Προσδιορισμός της γενετικής ποικιλομορφίας και διαχωρισμός ζυγωτικών από νουκελλικά σπορόφυτα εσπεριδοειδών με την χρήση δεικτών AFLP.

Abstract

Χρησιμοποιήσαμε μοριακούς δείκτες πολυμορφισμού μήκους ενισχυμένων τμημάτων DNA (AFLP) για να εκτιμήσουμε τις γενετικές σχέσεις ανάμεσα σε δεκατέσσερα είδη εσπεριδοειδών και των διασταυρώσεών τους οι οποίες δημιουργήθηκαν και διατηρούνται στο Ινστιτούτο Υποτροπικών Φυτών και Ελιάς (Εθνικού Ιδρύματος Αγροτικής Έρευνας) στα Χανιά (βελτιωτής, Δρ Ευτύχιος Πρωτοπαπαδάκης). Επίσης εκτιμήσαμε την αποτελεσματικότητα της ίδιας τεχνικής για τον διαχωρισμό των νουκελλικών από τα ζυγωτικά σπορόφυτα που προήλθαν από τις παραπάνω διασταυρώσεις. Για τους προσδιορισμούς αυτούς χρησιμοποιήσαμε δύο συνδυασμούς εκκινητών οι οποίοι μας αποκάλυψαν 97 συνολικούς τόπους από τους οποίους οι 56 ήταν πολυμορφικοί. Τα άτομα που χρησιμοποιήθηκαν σ' αυτή την εργασία τα χωρίσαμε σε δύο ομάδες. Στην πρώτη ομάδα σαν μητρικό φυτό χρησιμοποιήθηκε η Νεραντζιά (Citrus aurantium) για όλες τις διασταυρώσεις ενώ στην δεύτερη ομάδα σαν πατρικό φυτό χρησιμοποιήθηκε η Νεραντζιά (Citrus aurantium) ενώ σαν μητρικά το Citrumelo. Σε γενικές γραμμές η ταξινόμηση που επιτυγχάνεται με βάση την τεχνική AFLP, συμφωνεί με τη αρχική τους ταξινόμηση βάση των μορφολογικών και ισοενζυμικών χαρακτήρων τους. Πλην όμως, στα νουκελλικά σπορόφυτα, βρέθηκαν ορισμένοι τόποι AFLP που δεν προέρχονταν από κανένα γονέα. Προτείνουμε ότι αυτοί οι τόποι προκύπτουν από τον εκ νέου (de novo) ανασυνδυασμό του μητρικού γενετικού υλικού κατά την διάρκεια της νουκελλικής εμβρυογένεσης. Εάν η παραπάνω υπόθεση ευσταθεί τότε η απόμιξη στα εσπεριδοειδή λειτουργεί σαν ένας φυσικός μηχανισμός δημιουργίας νέας γενετικής παραλλακτικότητας. Έτσι φαίνεται να εξηγείται η γνωστή φαινοτυπική παραλλακτικότητα που παρατηρείται στα νουκελλικά σπορόφυτα εσπεριδοειδών στα φυτώρια. Ένα πρόσθετο πείραμα περιλάμβανε την ανάλυση του προτύπου της γονιδιωματικής αποτύπωσης μέσω της τεχνικής MSAP που την εφαρμόσαμε μόνο στα άτομα της δεύτερης ομάδας.

We used the molecular marker class of amplified fragment length polymorphism (AFLP) in order to assess the genetic relations between fourteen species of citrus as well as their F1 progeny. Crosses were realized in the past by Dr Eytychios Protopapadakis and are maintained at the Institute of Subtropical Plants and Olive in Chania, Greece (National Agricultural Research Foundation; NAGREF). In addition, we assessed the effectiveness of the AFLP markers in distinguishing nucellar from zygotic citrus siblings. For these studies we employed two primer combinations. In total, 97 scorable products were amplified of which 56 were polymorphic. Subsequently, individuals were clustered into two groups. For the first group Sour orange (Citrus aurantium) was used as maternal plant for all crosses. For the second group Sour orange (Citrus aurantium) was used as paternal plant while Citrumelo #1452 (Poncirus trifoliate X Citrus sinensis) and a local rootstock -which belongs to the group of Citrus limonomedica- served as maternal plants. To assess the genetic diversity within F1 we used nineteen individuals which were already identified as nucellar or zygotic on the basis of their morphological and isozymic characters. Overall, the classification based on the AFLP technique, is in good agreement with the initial classification based on morphological and isozymic characters. However, in nucellar seedlings, some AFLP loci were found, which did not originate from either parent. We propose then that they are the product of maternal genome recombination during nucellar embryogenesis. If this hypothesis is valid, then apomixis, in the citrus group, is another mechanism of creating de novo genetic variation. This de nove diversity may be responsible for the differences observed among nucellar seedlings. In addition, we also applied the MSAP analysis with the second group of our samples in order to determine patterns of genomic imprinting.