A kajszi önmeddőségét meghatározó S-allél-rendszer molekuláris háttere

Dolgozatomban a kajszi (Prunus armeniaca L.) termekenyulesi viszonyait iranyito S-lokusz atfogo molekularis szintű vizsgalatat vegeztem el. Eredmenyeim az alabbiakban foglalhatok ossze: Nem egyensulyi izoelektromos fokuszalasi protokollokat adaptaltunk es uj protokollokat (NEpHGE I-III) dolgoztunk ki, melyekkel 12 kajszifajta teljes es 11 fajta reszleges S-genotipusat tudtuk meghatarozni. Meghataroztuk 16 kulonboző S-allel altal kodolt ribonukleaz (S-RN-az) enzim izoelektromos pontjat. Kimutattuk, hogy a cseresznye konzervativ regiokra tervezett, az 1. intronregiot amplifikalo PCR-primerekkel 16 allel kozul 10, a 2. intronregiot amplifikalokkal 11 allel kimutatasara van lehetőseg. Ez a kozel 70 %-os hatekonysag jol tukrozi, hogy a Prunoideae alcsalad fajainak S-RN-azt kodolo DNS-szekvenciai nagymertekben konzervativak. Egy, 22 Prunus faj S-RN-az szekvenciaja alapjan tervezett degeneralt primerparral a kilenc, NEpHGE es cseresznyeprimerek alapjan azonositott allelon (S8–S16) kivul tovabbi 4 uj allel (S17–S20) azonositasa valt lehetőve tizennegy orszagbol, 4 okofoldrajzi csoportbol szarmazo 74 kajszi genotipusban. A 13 korabban nem ismert S- ribonukleaz gen jellemző intronmereteit meghataroztuk. A vizsgalt fajtakban az S8-allel 19, az S2-allel 12, az S1-allel 4, az S9-allel 4, az S13-allel 3, az S10-, S11- es S20-allelok 2-2, az S12- es S14-19-allelok egy-egy fajtaban fordultak elő. Elsőkent alkalmaztuk kajszi S-genotipusok meghatarozasara az 1. intronregiot amplifikalo, fluoreszcens primerekkel kapott fragmentumok automata szekvenatorral vegzett pontos meretmeghatarozasat. Het S-RN-az allel (SC; S8; S9; S11; S13; S15; S16) cDNS-et, tovabba hat allel (SC; S8; S9; S11; S13; S20) első intronregiojat, illetve nyolc allel (S9; S10; S12; S13; S15; S17; S18; S20) masodik intronregiojat klonoztuk es DNS-szekvenciajukat meghataroztuk. A szekvenciakat benyujtottuk az NCBI nemzetkozi adatbazisba. Mas Prunus S-RN-az, Maloideae S-RN-az, un. nem S-specifikus RN-az es egy gomba T2-tipusu RN-az szekvenciak hasznalataval filogenetikai analizist vegeztunk, mely tovabb igazolta a Prunoideae es Maloideae alcsaladok S-RN-azainak kulonbozőseget es Rosaceae allelok transz-specifikus evoluciojat. Meghataroztuk 51 gazdasagilag jelentős fajta es ertekes nemesitesi alapanyagkent hasznalt hibrid, ezen belul a Magyarkajszi (SCS8) es Orias fajtacsoportok (S8S9) teljes S-genotipusat. Molekularis es termekenyulesi vizsgalatokkal tisztaztuk 21 ismeretlen vagy vitatott termekenyulesi fenotipusu fajta ontermekenyulesi kepesseget, tovabba 19 fajta teljes es 2 fajta reszleges S-allel-osszetetelet. Vizsgalataink eredmenyeit a szakirodalmi adatokkal osszesitve elkeszitettuk a kajszifajtak kolcsonos termekenyulesi viszonyait szemleltető tablazatot, mely 67 fajtat sorol 3 inter-inkompatibilitasi csoportba illetve az univerzalis pollenadok csoportjaba. Munkank jelentős eredmenye, hogy az első inkompatibilitasi csoportot ket fajtaval bővitettuk, tovabba a regebbről ismert ket inkompatibilitasi csoport mellett meghataroztunk egy uj (III.) inkompatibilitasi csoportot, mely ket fajtabol all. Ez a fajtatablazat genetikai informacios adatbazisakent kozvetlen segitseget adhat onmeddő fajtakbol letesitendő ultetvenyek tervezesehez es a keresztezeses nemesites szulővonalainak kivalasztasahoz. Iranyitott tesztkeresztezest kovető gyumolcskotődesi es pollentomlő-novekedesi vizsgalatokkal es molekularis modszerekkel ketseget kizaroan igazoltuk, hogy a kajszifajtak ontermekenyuleset a pollenkomponensgenben bekovetkezett inszercios mutacio okozza. A vilagon elsőkent izolaltuk es jellemeztuk az ontermekenyulesert felelős allel (SFB8) nem mutans, funkciokepes valtozatat magyar fajtakbol. A kajszi pollenkomponensgenjet amplifikalo konszenzus primereket terveztunk (AprSFB-F1/R), melyek konnyen es gyorsan alkalmazhato, ugyanakkor megbizhato rutineljarast kinalnak a nemesitők szamara az ontermekenyulő hibridek korai szelekciojara. Raadasul a primerek a homo- es heteroziota genotipusok kimutatasat is lehetőve teszik. Az altalunk tervezett primerek hasznalhatosagat 35 fajta S-genotipus-vizsgalataval tamasztottuk ala, melyek kozul 32 fajta pontos genotipusanak meghatarozasa csak e primerekkel volt lehetseges. Szamos, kulonboző eredetű kajszifajta vizsgalata reven azt a hipotezist fogalmaztuk meg, hogy a faj kulturevoluciojanak egyik legjelentősebb esemenye, az ontermekenyulesi kepesseg kialakulasa valahol a kozep-azsiai regio kornyeken kovetkezhetett be. Vizsgalataink kimutattak, hogy Eurazsiaban nyugatrol keleti iranyban haladva egyre novekvő alleldiverzitas tapasztalhato, mely legnagyobb erteket a kozep-azsiai tersegben, illetve Kinaban, a kajszi gencentrumaban eri el. Kimutathato volt tovabba, hogy a kozep-azsiai genforrasbol meritő nemesitesi programok (pl. Magyarorszag, USA) segithetnek a korlatozott variabilitasu europai kajszifajtakor valtozekonysaganak noveleseben. Az onmeddő genotipusok megjelenesere azonban szamitani kell, igy dolgozatom eredmenyei es a kidolgozott technikak a jovőben egyre fontosabba valhatnak a termesztők es nemesitők szamara.