ПРИЛОЖЕНИЕ 4
МОДЕЛЬ: СОЧЕТАЮЩИЕСЯ ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ РАЗЛИЧИЯ В УПРАВЛЕНИИ КОЛЛЕКЦИЯМИ СОРТОВ
ПРИМЕР: РОДИТЕЛЬСКИЕ ЛИНИИ У КУКУРУЗЫ
Подготовлен экспертами из Франции
1. Описание
1.1 Главная особенность процесса исключения общеизвестных сортов до их выращивания в полевом испытании на ООС - это порог для того, чтобы решить, какие сорта можно благополучно исключить (то есть, которые являются отличимыми на основании описаний), может быть набор с соответствующим пределом безопасности, потому что исключаемые сорта не будут включены в полевое испытание. Этот порог с соответствующим пределом безопасности называют порогом "Отличие плюс", что означает, что различия между сортом-кандидатом и сортами "отличными плюс" являются достаточно надежными для принятия решения без прямого сравнения в полевом испытании.
1.2 Цель этого примера состоит в том, чтобы разработать эффективный инструмент, основанный на комбинации фенотипических и молекулярных различий для идентификации в пределах сортовой коллекции тех сортов, которые должны сравниваться с сортами-кандидатами (см. Рисунок 1), чтобы улучшить отбор сортов "отличных плюс" и таким образом сократить рабочую нагрузку, не уменьшая качества испытаний. Проблема состоит в том, чтобы разработать безопасную систему, которая:
(a) отбирает только сорта, похожие на сорта-кандидаты; а так же
(b) ограничивает риск не отобрать сорт из сортовой коллекции, который должен быть сравнен в поле, особенно, когда есть большая или дорогая сортовая коллекция.
|
|
|
|
|
|
|
1.3 Предыстория разработки новой системы:
(a) Исследования, сделанные по молекулярным различиям у кукурузы при испытании на ООС и на предмет происхождения по существу, которые показали родство между сортами (см. документы BMT/3/6 "Оценка молекулярных генетических различий у кукурузы или ООС и Протоколы по происхождению по существу: Оптимизация информации и новые подходы сходства" и документ BMT/3/6 Add..)
(b) Эксперимент, проведенный GEVES по набору родительских линий кукурузы, которые показали, что есть связь между оценкой отличимости экспертами (общая оценка) и молекулярными различиями, вычисляемыми по молекулярным данным коротких тандемных повторений (SSR) (см. Рисунок 2).
1.4 Компоненты системы
1.4.1 GAIA различие
Компонент GAIA различия вычисляется программным обеспечением GAIA, разработанным GEVES. GAIA различие – это различие, наблюдаемое по фенотипическим признакам, где каждое различие соответствует расстоянию согласно надежности признака, особенно относительно его изменчивости и его восприимчивости к окружающей среде. Больший размер различия и большая надежность признака соответствуют большему расстоянию (различию) GAIA. Включаются только различия, которые равны или больше минимального различия, требуемого для каждого отдельного признака.
1.4.2 Молекулярное расстояние
Компонент молекулярного расстояния вычисляется по различиям, наблюдаемым по набору маркеров. Можно использовать различные типы молекулярных маркеров и расстояний. В случае исследования, сделанного во Франции по кукурузе, использовались 60 маркеров SSR и расстояния Роджера. Важно, что использовалось достаточное количество маркеров с хорошим распределением на хромосомах. Тип маркеров, влияние числа маркеров и распределение маркеров нужно рассматривать в соответствии с интересующими видами.
1.4.3 До объединения этих двух компонентов, на наборе пар сортов должна быть сделана оценка связи между молекулярным расстоянием и общей оценкой отличия группой специалистов. В случае с кукурузой эта оценка была сделана на следующей базе:
Материал: 504 пары сортов, испытываемые параллельно с молекулярными маркерами
Планирование полевого испытания: пара сортов, выращиваемых рядом
(1 делянка = 2 ряда из 15 растений)
Визуальная оценка экспертами по кукурузе:
Шкала схожести:
1. два сорта похожи, или очень близки
3. два сорта отличны, но близки
5. сравнение было полезно, но сорта явно отличимы
7. сравнения следовало избежать, потому что сорта очень разные
9 сравнения следовало избежать, потому что сорта полностью отличаются
(примечания "даже" не используются в шкале)
В случае с кукурузой эта оценка показала, что никакие родительские линии с молекулярным расстоянием больше чем 0.15, не считаются похожими или очень близкими по методу экспериментальной оценки на ООС (см. Рисунок 2).
|
|
|
|
|
|
На основании этого результата комбинация морфологических и молекулярных различий предлагает возможность установить схему решения следующим образом (см. Рисунок 3):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4.5 Все пары сортов с GAIA расстоянием, равным, или больше 6, и все сорта с GAIA расстоянием от 2 до 6, плюс молекулярное расстояние, равное, или больше 0.2, декларируются как "Отличные плюс".
1.4.6 Эта схема показывает, что родительских линий должно наблюдаться в поле меньше по сравнению с ситуацией, где используется самостоятельно только GAIA расстояние 6.
1.4.7 Надежность этой системы была изучена с различными GAIA и молекулярными расстояниями.
2. Преимущества и ограничения
2.1 Преимущества
(a) Улучшение управления сортовыми коллекциями с меньшим количеством сортов, нуждающихся в сравнениях, проводимыми в поле;
(b) Использование морфологических и молекулярных расстояний (различий) с порогами, определяемыми ООС экспертами. GAIA был также калиброван против оценок ООС экспертов при разработке GEVES (компетентный орган Франции);
(c) Использование молекулярных данных, которые являются не восприимчивыми к окружающей среде; набор маркеров и лабораторный протокол хорошо определяются;
(d) Использование только фенотипических признаков с хорошей надежностью и возможностью использовать описания, поступающие из различных источников при тесном сотрудничестве (база данных по кукурузе, которая была разработана в сотрудничестве между собой Германии, Франции, Испании и CPVO - хороший пример иллюстрации ценности этого подхода с сортовыми коллекциями, которыми обменивались между собой различные компетентные органы);
(e) Электрофоретические признаки могут также быть заменены; и
(f) Нет влияния недостатка однородности в молекулярных профилях, если используется достаточное количество маркеров, а число вариантов низко. В случае с родительскими линиями кукурузы, уровень молекулярной однородности высок, но возможны проблемы у некоторых других культур.
2.2 Ограничения
(a) Не эффективен, или мало эффективен для видов с синтетическими сортами или популяциями;
(b) Необходимость наличия достаточно хороших ДНК маркеров и достаточно хороших фенотипических признаков с низкой восприимчивостью к окружающей среде; а также
(c) Предварительная работа с калибровкой (градуировкой) по сравнению с ООС экспертной оценкой на отличимость.
[Конец Приложения 4 и документа]
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
