADIGMAVÁLTÁS AZ ÉLETTUDOMÁNYOKBAN (20. század vége 21. század eleje) Mendeli genetika Konvencionális növénynemesítés XX. század fiktív genotípus fenotípus Genotípus módosítás kívánt fenotípus Molekuláris genetika Molekuláris növénynemesítés (alkalmazott genomika) XXI. század

3 MINDEN FÖLDI ÉLŐ A SAJÁT GÉNJEINEK TERMÉKE!!! Ez nem kukorica!!!!! Ez a valami 30 ezer gén és alléljei működésének Terméke!!!!! Ez nem magyar szürke!!!!! Ez a valami 25 ezer gén és alléljei működésének Terméke!!!!! A 21. SZÁZAD ÚJ KIHÍVÁSAINAK A GÉNEKRE ALAPOZOTT MEGKÖZELÍTÉS TUD MEGFELELNI

4 A GENETIKA ÉS BIOTECHNOLÓGIAI INTÉZET FONTOSABB OKTATÁSI EREDMÉNYEI ( )

5 Növénytudományi Doktori Iskola Növénygenetika, -nemesítés és -biotechnológia PhD program 1992-

6 Molekuláris Nemesítési Tudományos Iskola SZIE Gödöllő

7 Agricultural Biotechnology Master Course Organized by the Institute of Genetics and Biotechnology St. István University Gödöllő

8 A Genetika és Biotechnológiai Intézet oktatási teljesítménye Képzés Év Diplomázott/ védett Agrármérnök, Növénygenetika és Nemesítés Szakirány Mg. Biotechnológus MSc. Növénybiotechnológia szakirány fő fő Növénygenetikus Szakmérnök fő Növénygenetika és Biotechnológia PhD program fő Összesen: fő

9

10 Dr. Kiss Erzsébet

11 Dr. Heszky László és Dr. Galli Zsolt

12

13 Dr. Gyulai Gábor

14 SZEMELVÉNYEK A GENETIKA ÉS BIOTECHNOLÓGIAI INTÉZET KUTATÁSI EREDMÉNYEIBŐL ( )

15 Genetika és Biotechnológiai Intézet kutatási teljesítménye Publikáció Évek Db Angol nyelvű tudományos Magyar nyelvű tudományos Könyv, könyvfejezet, jegyzet Impact Factor (IF) Hivatkozások

16 MOLEKULÁRIS NÖVÉNYNEMESÍTÉS (Molekuláris biológia, -genetika, biotechnológia stb.) Genotipizálás (molekuláris ujjlenyomat, fajtavédelem) Pedigré elemzés (származás) Hibridek és szülővonalaik azonosítása Tulajdonságokhoz kapcsolt markerek keresése Kapcsolt markerekre alapozott szelekció (MAS) Gének azonosítása, jelenlét/hiány, homozigóta/ heterozigóta állapot bizonyítása

17 Alma 65 kereskedelmi és 38 tájfajtájának azonosítása, megkülönböztetése és pedigréje molekuláris ujjlenyomat alapján

18 SSR név Almafajták (65+38) elkülönítése mikroszatellit markerekkel kromoszóma lokalizáció mérettartomány allél szám kapott eredmények PIC CH03g CH04e CH04g CH05c CH05d CH05e A felhasznált markerek nevei, az amplifikált allélok száma és mérettartománya (bp), a markerek PIC (Polymorphism Information Content) értéke és kromoszóma lokalizációja. (PIC=1 p i2 ) Különböző almafajták SSR mintázata a CH03g07 primerpárral felszaporítva.

