A kajszi- és mandula genetikai diverzitásának és termékenyülésének jellemzése, a magyar fajták eredetének molekuláris vizsgálata = Genetic diversity and self-(in)compatibility in apricot and almond and molecular analysis of the origin of Hungarian cultivars

A kutatás két jelentős gyümölcsfaj termékenyülésének és genetikai variabilitásának vizsgálatát célozta a magyar és a jelentősebb termőterületeken fellelhető genotípusok markerezésével. Eredményeink igazolták, hogy a kajszi genetikai és fenotípusos variabilitása a feltételezett kínai géncentrumtól távolodva egyre csökken, ami a mandula genetikai variabilitására nem jellemző. Az S-allélok azonosítása igazolta, hogy hazánk török megszállása alatt a Törökországból Magyarországra került genotípusok jelentős mértékben hozzájárultak a mai magyar fajták kialakulásához, ugyanakkor a recens magyar és török kajszifajták között nincs közvetlenül kimutatható kapcsolat. A kajszi öntermékenyülését okozó mutáció Törökország déli-délkeleti területén következhetett be. Igazoltuk az észak-afrikai kajszi iráni-kaukázusi eredetét, ugyanakkor öntermékenyülő fenotípusát. Egy új öntermékenyülő allél kialakulásához vezető transzpozíciós eseményt is azonosítottunk. Konkrét példákon mutattuk be az alapító hatás, földrajzi izoláció és a modern nemesítési programok genetikai variabilitásra gyakorolt negatív hatását, és igazoltuk az öntermékenyülés kialakulásának meghatározó jelentőségét a variabilitás leszűkülésében. A kertészeti alapkutatás szempontjából fontos tudományos eredményeink mellett mindkét faj esetében számos, a nemesítés és termesztés gyakorlatában közvetlenül felhasználható eredményt értünk el, melyek alkalmazása ténylegesen megkezdődött hazai és külföldi nemesítési programokban. | This project aimed to study the self-incompatibility and genetic variability of two important fruit species, apricot and almond. Accessions grown in Hungary and other regions were investigated and compared. Our results clarified that apricot shows the highest genetic and phenotypic variability in its putative gene centre in China, but it decreases steadily all along the dissemination routs of this species. However, the genetic variability of almond is in general practically unchanged. S-genotyping efforts confirmed that Turkish apricot germplasm contributed considerably in the development of several desirable Hungarian cultivars but no direct relationship could be detected among current Hungarian and Turkish cultivars. Results suggest that the mutation rendering apricot self-compatible might have occurred somewhere in south-east Turkey. We confirmed the Irano-Caucasian origin and self-compatible phenotype of North African apricots. We characterized an unknown allele for self-compatibility induced by a specific transposon. We have shown that founder effect, geographic isolation and modern breeding programs negatively affect genetic variability and proved that the emergence of self-compatibility has a crucial role in loss of genetic diversity. Our scientific achievements are equally important from both basic and applied aspects. The application of results has been started in several Hungarian and foreign breeding programs

DNA-based S-genotyping of Japanese plum and pluot cultivars to clarify incompatibility relationships

Diploid japanese plum (Prunus salicina Lindl.) cultivars are commonly self-incompatible. To date, 14 incompatibility alleles (S-alleles) have been identified and labeled with alphabetical (S-a-S-n) and 5 with numeric codes (S-1, S-3-S-6). We applied polymerase chain reaction amplification of the S-RNase alleles with degenerate and allele-specific primers in 10 japanese plum cultivars and two pluots of unknown incompatibility alleles. Besides DNA sequencing, an additional method for the exact length determination of the first intron region was used for the first time for S-genotype japanese plums. The S-3-allele was shown to correspond to S-k in the alphabetic nomenclature, S-4 to S-c, S-5 to S-e, and S-6 to S-f. The S-5-allele-specific primer can be used as a reliable marker for self-compatibility in japanese plum. 'Black Amber', 'October Sun', 'TC Sun', and 'Super Giant' share the SbSc genotype, which was confirmed by test crosses. These cultivars belong to the widest incompatibility group currently known in japanese plum. An additional incompatibility group (ScSh) was established, including 'Green Sun' and 'Queen Rosa', a cultivar formerly known as a universal donor. By incorporating all previous and recent results, a table was assembled including 49 cultivars assigned to I-VII incompatibility groups, to the self-compatible group and to the group O of unique genotypes. These data may considerably contribute to further growing and breeding activities

