Χαρακτηρισμός του γενετικού υλικού γαρδένιας και μελέτη της γήρανσης των ανθέων της

Abstract

In the first part of this doctorate dissertation thesis the genetic diversity of the ‘Greek Gardenia’ or ‘Pelion Gardenia’ was evaluated, by using RAPD molecular markers. The genetic diversity was evaluated in 21 clonal samples of gardenia, which were subjected to PCR by using 11 RAPD molecular markers. All samples were compared with cv. Kimberly (control). In total, 81 bands were amplified (52 were polymorphic) with 11 being exclusive for some samples. Comparing the band patterns, it was found that ‘Greek Gardenia’ is a genetically uniform variety, with low genetic variation and this probably resulted from a clone which was used as mother plant from a nursery and thereafter it was propagated in a large scale. In the second part it was studied the molecular mechanism of flower petal senescence via de novo transcriptome deep sequencing, assembly and annotation, by using ‘Next Generation Sequencing Technologies – Illumina HiSeqTM 2000’. In order to study the molecular mechanism of the gardenia flower senescence, de novo trancriptome deep sequencing was performed for every stage of the petals senescence. In total, 102.263 contigs were grouped in 57.503 unigenes, while a significant number of SSR sequences were found. In addition, sequential comparisons for each flower stage were performed in order to find the differentially expressed unigenes during flower senescence and also the differentially expressed unigenes encoding transcription factors. It was found that the families of WRKY, bHLH, AP2/EREBP and ARF’s transcription factors were the most abundant. Finally, KEGG pathways revealed many elements of the ethylene signaling pathway.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αξιολογήθηκε πρώτα η γενετική παραλλακτικότητα της «Ελληνικής Γαρδένιας» ή αλλιώς «Γαρδένιας Πηλίου» και στη συνέχεια μελετήθηκε η γήρανση των ανθέων της σε μοριακό επίπεδο. Στο πρώτο μέρος διερευνάται η γενετική παραλλακτικότητα της γαρδένιας που καλλιεργείται στα φυτώρια του Συνεταιρισμού Παραγωγών Γαρδένιας του Ν. Μαγνησίας, κάνοντας χρήση των μοριακών δεικτών RAPD. Για τις ανάγκες του μοριακού χαρακτηρισμού χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 21 κλωνικά δείγματα, τα οποία αξιολογήθηκαν κάνοντας χρήση 11 RAPD μοριακών δεικτών. Όλα τα δείγματα συγκρίθηκαν με την ποικιλία γαρδένιας Kimberly, η οποία χρησιμοποιήθηκε ως μάρτυρας. Συνολικά σχηματίστηκαν 81 ζώνες (από τις οποίες οι 52 ήταν πολυμορφικές), ενώ οι 11 ήταν αποκλειστικές για κάποια δείγματα. Από τη σύγκριση του προτύπου των ζωνών προέκυψε πως η «Ελληνική Γαρδένια» είναι μια ποικιλία με συμπαγή γενετικό υπόβαθρο και χαμηλή γενετική παραλλακτικότητα που πιθανώς προέκυψε από έναν κλώνο που χρησιμοποιήθηκε ως μητρικό υλικό από κάποιο φυτώριο και στη συνέχεια πολλαπλασιάστηκε μαζικά. Στο δεύτερο μέρος διερευνάται ο μοριακός μηχανισμός της γήρανσης των πετάλων του άνθους της γαρδένιας μέσω της de novo αλληλούχησης και επισημείωσης του μεταγραφήματός τους, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Αλληλούχησης Νέας Γενιάς Illumina HiSeqTM 2000. Για τη μελέτη του μοριακού μηχανισμού της γήρανσης των ανθέων της πραγματοποιήθηκε de novo ανάλυση του μεταγραφήματος των πετάλων για κάθε ένα από τα τέσσερα αναπτυξιακά στάδια του άνθους της γαρδένιας. Βρέθηκαν συνολικά 102.263 contigs που σχημάτισαν 57.503 unigenes, ενώ βρέθηκε και ένας μεγάλος αριθμός SSR. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αξιολογήθηκε πρώτα η γενετική παραλλακτικότητα της «Ελληνικής Γαρδένιας» ή αλλιώς «Γαρδένιας Πηλίου» και στη συνέχεια μελετήθηκε η γήρανση των ανθέων της σε μοριακό επίπεδο. Στο πρώτο μέρος διερευνάται η γενετική παραλλακτικότητα της γαρδένιας που καλλιεργείται στα φυτώρια του Συνεταιρισμού Παραγωγών Γαρδένιας του Ν. Μαγνησίας, κάνοντας χρήση των μοριακών δεικτών RAPD. Για τις ανάγκες του μοριακού χαρακτηρισμού χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 21 κλωνικά δείγματα, τα οποία αξιολογήθηκαν κάνοντας χρήση 11 RAPD μοριακών δεικτών. Όλα τα δείγματα συγκρίθηκαν με την ποικιλία γαρδένιας Kimberly, η οποία χρησιμοποιήθηκε ως μάρτυρας. Συνολικά σχηματίστηκαν 81 ζώνες (από τις οποίες οι 52 ήταν πολυμορφικές), ενώ οι 11 ήταν αποκλειστικές για κάποια δείγματα. Από τη σύγκριση του προτύπου των ζωνών προέκυψε πως η «Ελληνική Γαρδένια» είναι μια ποικιλία με συμπαγή γενετικό υπόβαθρο και χαμηλή γενετική παραλλακτικότητα που πιθανώς προέκυψε από έναν κλώνο που χρησιμοποιήθηκε ως μητρικό υλικό από κάποιο φυτώριο και στη συνέχεια πολλαπλασιάστηκε μαζικά. Στο δεύτερο μέρος διερευνάται ο μοριακός μηχανισμός της γήρανσης των πετάλων του άνθους της γαρδένιας μέσω της de novo αλληλούχησης και επισημείωσης του μεταγραφήματός τους, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Αλληλούχησης Νέας Γενιάς Illumina HiSeqTM 2000. Για τη μελέτη του μοριακού μηχανισμού της γήρανσης των ανθέων της πραγματοποιήθηκε de novo ανάλυση του μεταγραφήματος των πετάλων για κάθε ένα από τα τέσσερα αναπτυξιακά στάδια του άνθους της γαρδένιας. Βρέθηκαν συνολικά 102.263 contigs που σχημάτισαν 57.503 unigenes, ενώ βρέθηκε και ένας μεγάλος αριθμός SSR.