is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Landbúnaðarháskóli Íslands > Auðlinda- og umhverfisdeild (2017-) > Meistaraprófsritgerðir >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/32374

Titill: 
  • Titill er á ensku Earliness factors in Nordic spring barley (Hordeum vulgare L.) Detection of QTL for growth and development traits in a Golf x Tampar barley mapping population
  • Flýtiþættir í norrænum bygglínum (Hordeum vulgare L.)
Námsstig: 
  • Meistara
Höfundur: 
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Barley (Hordeum vulgare L.) is the fourth most grown cereal crop in the world and can be successfully grown in a broad range of environments. Success of cultivation in subarctic regions such as Iceland depends largely on the ability of breeders to create high yielding cultivars that are adapted to the low temperatures, short growing season and strong winds that are often prevalent in these regions. An increased understanding of the genetic factors underlying traits such as earliness of flowering, maturation and height is therefore valuable. In this study, a Golf x Tampar barley mapping population consisting of 66 double haploid (DH) and 112 single seed descent (SSD) lines was phenotyped for three years in the field, and genotyped using the iSelect 9K barley SNP chip. The main aims were to characterize the population and to detect quantitative trait loci (QTL) for growth and development traits. Thereto, phenotypic data were analysed, population structure was assessed and linkage disequilibrium (LD) decay was calculated. Both genome wide association studies (GWAS) and QTL analysis were performed to link genotypic variation to the observed phenotypic variation.
    Results showed large phenotypic variance in earliness of heading, maturity and height in the population. Year, line type, row type and line ID all significantly influenced phenotypic variation. Between-year correlation of traits was very strong for heading and moderately strong for maturity. Within-year correlation between traits was highest for heading-maturity. Analysis of population structure suggested the presence of two subgroups, containing DH and SSD lines respectively, as well as a slight partitioning based on row type, while LD decay analysis showed that LD decay was slower in DH lines than in SSD lines and varied considerably for each chromosome. Heading was predominantly affected by one major QTL in the centromeric region of chromosome 2H, for which HvCEN was the most likely candidate gene. Candidate genes for other, smaller, QTL for heading included among others HvELF3, HvFT1 and members of the CONSTANS-like family of proteins. QTL associated with heading were sometimes also associated with maturity. Some candidate genes for QTL associated with maturity but not with heading include Ppd-H1, HvCry1b and HvCO6. Most candidate genes for QTL associated with height were part of the gibberellin pathway. Most variation in row type was caused by one QTL on 2H for which Vrs-1, a known major row type gene, was the best candidate gene. Sequencing of candidate genes detected in this study, HvCEN in particular, may give insight in the

  • Bygg (Hordeum vulgare L.) er fjórða mest ræktaða kornjurtin í heiminum og sú korntegund sem þrífst við fjölbreyttustu umhverfisaðstæður og ræktunarskilyrði. Ræktun byggs á norðlægum slóðum byggir á plöntuefniviði sem kynbættur hefur verið til að þroska korn við tiltölulega lágt hitastig og stutt vaxtartímabil ásamt því að þola hvassviðri. Aukin þekking á erfðafræðilegum þáttum byggs sem stjórna blómgun, þroska og stöngulhæð er því afskaplega verðmæt fyrir ræktun byggs á jaðarsvæðum. Efniviður þessarar rannsóknar eru 178 arfhreinar bygglínur. Þessar línur eru afkomendur víxlanna sem gerðar voru milli tveggja óskyldra byggyrkja: Golf og Tampar. Línunum var skipt í tvo hópa á grundvelli þeirrar aðferðafræði sem notuð var til að ná fram arfhreinum einstaklingum: DH (e. Double haploid) og SSD (e. Single seed descent). Allar línurnar voru svipgerðagreindar í akri og arfgerðagreindar á iSelect 9K barley genaflögu. Meginmarkmið rannsóknarinnar var að lýsa svipfari bygglínanna og beita tengslagreiningu til að finna erfðamörk sem hafa áhrif á vöxt og þroska. Svipgerðargögnin voru greind tölfræðilega og arfgerðargögnin nýtt til að kanna stofngerð. Ásamt því var hnignun tengslaójafnvægis mæld. Erfðamengis-tengslagreiningu og tengslagreiningu var beitt til að meta tengsl erfabreytileika við svipgerðarbreytileika byggs.
    Mikill breytileiki reyndist vera í blómgunartíma, þroska og stráhæð á milli einstakara bygglína. Ræktunarár, uppruni línu (DH eða SSD) og axgerð voru allt þættir sem höfðu marktæk áhrif á breytileika í mældum svipgerðum. Stofngerðargreining leiddi í ljós að bygglínurnar skiptust í tvo hópa. Hópaskiptingin fylgdi uppruna línanna, þar sem bygglínur með DH uppruna aðskildust frá línum með SSD uppruna. Örlítil skipting reyndist vera á milli sexraða og tveggjaraða lína. Arfgerðagreiningar leiddu enn fremur í ljós að hnignun tengslaójafnvægis reyndist vera hraðari í línum með SSD uppruna heldur en í DH línum. Hnignun tengslaójafnvægis var jafnframt mjög breytileg milli litninga. Erfðabreytileiki innan litningasvæðis staðsettu nálægt þráðhafti á litningi 2H hafði marktæk áhrif á blómgun. Líklegt er að þessi áhrif stafi af breytileika innan HvCEN. Önnur möguleg gen sem gætu hafa haft áhrif á blómgun eru talin vera HvELF3, HvFT1 og meðlimir CONSTANS próteinfjölskyldunnar. Líkleg gen sem höfðu áhrif á þroska en ekki blómgun voru Ppd-H1, HvCry1b og HvCO6. Raðgreining gena innan litningasvæða, sem tengslagreining sýndi fram á tengsl erfða- og svipgerðarbreytileika, t.d. HvCEN, er líkleg til að gefa frekari upplýsingar um erfðafræðilega stjórnun blómgunar í byggi.

Samþykkt: 
  • 13.2.2019
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/32374


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
EarlinessFactorsInNordicSpringBarley_NaomiD.Bos_Feb2019.pdf2.82 MBOpinnPDFSkoða/Opna