Molecular analysis of S-haplotypes in peach, a self-compatible Prunus species

The most commercially grown peach [Prunus persica (L.) Batsch.] cultivars do not require cross-pollination for reasonable fruit set; however, self-incompatibility is a well-known feature within the Prunoideae subfamily. Isoelectric focusing and native polyacrylamide gel electrophoresis of S-ribonucleases; PCR analyses of S-RNase and S-haplotype-specific F-box genes as well as DNA sequencing were carried out to survey the self- (in)compatibility allele pool and to uncover the nature of self-compatibility in peach. From 25 cultivars and hybrids with considerable diversity in phenotype and origin, only two S-haplotypes were detected. Allele identity could be checked by exact length determination of the PCR-amplified fragments and/or partial sequencing of the peach S-1-, S-2-, and Prunus davidiana (Carr.) Franch. S-1 RNases. S-RNases of peach were detected to possess ribonuclease activity, and a single nucleotide polymorphism in the S,-RNase was shown, which represents a synonymous substitution and does not change the amino acid present at the position in the protein. A 700-bp fragment of the peach SFB gene was PCR-amplified, which is similar to the fragment size of functional Prunus L. SFBs. All data obtained in this study may support the contribution of genes outside the S-locus to the self-compatible phenotype of peaches

A kajszi önmeddőségét meghatározó S-allél-rendszer molekuláris háttere

Dolgozatomban a kajszi (Prunus armeniaca L.) termékenyülési viszonyait irányító S-lókusz átfogó molekuláris szintű vizsgálatát végeztem el. Eredményeim az alábbiakban foglalhatók össze: Nem egyensúlyi izoelektromos fókuszálási protokollokat adaptáltunk és új protokollokat (NEpHGE I-III) dolgoztunk ki, melyekkel 12 kajszifajta teljes és 11 fajta részleges S-genotípusát tudtuk meghatározni. Meghatároztuk 16 különböző S-allél által kódolt ribonukleáz (S-RN-áz) enzim izoelektromos pontját. Kimutattuk, hogy a cseresznye konzervatív régiókra tervezett, az 1. intronrégiót amplifikáló PCR-primerekkel 16 allél közül 10, a 2. intronrégiót amplifikálókkal 11 allél kimutatására van lehetőség. Ez a közel 70 %-os hatékonyság jól tükrözi, hogy a Prunoideae alcsalád fajainak S-RN-ázt kódoló DNS-szekvenciái nagymértékben konzervatívak. Egy, 22 Prunus faj S-RN-áz szekvenciája alapján tervezett degenerált primerpárral a kilenc, NEpHGE és cseresznyeprimerek alapján azonosított allélon (S8–S16) kívül további 4 új allél (S17–S20) azonosítása vált lehetővé tizennégy országból, 4 ökoföldrajzi csoportból származó 74 kajszi genotípusban. A 13 korábban nem ismert S- ribonukleáz gén jellemző intronméreteit meghatároztuk. A vizsgált fajtákban az S8-allél 19, az S2-allél 12, az S1-allél 4, az S9-allél 4, az S13-allél 3, az S10-, S11- és S20-allélok 2-2, az S12- és S14-19-allélok egy-egy fajtában fordultak elő. Elsőként alkalmaztuk kajszi S-genotípusok meghatározására az 1. intronrégiót amplifikáló, fluoreszcens primerekkel kapott fragmentumok automata szekvenátorral végzett pontos méretmeghatározását. Hét S-RN-áz allél (SC; S8; S9; S11; S13; S15; S16) cDNS-ét, továbbá hat allél (SC; S8; S9; S11; S13; S20) első intronrégióját, illetve nyolc allél (S9; S10; S12; S13; S15; S17; S18; S20) második intronrégióját klónoztuk és DNS-szekvenciájukat meghatároztuk. A szekvenciákat benyújtottuk az NCBI nemzetközi adatbázisba. Más Prunus S-RN-áz, Maloideae S-RN-áz, ún. nem S-specifikus RN-áz és egy gomba T2-típusú RN-áz szekvenciák használatával filogenetikai analízist végeztünk, mely tovább igazolta a Prunoideae és Maloideae alcsaládok S-RN-ázainak különbözőségét és Rosaceae allélok transz-specifikus evolúcióját. Meghatároztuk 51 gazdaságilag jelentős fajta és értékes nemesítési alapanyagként használt hibrid, ezen belül a Magyarkajszi (SCS8) és Óriás fajtacsoportok (S8S9) teljes S-genotípusát. Molekuláris és termékenyülési vizsgálatokkal tisztáztuk 21 ismeretlen vagy vitatott termékenyülési fenotípusú fajta öntermékenyülési képességét, továbbá 19 fajta teljes és 2 fajta részleges S-allél-összetételét. Vizsgálataink eredményeit a szakirodalmi adatokkal összesítve elkészítettük a kajszifajták kölcsönös termékenyülési viszonyait szemléltető táblázatot, mely 67 fajtát sorol 3 inter-inkompatibilitási csoportba illetve az univerzális pollenadók csoportjába. Munkánk jelentős eredménye, hogy az első inkompatibilitási csoportot két fajtával bővítettük, továbbá a régebbről ismert két inkompatibilitási csoport mellett meghatároztunk egy új (III.) inkompatibilitási csoportot, mely két fajtából áll. Ez a fajtatáblázat genetikai információs adatbázisaként közvetlen segítséget adhat önmeddő fajtákból létesítendő ültetvények tervezéséhez és a keresztezéses nemesítés szülővonalainak kiválasztásához. Irányított tesztkeresztezést követő gyümölcskötődési és pollentömlő-növekedési vizsgálatokkal és molekuláris módszerekkel kétséget kizáróan igazoltuk, hogy a kajszifajták öntermékenyülését a pollenkomponensgénben bekövetkezett inszerciós mutáció okozza. A világon elsőként izoláltuk és jellemeztük az öntermékenyülésért felelős allél (SFB8) nem mutáns, funkcióképes változatát magyar fajtákból. A kajszi pollenkomponensgénjét amplifikáló konszenzus primereket terveztünk (AprSFB-F1/R), melyek könnyen és gyorsan alkalmazható, ugyanakkor megbízható rutineljárást kínálnak a nemesítők számára az öntermékenyülő hibridek korai szelekciójára. Ráadásul a primerek a homo- és heterozióta genotípusok kimutatását is lehetővé teszik. Az általunk tervezett primerek használhatóságát 35 fajta S-genotípus-vizsgálatával támasztottuk alá, melyek közül 32 fajta pontos genotípusának meghatározása csak e primerekkel volt lehetséges. Számos, különböző eredetű kajszifajta vizsgálata révén azt a hipotézist fogalmaztuk meg, hogy a faj kultúrevolúciójának egyik legjelentősebb eseménye, az öntermékenyülési képesség kialakulása valahol a közép-ázsiai régió környékén következhetett be. Vizsgálataink kimutatták, hogy Eurázsiában nyugatról keleti irányban haladva egyre növekvő alléldiverzitás tapasztalható, mely legnagyobb értékét a közép-ázsiai térségben, illetve Kínában, a kajszi géncentrumában éri el. Kimutatható volt továbbá, hogy a közép-ázsiai génforrásból merítő nemesítési programok (pl. Magyarország, USA) segíthetnek a korlátozott variabilitású európai kajszifajtakör változékonyságának növelésében. Az önmeddő genotípusok megjelenésére azonban számítani kell, így dolgozatom eredményei és a kidolgozott technikák a jövőben egyre fontosabbá válhatnak a termesztők és nemesítők számára

