Abstract

Background: Although the use of heterosis is one of the most significant achievements of agriculture, the genetic mechanisms of this phenomenon still remain unclear. Development of numerous molecular tools stimulated efforts to determine the prognostic criteria for selection of best parental combinations. In result of studying the relationship between heterosis in F1 and genetic divergence of the parents, the prospects of utilizing DNA markers have not been persuasively established due to inconsistent findings. Materials and methods: Molecular-genetic data have been used to predict heterosis in F1 hybrids of tomato. Estimates of the genetic dissimilarity of parents for all pair-wise combinations of testcross (4 × 6) were performed based on patterns of 11 SSR informative markers (PIC 0.28-0.85). The general (GCA) and specific (SCA) combining ability of line, mid-parent heterosis (MPH) and high-parent heterosis (HPH) of F1 were assessed. Relationship between GD, MPH and HPH were calculated by correlation analysis. Result: The level of total SSR divergence of the parental lines was significantly associated with heterosis and SCA (sij) for fruit weight and fruit number per plant. Notably, the highest values of MPH and HPH were obtained in the most divergent pair-wise combinations. Lowest negative values of heterosis were observed in the F1 progeny from the least divergent lines. But the main group of F1 progeny demonstrates wide variation of heterosis due to SSR GD have low prognostic potential. Conclusion: Estimation of GDs may be useful for predicting promising combinations, but has limitations, since only a part of F1 heterotic advantage may be explained by the genetic divergence of its parents. Probably for understanding and manipulating heterosis the genetic divergence must be dissected to select “positive” markers, i. e. those that allow identifying the part of heterogeneity associated with the expression of heterosis in F1.

Highlights

  • Гетерозис, или гибридная мощность, является одним из наиболее значимых феноменов генетики

  • Гетерозис связан с гетерозиготностью и выражает совокупный эффект действия многих динамически изменяющихся во времени факторов на различных уровнях, который приводит к формированию гетеротического ответа в F1

  • Cho Y.-I. et al (2004) показали, что прогностическая модель может быть улучшена за счет селективного комбинирования аллелей

Read more

Summary

Материалы и методы

Проводили изучение 10 линий томата различного эколого-географического происхождения, отличающихся по морфологическим признакам, элементам продуктивности, скороспелости, устойчивости к заболеваниям. Анализ комбинационной способности родительских линий выполнен согласно Comstock, Robinson (1948). Относительный гипотетический гетерозис (ГГ) рассчитывали как превышение значения признака F1 над средним значением обеих родительских линий, истинный (ИГ) — как превышение F1 над лучшим родителем. При проведении молекулярно-генетических исследований ДНК выделяли из листьев сеянцев в 3‐кратной повторности при помощи DNA Purification Kit (K0512) производства Fermentas. Разделение флуоресцентно-меченых SSR-фрагментов выполнено на автоматическом секвенаторе Applied Biosystems Genetic Analyzer 3500 (США) в трис-боратном буфере. Полученные данные анализировали с помощью пакета прикладных программ GeneMapper Software Version 4.1. Анализ ДНК полиморфизма включал составление бинарных матриц, в которых отмечали присутствие (1) или отсутствие (0) фрагментов с одинаковой молекулярной массой. Кластеризацию экспериментального материала осуществляли методом UPGMA с использованием программного пакета Treeconw Оценка связи генетической дивергенции родительских форм с эффектом гетерозиса F1 и константой специфической комбинационной способности осуществлена на основе подсчёта парных корреляций

Результаты и обсуждение
Число аллелей
Причина вариации
Ошибка средней
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call