19 Pedigré analízis, szülőfajták azonosítása allél méretekkel (Galli Zs., Kiss E., Heszky L. Szabó T. és mts., SZIE Gödöllő, GYDFV Újfehértó) F1 +

20 38 szamócafajta azonosítása és ploidszintű megkülönböztetése molekuláris ujjlenyomat alapján

21 Szamócafajták ploidfüggő molekuláris elemzése 2x 8x 10x (Kiss E., Balogh A. és mts., SZIE Gödöllő) M M 3000 OPE WFRVC cyst1 (RAPD, AP-PCR, génspecifikus primerek)

22 47 sárgadinnye fajta azonosítása, megkülönböztetése és archeogenetikája molekuláris ujjlenyomat alapján

23 Sárgadinnye génbank gyűjtemény tételei gyümölcsének külső és belső alaktani polimorfizmusa (Horváth L., Gyulai G., Szabó Z., és mts. SZIE Gödöllő, NBK Tápiószele)

24 Budai Várban feltárt 15. századi magleletek DNS-ének összehasonlítása a mai magyar fajtákéval

25 M M OP M-20 M OP M-16 M OP M-14 M OP M-9 M OP M-1 OP AB köztermesztésben lévő dinnyefajta RAPD (6 primer) (1-10: termesztett fajták) és a 15. századi genotípus (11) mintázata (M: molekulasúly marker ( bp)

26 Fajta-rekonstrukció a középkori sárgadinnye DNS összehasonlitó molekuláris elemzése alapján

27 102 (97+5) Kárpát-medencei szőlőfajta azonosítása és megkülönböztetése molekuláris ujjlenyomat/vonalkód alapján Magyar szőlő mikroszatellit adatbázis

28 A 97 Kárpát-medencei szőlőfajta molekuláris markerezése (Kiss E., Veres A., Szőke A., Lencsés K., Heszky L. és mts., SZIE Gödöllő) Mikroszatellit ujjlenyomat az 1-19 számú mintákból VrZag64 primerrel 4%- os Metaphor gélen Mikroszatellit ujjlenyomat 1-32 számú mintákból (alsó sor), minták (felső sor) poliakrilamid gélen.

29 Kárpát- medencei szőlőfajták (97 tétel) molekuláris dendogramja (Kiss E., Kozma P., Veres A., Szőke A., Lencsés K., Heszky L. és mts. SZIE Gödöllő, PTE SZBKI Pécs)

30 SSR allél adatok átalakítása vonalkóddá

31 MAGYAR SZŐLŐ MIKROSZATELLIT / SSR ADATBÁZIS HUNGARIAN VITIS MICROSATELLITE / SSR DATABASE KISS, Erzsébet; HALÁSZ, Gábor; *KOZMA, Pál; HESZKY, László Szent István Egyetem, Genetika és Növénynemesítés Tanszék Szent István University, Department of Genetics and Plant Breeding H-2103, Gödöllő, Magyarország / Hungary *FVM Szőlészeti és Borászati Kutatóintézet (FVM-SZBKI) Institute for Viticulture and Enology H-7634, Pécs, Magyarország / Hungary Primerek / Primers: Fajták / Varieties: A-B - C-CS - D-E - É-F - G-H - I-J - K - L-M - N-NY - O-Ó - Ö-Ő - P-Q - R-S - SZ-T - U-Ú - Ü-Ű - V-Z - ZS List of Varieties / Teljes fajtalista

32 Hibridek és szülővonalainak DNS alapú azonosítása (Kiss E., Milotai P. Szőke A., Galli Zs., Heszky L. és mts., SZIE, Gödöllő)) F1 F1 Paradicsom hibrid F1 Fajhibrd évelő rozs

33 Hímivarhoz kapcsolt molekuláris markerek kenderben (Bucherna N., Bócsa I., Heszky L. Törjék O., és mts.),szie Gödöllő, Kompolt) M SCAR119 M SCAR323 SCAR390

34 Nematóda rezisztens paradicsom genotípusok azonosítása molekuláris markerekkel Szőke A., Milotay P. Kiss E., és mts. Rezisztens és fogékony genotípusok elkülönítése génspecifikus PCR primerekkel Az 500 bp fragmentum csak a rezisztens genotípusokban szaporodik fel (11, 12, 13, 16, 17, 18, 19, PE). A heterozigóta és homozigóta rezisztens genotípusok megkülönböztetése a REX CAPS markerrel Első lépésben genotípustól függetlenül egy 720 bp DNS szakasz szaporodik fel. TaqI restrikciós emésztés után a homozigóta rezisztens genotípusokban 554 és 166 bp (11, 12, 16, PE), a heterozigótákban 720, 554 és 166 bp fragmentumot kapunk (13, 17, 18, 19). A fogékony genotípusokban a PCR termék nem emésztődik.

