Проекты

Анализ сортов томатов по устойчивости к вирусу томатной мозаики

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Агротехнологии. Селекция и семеноводство» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биотехнология, Биоинженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1409
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2020 года

Актуальность

В последние годы всё большее распространение в разных регионах России приобретают вирусные заболевания сельскохозяйственных культур, среди которых особую опасность представляет вирус мозаики томата – РНК-содержащий вирус, один из самых распространённых вирусов семейства паслёновых. Вирус легко переносится на сельскохозяйственной технике, имеет широкий круг хозяев, включающий многие сельскохозяйственные культуры и сорные растения, растительные остатки также могут стать причиной заражения. Наиболее эффективным способом, позволяющим снизить вредоносность заболевания, является использование устойчивых к нему сортов томата.

Широкое внедрение в производство сортов и гибридов, в которых есть ген устойчивости к вирусу томатной мозаики, даёт возможность сдерживать распространённость и вредоносность данного патогена на томатах. Для идентификации аллелей этого гена успешно применяются методы молекулярно-генетического анализа.

Цель

Проанализировать сортообразцы томата на устойчивость к вирусу мозаики

Задачи

1. Охарактеризовать вирус мозаики томата и его вредоносность

2. Проанализировать научную литературу по проблеме устойчивости томата к вирусу мозаики

3. Освоить молекулярно-генетические методы анализа растительного материала

4. Дать характеристику исследуемых образцов по аллелям гена Tm-2

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Центрифуга
  • Амплификатор
  • Термостат
  • Трансиллюминатор
  • Форезная камера

Описание

Для анализа сортообразцов томата культурного в данном исследовании были использованы стандартные методики, применяемые в молекулярной биологии (гелевый электрофорез, ПЦР), оптимизированные для исследования.

Этап 1. Выделение ДНК

Чтобы проанализировать ДНК томатов на предмет устойчивости, необходимо для начала выделить её. В качестве объектов изучения были взяты 16 селекционных образцов культурного томата Solanum lycopersium.

Этап 2. Полимеразная цепная реакция

ПЦР (полимеразная цепная реакция) – экспериментальный метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов ДНК в биологическом материале.

Программа ПЦР (Termal Cycler Bio-Rad T100):

1) денатурация – 95  ͦС 5 мин.

35 циклов:

2) денатурация – 95 ͦС 20 сек.

3) отжиг праймеров – 61 ͦС 30сек.

4) элонгация – 40 сек.

5) элонгация – 2 мин.

6) хранение – 4  ͦС ∞

Этап 3. Электрофорез

Электрофорез ДНК в агарозном геле аналитический метод, применяемый для разделения фрагментов ДНК по длине. Основан на разной скорости движения фрагментов различной длины при движении в геле под действием внешнего электрического поля.

Электрофореграммы по итогам анализа изучаемых сортообразцов

Результаты работы/выводы

В ходе выполнения исследования освоены молекулярно-генетические методы анализа растительного материала.

Среди изученных 16 селекционных образцов выявили 4 гомозиготных устойчивых (Тm-22Тm-22) и 6 гетерозиготных устойчивых образцов (Тm-22tm22), остальные образцы идентифицированы как неустойчивые к вирусу мозаики томата.

Перспективы использования результатов работы    

По данным, полученным в ходе исследования, возможно дальнейшее выведение (методом гибридизации) полностью устойчивых сортов для использования в сельском хозяйстве.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ФГБНУ ВНИИСБ

Мнение автора

«Я думаю, что подобные проекты очень помогают школьникам определиться с выбором дальнейшей сферы деятельности. Это прекрасная возможность понять, что тебе нравится, что нужно, и в целом представить свою работу и будущую жизнь»