Posztszocialista jóllét és területi egyenlőtlenség a Kárpát-medencében = Post-socialist well-being and spatial inequalities in the Carpathian Basin

A tanulmány a Kárpát-medence térségeinek a társadalmi jólléttel összefüggő problémáit és területi egyenlőtlenségeit elemzi, részben társadalomstatisztikai módszerekkel, részben a kapcsolódó szakirodalom segítségével: országos és regionális léptékben, mégpedig hét magyar, négy szlovák, három román, egy szerb, egy ukrán, valamint a nyugati modellekkel való összehasonlítás szempontjának a biztosítása miatt egy osztrák NUTS 2 szintű régió eseteiben. A megalapozó kutatás a társadalmi jóllét stiglitzi dimenzióiból kiindulva néhány lényeges társadalmi jellegű mutatót vizsgál: a jövedelmet, az anyagi deprivációs szinteket, a szegénységi kockázatokat, az iskolázottságot, a munkanélküliséget, az egészséget, emellett a GDP és néhány társadalmi mutató kapcsolatát, valamint a térbeli társadalmi egyenlőtlenségeket. Az eredményeket rangsorolja, tipizálja, egyszersmind keresi a különböző régiók közötti hasonlóságokat és a különbségeket is

Molecular background of self-incompatibility in apricot

Prunus species show gametophytic self-incompatibility, a trait encoded by a single multiallelic locus, termed S-locus. The S-gene products in styles are pistil ribonucleases, while the pollen component is an F-box protein suggesting that the ubiquitin-mediated protein degradation system has a pivotal role in self/non-self recognition. Using non-equilibrium pH gradient electrophocusing and PCR analysis with several S-gene specific degenerate primer pairs allowed to identify nine new alleles in apricot. Their schematic structure was determined and confirmed to be different from the previously described alleles. Monitoring of different self-(in)compatibility alleles were also successful using a combination of the two techniques. Preliminary results for the molecular background of fruit set behaviour in apricot are discussed