35 Szőke A., Kitti Tóth-Lencsés, Heszky L., Kiss E. kísérlete

36 Szőlő bogyószín variánsok elkülönítése Lisztes piros Lisztes fehér Furmint piros Furmint fehér A mikroszatellit ujjlenyomat és morfológia azonos (!): VVMD5 VVMD7 VVMD25 VVMD27 VVMD28 VVMD32 VVS2 VrZag62 VrZag79 Lisztes piros 228: : : : : : : : :262 Lisztes fehér 228: : : : : : : : :262 Furmint piros 228: : : : : : : : :252 Furmint fehér 228: : : : : : : : :252 A fehér bogyószín oka: a Gret-1 retrotranszpozon inszerciója az antocián bioszintézist szabályozó VvMybA1 transzkripciós faktor promoterébe. M LP LF FP FF A piros és a fehér színváltozatok elkülönítése a VvMybA1 transzkripciós faktor promoterére specifikus PCR segítségével

37 A szőlő lisztharmat és peronoszpóra rezisztencia markerek azonosítása a markerekre alapozott szekekció

38 Lisztharmat rezisztencia gének jelenlétének/hiányának bizonyítása szőlőmintákban (Kiss E., Debreceni D., Kozma P., Heszky L. és mts., SZIE Gödöllő, PTE SZBKI Pécs) bp 286 bp 286 bp286 bp 160 bp 160 bp 160 bp 160 bp160 bp Nem tartalmaz rezisztencia gént: 3, 4, 12 Egy rezisztencia gént tartalmaz: 2, 5, 6, 8, 9, 11, 14, 15, 16, 17, 19 Két rezisztencia gént tartalmaz: 7, 10, 13, 14

39

40 A lila színű mutáció oka: A BoMyb2 gén promóter régiójába beépült a Harbinger transzpozon.

41 A GENETIKA ÉS BIOTECHNOLÓGIAI INTÉZET KÖZREMŰKÖDÉSE ÚJ FAJTÁK ELŐÁLLÍTÁSÁBAN ( )

42

43 Dihaploid (DH) szomaklón rizs fajta

44 S.celeale x S. montanum

45

46 Munkatársak és az oktatásban együttműködők ZKI. Kecskemét Csizmadia László Gabonakutató, Szeged Matúz János Pauk János Kertész Zoltán MTA AKT Martonvásár/Budapest Galiba Gábor Király Zoltán Barna Balázs Sági László Berzsenyi Zoltán Barnabás Beáta Marton Csaba MBK Gödöllő Toldí Ottó Jenes Barnabás Bánfalvi Zsófia SZIE MKK GBI Kiss Erzsébet Heszky László Gyulai Gábor Szőke Antal Veres Anikó Hajós Lászlóné Mázikné Tőkei Katalin NYME, Sopron Frank Norbert Pannon Egyetem, Keszthely Hoffmann Borbála VM, Budapest Szabó Ágnes NÉBIH Bódis László DE Kutató Intézet, Nyíregyháza Dobránszky Judit Biacs Péter

47 Munkatársak és a kutatásban együttműködők SZIE MKK GBI Kiss Erzsébet Heszky László Gyulai Gábor Szőke Antal Veres Anikó PhD hallgatók Balogh Andrea Galbács Zsuzsanna Halász Gábor Katuláné Debreceni Diána Kovács László Lencsés Andrea Kitti Molnár Stella Kerti Balázs Wichmann Barnabás Törjék Ottó Gabonakutató Szeged/Táplán Pauk János Falusi János és Falusi Jánosné HAKI Szarvas Simonné Dr. Kiss Ibolya Missouri State University Kovács László Syngenta Galli Zsolt BCE Budapest Oláh Róbert Pedryc Andrzej Bisztray György PTE SZBKI Kozma Pál Hoffmann Sarolta ZKI Kecskemét Milotay Péter Gyümölcskutató Fertőd Dénes Ferenc Kleizer Pál Kft Dánszentmiklós Sipos Elvíra Gyümölcskutató Újfehértó Szabó Tibor Inántsy Ferenc NÉBIH Budapest Pernesz György Harangozó Tamás

48 Köszönöm a figyelmet!