MAPOVÁNÍ KVANTITATIVNÍCH ZNAKŮ U KUKUŘICE

   

   O/     Kukuřice je samosprašný modelový organismus používaný k mapování molekulárních markerů
   pro identifikaci genů ovlivňujících expresi kvantitativních znaků u rostlin. Pro pokusy byla
   selektována i cizosprašná linie. Většina morfologických a reproduktivních znaků je velice
   ekonomicky zajímavých a jsou podobné znakům u dalších obilnin.

   

   O/     Pionýrské studie byly u kukuřice prováděny mezi 1970-80

   ˙        Bylo objeveno, že některé chromosomální oblasti přispívají sledovaným znakům větším
   vlivem než ostatní

   ˙        Bylo objeveno množství genetických markerů (isoenzymy) pro identifikaci a mapování
   QTL

   ˙        Byla objevena asociace mezi isoenzymovými genotypovými makrery a některými
   morfologickými a reproduktivními znaky.

   

   O/     Mapování lokusů bylo většinou prováděno na F[2] populaci a populaci rekombinovaných
   inbredních linií s charakteristikou, týkající se hlavně následujících parametrů:

   ˙        Rozměry (výška rostliny, délka palice)

   ˙        Hmotnost semen

   ˙        Sledování vegetativních a reproduktivních rostlinných částí

   ˙        Sledování morfologie rostlinného povrchu

   

   

   O/    QTL ovlivňující výnos zrn

   

   ˙        Počet objevených markerů u 40 lokusů byl 114, lokalizovaných na 9 z 10 chromosomů

   ˙        Nejlepších výsledků bylo dosaženo při křížení skupin kukuřice, které prokazovaly
   reletivně menší heterozi. Z těchto křížení byla vytvořena většina komerčně používaných hybridů

   §        v evropských podmínkách Limabest, Gaucho, Pionner, Raissa a Monalisa

   §        v USA, hlavně Iowa Stiff Stalk Synthetic (BSSS) a Lancaster

   ˙        Využitím technologie rekombinantní DNA byl popsán isoenzymový marker Amp3 na rameni
   chromosomu 5, který přispívá přinejmenším 20% fenotypové varianci. V případě maximálně možné
   eliminace environmentální variance bylo zjištěno, že lokus přispívá téměř 35% genetické
   varianci pro produkci zrn.

   ˙        Typ zrna je dán charakterem endospermu. Koňský zub (dent) rychleji uvolňuje vodu ze
   zrna a je proto vyhledáván zejména pěstiteli zrnové kukuřice. Tvrdý typ zrna (flint) uvolňuje
   vodu pomaleji (silážní typ).

   ˙        Při pokusech byly objeveny fenomeny

   §        vysoká interakce genotypu s prostředím

   §        výhodný postup při omezení superdominance genových účinků

   §        pseudosuperdominanci (blízké lokusy, ve kterých jsou alely dominantní nebo částečně
   dominantní mají vhodnější účinek vazby)

   

   O/    QTL ovlivňující výšku rostlin

   

   ˙        Bylo lokalizováno 18 oblastí ovlivňujících výšku rostlin

   ˙        Stay-green efekt znamená pomalejší dozrávání zelených částí rostlin. Hybridy s tímto
   znakem jsou obecně odolnější proti lámavosti a houbovým chorobám stébel, lépe se vyrovnávají s
   nepříznivými klimatickými podmínkami ke konci vegetace (nárazový vítr, prudký déšť) a díky
   prodlouženému období asimilace vykazují celkově vyšší obsah i kvalitu škrobu.

   ˙        Gen Dwarf3(d3) je odpovědný až za 30% kvantitativní variance výšky rostlin asociující
   s oblastí na chromosomu 9

   ˙        Odolnost k poléhání je klíčovou vlastností zejména při pěstování kukuřice na zrno.
   Ovlivňuje nejen výši výnosu, ale také kvalitu produkce.

   ˙        Další strategie pro mapování kvantitativních kandidátních genů spočívá ve sledování
   korelací a variancí u kvantitativních znaků s kandidátními geny v souvislosti s biochemickými
   nebo fyziologickými vlastnostmi

   

   O/    Mapování QTL ovlivňující rezistenci k přirozeným patogenům

   

   ˙        Některé nemoci a také resistence proti hmyzu jsou děděny monogenně. Žádný hybrid
   absolutně odolný některé z chorob nebo některému škůdci neexistuje. Je možné mluvit pouze o
   větší či menší rezistenci.

   ˙        U sedmi genomických oblastí byla nalezena signifikantní asociace s rezistencí proti
   "zavíječi kukuřičnému" (Ostrinia nubilalis) a "vrtáku zrn" (cornborer) odpovědných za 38%
   fenotypové variance

   ˙        Rezistence proti houbové chorobě šedé listové skvrny (gray leaf spot) byly mapovány
   pomocí RFLP markerů. Byl popsán jeden region na chromosomu 2. 

   ˙        Při výběru hybridu odolných vůči chorobám a škůdcům je nutné znát místní podmínky s
   ohledem na výskyt dalších chorob, hlavně sněti kukuřičné (Ustilago maydis) a severní spály
   kukuřičné (Helmintosporium turcicum).

   

   

   O/    Mapování QTL ovlivňující další znaky

   

   ˙        Fyziologické znaky

   §        Bylo popsáno šest RFLP markerů signifikantně asociujících se stresem způsobeným
   nízkou hladinou fosforu

   §        Bylo popsáno šest QTL ovlivňující 53% genetické variability vzhledem k termotoleranci

   §        Bylo popsáno devět RFLP markerů signifikantně asociujících s rezistencí proti změnám
   koncentrace CO[2

   ]§        Koncentraci proteinu a škrobu u linie Illinois ovlivňuje 22 markerových lokusů na
   všech 10 chromosomech