MARKERY MOLEKULARNE W BADANIACH GENETYCZNYCH RODZAJU LUPINUS

摘要

Obserwowany w ostatnich latach wzrost zainteresowań naukowych iubinami jest zwiazany z dostrzezeniem ich wielostronnych, cennych zalet agronomicznych i biologicznych Wykorzystanie istniejacego bogactwa form w rodzaju Lupinus dla ulepszania gatunkówuprawnych jest ograniczone z powodu barier cytogenetycznych, powstaiych w toku ewolucji. Dla zwiekszenia efektywnosci programów hodowlanych i ulepszenia odmian upraw-nyh niezbadne jest stworzenie odpowiednich podstaw genetycznych, Bardzo przydatne w hodowli sa markery genetyczne, sprzezone z cechami uzytkowymi. Badanie segregacji takich markerów uiatwia selekcje materiaiów mieszańcowych i moze byc wskaznikiem niespodziewanych eliminacji partii genomu. Celem podjetych badań byia ocena zakresu zmiennosci izoenzymatycznej i markerów RAPD w róznych gatunkach iubinów i wykorzystanie uzyskanych ta droga informacji do charakterystyki genotypów w chemotaksonomii oraz w dyskusji hipotez na temat filogenezy rodzaju Lupinus, Wykryta zmiennosc markerów molekularnych daia podstawe do konstrukcji pierwszej mapy sprzezeń genomu Lupinus. Badania zmiennosci izoenzymatycznej prowadzono w trzech odrebnych doswiadczeniach, technika elektroforezy w zelu skrobiowym. Analizowano fenotypy dwudziestu szesciu systemów enzymatycznych. W pierwszej fazie badań testowano linie reprezentujace 4 gatunki europejskich iubinów giadkonasiennych (L. albus, L. angustifolius, L. hispanicus i L, luteus) oraz jedyny gatunek uprawny iubinów Nowego swiata — L. mutabilis. W ramach tych badań przeprowadzono genetyczna charakterystyke niektórych fenotypów enzymatycznych i ustalono wewnatrzkomórkowa lokalizacje izo-enzymów za pomoca analizy izoenzymów z izolowanych chloroplastów oraz z pyiku kwiatowego. Obserwacja liczby aktywnych loci izoenzymatycznych wykazaia stosunkowo duzy stopień duplikacji loci enzymatycznych, co sugeruje poliploidaine pochodzenie genomu Lupinus, Wykryte znaczne róznice liczby loci izoenzymatycznych w badanych gatunkach sa wynikiem utraty w róznym stopniu aktywnosci zduplikowanych loci w diugo trwajacym procesie ewolucji poliploidalnych przodków rodzaju Lupinus. W drugiej fazie badań przeprowadzono porównanie zmiennosci liczby loci izoenzymatycznych w gatunkach pochodzacych w Nowego i Starego swiata (10 gatunków Starego swiata, 14 gatunków póinocnoamerykańskich i l gatunek poiudniowoamerykański). Wyniki tych badań posiuzyiy do dyskusji nad pokrewieństwem pomiedzy grupami systematycznymi iubinów i filogeneza rodzaju Lupinus. Porównanie fenotypów izoenzymatycznych potwierdza dotychczasowy podziai iubinów Starego swiata na grupy iubinów giadkonasiennych i szorstkonasiennych. Giadkonasienny gatunek L. micranthus wykazai podobieństwo w niektórych systemach enzymatycznych do grupyiubinów szorstkonasiennych, co moze byc wynikiem introgresji pomiedzy obu grupami lub odbiciem istnienia form posrednich. Gatunki iubinów Starego swiata tworza odrebna grupe w porównaniu z gatunkami Nowego swiata. Otrzymane wyniki skianiaja do przyjecia hipotezy o dwuliniowym modelu ewolucji rodzaju Lupinus z centrum poiudniowoamerykańskiego. Dwie linie ewolucyjne iubinów powstaiy na skutek rozejscia sie piyt kontynentalnych poiudniowoamerykańskiej i afrykańskiej ponad 70 milionów lat temu, Znaczne róznice genetyczne iubinów Starego i Nowego swiata sa efektem diugiego okresu niezaleznej ewolucji obu linii. Trzecia czesc badań zmiennosci izoenzymatycznej dotyczyia porównania fenotypów elektrofor etycznych dzikich gatunków iubinów Staregoswiata z nowo znaleziona forma iubinu L, anatolicus. Wykazaio ono znaczna odrebnosc izoenzymatycznaL. anatolicus od pozostaiych gatunków iubinów, Otrzymane rezultaty badań w powiazaniu z wynikami innych badań chemicznych i obserwacjami róznic morfologicznych upowazniaja do stwierdzenia gatunkowej odrebnosci nowej formy iubinu. Niedostatek markerów morfologicznych, jak równiez zbyt niski poziom zmiennosci allozymów byi dotychczas przeszkoda w postepie prac nad genetyczna struktura genomu iubinu.Z tego wzgl