Βασικές συλλογές σε φυτά:Ένας τρόπος βελτιστοποίησης των γενετικών πόρων. Τα εσπεριδοειδή ως περίπτωση μελέτης για οπωροφόρα δέντρα
Τράπεζες γερμαπλασμάτων (ex situ διατήρηση σε περίπτωση ανθεκτικών σπόρων) διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στην προστασία και διατήρηση της γενετικής ποικιλότητας οποιασδήποτε καλλιέργειας και αποτελούν τις πηγές για την απόκτηση νέων ποικιλιών. Αυτές οι συλλογές πρέπει να χαρακτηρίζονται καλά για τη σωστή διατήρησή τους και τη διαθεσιμότητά τους να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία για ερευνητές και κτηνοτρόφους. Όταν μια τράπεζα γενετικού υλικού είναι τεράστια, οδηγεί σε δυσκολίες χειρισμού, χώρου, κόστους κ.λπ.
Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα οπωροφόρα δέντρα που έχουν ανθεκτικούς σπόρους και πρέπει να διατηρούνται ως ζωντανά φυτά. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να βρεθεί μια υποσυλλογή μειωμένου μεγέθους, που να διατηρεί τη γενετική ποικιλότητα ολόκληρης της τράπεζας με τον ελάχιστο δυνατό αριθμό προσχωρήσεων, η οποία ονομάζεται core συλλογή (CC). Αυτά τα CC επιτρέπουν τη μελέτη οποιουδήποτε χαρακτήρα ενδιαφέροντος και ακόμη και τη διεξαγωγή μελετών γενετικής συσχέτισης.
Τα εσπεριδοειδή είναι μια από τις σημαντικότερες καλλιέργειες φρούτων παγκοσμίως. Αποτελείται από τέσσερα βασικά taxa, το pummelo, το citron, το papeda και τα μανταρίνια. Η ομάδα κηπευτικών μανταρινιών (Citrus reticulata ) έχει υψηλή μεταβλητότητα και ανάμειξη μεταξύ γονοτύπων που έχουν εμπλακεί στη γένεση αυθόρμητων μεσοειδικών υβριδίων που καλλιεργούνται σήμερα, συμπεριλαμβανομένου του γλυκού πορτοκαλιού, του ξινού πορτοκαλιού, της κλημεντίνης και άλλων. Συνολικά 167 γονότυποι από δύο από τις πιο σημαντικές συλλογές εσπεριδοειδών (IVIA, Ισπανία, INRA/CIRAD, Γαλλία) χαρακτηρίστηκαν με μοριακούς δείκτες (SSR, Indel και SNPs) και φαινοτυποποιήθηκαν χρησιμοποιώντας 18 περιγραφείς IPGRI (International Plant Genetic Resources Institute). .
Σε αυτή τη μελέτη, πολλά πακέτα λογισμικού (DARWin, PowerMarker και MSTRAT) και μέθοδοι (υποδέντρο μέγιστου μήκους, στρατηγική M, προσομοίωση ανόπτησης και MinSD) συγκρίθηκαν για να ορίσουν ένα CC μανταρινιού, με δύο διαφορετικούς στόχους:τη διατήρηση της μέγιστης μεταβλητότητας με χαμηλότερο αριθμό δειγμάτων και για να επιτραπούν μελέτες γενετικής συσχέτισης (χαμηλής αξίας και ταχεία διάσπαση της ανισορροπίας σύνδεσης (LD)). Οι κύριες παράμετροι που ελέγχθηκαν ήταν η γενετική μεταβλητότητα (Ho και He) της αρχικής συλλογής, το επίπεδο της LD και η διατήρηση της φαινοτυπικής ποικιλότητας, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την επικύρωση των CC που ελήφθησαν.
Η συνάρτηση Max length subtree (ML) από το λογισμικό DARWin φάνηκε να είναι η καταλληλότερη μέθοδος για τη δημιουργία ενός CC στα μανταρίνια. Διατήρησε το 96,82% του αλληλικού πλούτου με μόνο 30 προσαρτήσεις, που αντιπροσωπεύουν το 17,96% του μεγέθους της αρχικής συλλογής. Επιπλέον, δεν αύξησε την τιμή LD (r τιμή) της αρχικής συλλογής και διατήρησε τη συντριπτική πλειοψηφία της φαινοτυπικής μεταβλητότητας, επομένως θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για μελέτες που εστιάζονται σε οικονομικά σημαντικά χαρακτηριστικά (αντοχή σε ασθένειες και παράσιτα ή παραμέτρους ποιότητας καρπού). /P>
Ωστόσο, ένα CC με 70 προσαρτήσεις θα ήταν πιο χρήσιμο για μελέτες γενετικής συσχέτισης. Καθώς η μέθοδος δειγματοληψίας MLsubtree ήταν κατάλληλη για τα εσπεριδοειδή, θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε άλλα είδη για να διευκολυνθεί η αποτελεσματική διαχείριση των γενετικών πόρων. Τέλος, κάθε CC θα πρέπει να αναθεωρείται περιοδικά, καθώς άλλοι ενδιαφέροντες γονότυποι ή ακόμα και νέοι μοριακοί δείκτες θα μπορούσαν να συμπεριληφθούν στα επιλεγμένα υποσύνολα προκειμένου να γίνει το CC πιο δυναμικό.
Η μελέτη, Συγκριτική ανάλυση των μεθόδων δειγματοληψίας πυρήνων συλλογής για το βλαστό μανταρίνι με βάση μοριακά και φαινοτυπικά δεδομένα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Annals of Applied Biology .
