Γενετική χαρτογράφηση στο κυπαρίσσι (Cupressus sempervirens L.)
Authors: Αβραμίδου Ευαγγελία 
Published: September 2021

Το κυπαρίσσι (Cupressus sempervirens L.) αποτελεί σημαντικό είδος της Μεσογειακής χλωρίδας και αποτελεί ένα από τα κύρια είδη των ευαίσθητων μεσογειακών οικοσυστημάτων που παρουσιάζει ευρεία αντοχή σε αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες. Απαντάται σε δύο κύριες μορφές λόγω της ιδιαιτερότητας της μορφής της κόμης που παρουσιάζει: την οριζοντιόκλαδη (Cupressus sempervirens var. horizontalis) και την ορθόκλαδη μορφή (Cupressus sempervirens var. pyramidalis). Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάστηκε στη λεπτομερή χαρτογράφηση του γονιδιώματος του κυπαρισσιού. Με τη χρήση 24 f-AFLP και οκτώ f-SSR εκκινητών προέκυψαν 1332 γονιδιακές θέσεις εκ των οποίων οι 1260 ήταν πολυμορφικές. Δημιουργήθηκαν τέσσερεις γενετικοί χάρτες με χρήση χαρτογραφικής οικογένειας που προήλθε από ελεγχόμενη διασταύρωση ενός οριζοντιόκλαδου θηλυκού και ενός ορθόκλαδου αρσενικού γονέα και αποτελούνταν από 382 απογόνους. Ο χάρτης πλαισίου της οριζοντιόκλαδης ποικιλίας (μητρικός) περιελάμβανε έξι ομάδες σύνδεσης συνολικού μήκους 818.58 cM και ο αντίστοιχος της ορθόκλαδης ποικιλίας (πατρικός) πέντε ομάδες σύνδεσης συνολικού μήκους γονιδιώματος 560.33 cM. Ο ενιαίος χάρτης πλαισίου που δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας τις γονιδιακές θέσεις f-AFLP με αναλογία διαχωρισμού 1:1 και τις f-SSR γονιδιακές θέσεις, αποτελείται από 11 ομάδες σύνδεσης συνολικού μήκους 1278.74 cM. Προσθέτοντας τις f-AFLP γονιδιακές θέσεις με αναλογία διαχωρισμού 3:1 το συνολικό μήκος του ολοκληρωμένου χάρτη ήταν 2.374,41 cM. Επιπρόσθετα με τη μέθοδο χαρτογράφησης διαστημάτων βρέθηκε ένα QTL που είναι συνδεδεμένο με μια f-AFLP γονιδιακή θέση στο 11ο χρωμόσωμα και σχετίζεται στατιστικά σημαντικά (LOD=3.30) με τη μορφή της κόμης. Ο δείκτης αυτός ενδέχεται να αποτελέσει μοριακό δείκτη πρώιμης επιλογής για τη μορφή της κόμης, μπορεί δηλαδή να εφαρμοστεί η υποβοηθούμενη από γονίδια σημάνσεως επιλογή (MAS) και η διερεύνηση ύπαρξης αντίστοιχων QTL σε άλλα είδη. Επιπλέον ανιχνεύθηκαν δύο QTLs με ασθενέστερη σύνδεση σε δείκτες f-AFLP στο 3ο και 11ο χρωμόσωμα για τα ποσοτικό γνώρισμα του ύψους (LOD= 1.65 και LOD=1.63, 0.001&lt;p&lt;0.004). Το έλκος του κυπαρισσιού προκαλείται από το μύκητα Seiridium cardinale και είναι μια από τις πιο καταστρεπτικές ασθένειες για την οικογένεια των Cupressaceae. Η αντοχή της χαρτογραφικής οικογένειας στο μύκητα εξετάστηκε χρησιμοποιώντας την τεχνική του εμβολιασμού με τον μύκητα. Μετά την πάροδο έξι μηνών καταγράφηκαν τα ποσοστά ανθεκτικών, μερικώς ανθεκτικών και ευαίσθητων στο μύκητα ατόμων που ήταν 22.64%, 70.94% και 6.42% αντίστοιχα. Στην περαιτέρω διερεύνηση, μέσω γενετικής χαρτογράφησης QTL βρέθηκαν δύο QTL ασθενώς συνδεδεμένα με δύο δείκτες f-AFLP, με τιμές LOD=1.78 (0.01&lt;p&lt;0.04) και LOD=1.48 (0.01&lt;p&lt;0.04) στo 10ο και στο 3ο χρωμόσωμα αντίστοιχα. Σημαντικό ήταν επίσης το γεγονός ότι βρέθηκε ένας γενότυπος που παρουσίασε 100% ανθεκτικότητα στο μύκητα Seiridium cardinale. Πραγματοποιήθηκε επίσης βελτιστοποίηση in-vitro πρωτοκόλλου (συνδυασμό MS και SH πρωτοκόλλων), η οποία προσφέρει τη δυνατότητα αγενούς αναπαραγωγής του ανθεκτικού κλώνου με δυνατότητα μαζικής φύτευσης του σε περιοχές της Ελλάδας με σοβαρά προβλήματα προσβολής. Τέλος μελετήθηκε η επιγενετική κληρονομησιμότητα στη χαρτογραφική οικογένεια του κυπαρισσιού χρησιμοποιώντας f-MSAP μοριακούς δείκτες. Χρησιμοποιώντας τέσσερις συνδυασμούς f-MSAP προέκυψαν 266 πολυμορφικές γονιδιακές θέσεις. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μέση τιμή της συνολικής μεθυλίωσης του DNA στους απογόνους (28.2%) ήταν υψηλότερη από τη μέση τιμή των γονικών τύπων. Επίσης βρέθηκε υψηλότερη μητρική κληρονομησιμότητα της μεθυλίωσης του DNA (5.65%) έναντι της πατρικής (3.01%). Η πιστή Μενδελική κληρονομησιμότητα μεθυλιωμένων θέσεων παρουσιάστηκε σε ένα μικρό ποσοστό (4.29%). Βρέθηκε ένα μεγάλο ποσοστό de novo μεθυλίωσης (19.65%) στους απογόνους σε σχέση με τους γονικούς τύπους.