Aplikace průtokové cytometrie ve šlechtění rostlin J.Janeček; R.Čapka Průtoková cytometrie je díky rychlosti, přesnosti a ceně velmi progresivní a perspektivní metoda, velice dobře uplatnitelná a již používaná ve šlechtění rostlin. Na příkladu pícnin a některých zemědělských plodin, které byly naší laboratoří analyzovány, je cytometrie vhodná ve šlechtění rostlin pro: I. novošlechtění II. udržovací šlechtění III. množení osiv a semenářství Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

1.studium genových zdrojů Novošlechtění: 1.studium genových zdrojů určování velikosti jaderného genomu a počtu chromozomů u kulturních a planých druhů (Agrostis, Poa Trifolium, Malus, Medicago, Musa..) Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

Tabulka na určování druhů dle délky prap Tabulka na určování druhů dle délky prap. listu a obsahu DNA dle BONOS et al. (2002)  korelace mezi obsahem 2C DNA a délkou proporc. listu je 0,98, měrěno po odkvětu ! Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

1.studium genových zdrojů Novošlechtění: 1.studium genových zdrojů určování velikosti jaderného genomu a počtu chromozomů u kulturních a nekulturních příbuzných druhů téhož rodu (Agrostis, Poa Trifolium, Malus, Medicago, Musa..) určování složení jaderného genomu, určování pohlaví u některých dvoudomých rostlin (chmel, kiwi, rakytník, konopí..), určování typu a míry apomixie (jahodník, lipnice, třezalka..) 2.hybridizace mezidruhová hybridizace s nestejným počtem chromozomů výchozích komponent (jetel, vojtěška, jílky… mezirodová hybridizace mezi druhy různých, ponejvíce příbuzných rodů ( Festulolium, Raphanobrassica, triticale, ...) Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

graf1.:Festulolium, BC; matka 63 ch. typ F. arundinacea, štěpení potomstva po volném sprášení Počet rostlin = 17; 1rostlina = 5,9 % Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

graf2.:Festulolium, BC; matka 28 ch. festucoidní, sterilní prašníky štěpení potomstva po volném sprášení Počet rostlin = 6; 1rostlina = 16,7 % Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

graf3.:Festulolium, BC; matka 28 ch. festucoidní, sterilní prašníky štěpení potomstva po volném sprášení Počet rostlin = 6; 1rostlina = 16,7 % Počet rostlin = 9; 1rostlina = 11,1 % Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

Počet rostlin = 6; 1rostlina = 16,7 % P: Jm 14 x Kr 42 7 x 21 F1: JmKr 28 graf4.:Festulolium, jílek mnohokvětý 14 ch. x Kostřava rákosovitá 42 ch Počet rostlin = 6; 1rostlina = 16,7 % Počet rostlin = 9; 1rostlina = 11,1 % Počet rostlin = 38; 1rostlina = 2,6 % Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

3.polyploidní šlechtění Novošlechtění: 3.polyploidní šlechtění využití analýzy ploidie zahrnuje: genomové mutace vyhledávání haploidních, diploidních , triploidních a polyploidních rostlin kontrola výchozích, obvykle diploidních druhů kontrola stability ploidie, detekce aneuploidů identifikace indukovaných polyploidů a kontrola účinnosti postupu, kontrola indukce haploidie vyhledávání rostlin s novými úrovněmi ploidie adice, substituce, tvorba nulosomiků , mono-, di- a trisomických linií u zejména druhů s nizkým počtem chromozomů ale relativně vysokým obsahem DNA Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

Novošlechtění: 4. apomixie stanovení typu reprodukčního cyklu na základě analýzy semenných potostev (lipnice, třezalka...) stanovení míry uniformity v potomstvech sexuálních matek po křížení s apomiktickými otci a vyhledávání vhodných kmenů pro tvorbu odrůd (lipnice luční) Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

Množení osiv a semenářství: Udržovací šlechtění: kontrola vegetativně množených sádí, podnoží, klonových matek.. (máta 2n nebo 4n, jadodník, podnože ovoc. dřevin....) kontrola čistoty linií a výroby liniových hybridů, CMS linií (zeleniny, ..) kontrola kmenových matek (trávy,….) Množení osiv a semenářství: kontrola množitelských porostů z hlediska pravosti a odrůdové čistoty (u polyploidů a hybridů) kontrola osiv z hlediska pravosti a odrůdové čistoty (u polyploidů a hybridů), výskyt karantenních plevelů, záměny osiva, příměsí tetraploidů v diploidech a naopak (jílky, jetele..) Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

FC - stanovení podílu di- a tetraploidů ve směsném vzorku s předem stanoveným jejich poměrem na základě srovnání „area indexu“ píků. Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz

Hlavní výhody stanovení počtu chromozomů, úrovně ploidie a detekce hybridů pomocí průtokové cytometrie: Snadnost, rychlost a přesnost (během jednoho dne je možno analyzovat až několik set vzorků), je možno použít i zmražený materiál, k analýze není třeba dělících se buněk a stačí velmi malé množství prakticky jakéhokoliv pletiva (list,stonek, kořen, kalus, petaly, sepaly, semena - není G2) Relativně nízké pořizovací náklady a velmi nízké provozní náklady a přijatelná cena analýz velkých serií Analyzuje se velké množství buněk a je možné detekovat i subpopulace mixoploidních a aneuploidních buněk) , navíc metoda je nedestruktivní (indukce polyploidie). Liší li se výchozí druhy obsahem jaderné DNA, lze detekovat nejen jejich hybridy a jejich potomstva za podmínky, že hybridy mají jiný obsahem jaderné DNA ve srovnání s výchozími druhy (Festulolia mohou mít i vyšší počet chromozomů než vyšší rodič). Průtoková cytometrie umožňuje analyzovat velké množství rostlin v rané fázi růstu. Obsah jaderné DNA ve fázi G1 odpovídá počtu chromozomů. Nově vyvinutý postup pro analýzu semen (MATZK et al. ) dovoluje stanovit výše uvedené možnosti také u osiva (počet chromozomů,. ploidii, typ reprod. cyklu…. (všude, kde je vice úrovní ploidie, Poa pratensis) Šlechtitelská Stanice Hladké Životice s.r.o. Fulnecká 95, 742 47 Hladké Životice; www.pbhz.cz