A köles (Panicum miliaceum) SSR- és ISSR szekvencia-stabilitása a 4. és 15. századi régészeti leletektől a mai fajtákig

A középkori (Budai Vár, 15. századi feltárás) és 4. századi (Mongólia) régészeti leletekből feltárt köles (Panicum miliaceum; 2n=4×=36) magmintákból ősDNS-t izoláltunk. A teljes genom felszaporításával (WGA – whole genome amplification) nagy mennyiségű ősDNS-t állítottunk elő. Az ősDNS szakaszok szelektív felszaporításával (AFLP – amplified fragment length polymorphism) meghatároztuk az ősDNS degradációjának mértékét, a 4. századi mintában azonosított 2 (1.2%) AFLP (MseCAA–EcoAGT) fragmentum kimutatásával (98.8% degradáció), szemben a 15. századi 158 (40%) (60% degradáció), illetve a „Topáz” mai fajtában kimutatott 264 fragmentum azonosításával (100%). Az AFLP szelektív primer-párok közül az EcoAGT–Mse-CAA volt a leghatékonyabb. Nyolc AFLP fragmentum klónozásával és szekvenálásával 2529 nt ősDNS-t azonosítottunk. Az ismétlődő DNS szakaszok közötti DNS vizsgálata során (ISSR – inter simple sequence repeats) a kilenc primerből hét primer, valamint ezek kombinációival 22 ISSR szakaszon (lokuszon) összesen 341 ISSR allélt azonosítottunk a mai fajtákban és a középkori mintában. Az allélek szekvencia adatai teljes azonosságot mutattak a mai fajtákban és a középkori mintában. A felszaporított ősDNS minták restrikciós endonukleázzal történő emésztése (CAPs – cleaved amplified polymorphic sequence) során hat enzimet alkalmaztunk (TaqI, BsuRI, HinfI, MboI, AluI és RsaI) a mitokondrium (mtDNS) 1117 bp hosszúságú 5S-18S rDNS szakaszának elemzésére. Az ALF-SSR allélek szekvencia elemzésében négy génhez kapcsolt ismétlődő DNS szakaszt elemeztünk az sh1 (shrunken1); gln4 (glutamine synthetase4); rps15 (ribosomal proteinS15); rps 28 (rps28 ribosomal protein S28) génekben, összesen 810 nt szekvencia meghatározásával. Egyetlen nukleotid-változást (SNP – single nucleotide polymorphism) mutattunk ki a 15. századi mintában az rps28 DNS szakaszban. A morfológiai fajtarekonstrukcióban a középkori minta egy ősi típusú, terpedt bugájú fajtához (Omszkoje) mutatta a legközelebbi rokonságot. Eredményeink igazolják, az egyszikű köles genom rendkívüli stabilitását, összevetve az azonos korból feltárt kétszikű sárgadinnye genomban végbement nagymértékű mikroevolúciós változásokkal. | Seed remains of medieval millet, recovered from a 15th century layer (King’s Palace, Budapest, Hungary), showed reddish yellow grain color after rehydrating on tissue culture medium that was close to grain color of modern cultivar Omszkoje. aDNA of medieval c. millet was extracted successfully, analyzed and compared to modern common millets by ISSR, SSR, CAPS and mtDNA. Analyses of fragments and sequences revealed polymorphism at seven ISSR loci (22 alleles) and at the 5S-18S rDNA locus of mtDNA. CAPS analysis of the 5S-18S rDNA fragment revealed no SNPs in the restriction sites of six endonucleases TaqI, BsuRI, HinfI, MboI, AluI and RsaI. Sequence alignments of the restriction fragments RsaI also revealed consensus sequence in the medieval sample compared to a modern variety. Morphological characterization of twenty common millet (Panicum miliaceum L., 2n=4×=36) cultivars and landraces revealed four distinct clusters which were apparently consistent with the grain colors of black, black and brown, red, yellow, and white. In the comparative AFLP, SSR and mtDNA analysis modern millet cv. ‘Topáz’ was used. AFLP analysis revealed that extensive DNA degradation had occurred in the 4th CENT. ancient millet resulting in only 2 (1.2%) AFLP fragments (98.8% degradation), compared to the 15th CENT. medieval millet with 158 (40%) fragments (60% degradation) and modern millet cv. ‘Topáz’ with 264 fragments (100%). Eight AFLP fragments were sequenced after reamplification and cloning. Microsatellite (SSR) analysis at the nuclear gln4, sh1, rps28 and rps15 loci of the medieval DNA revealed one SNP (single nucleotide polymorphism) at the 29th position (A to G) of rps28 locus compared to modern millet. Mitochondrial (mtDNA) fragment (MboI) amplified at the 5S-18S-rDNA locus in the medieval millet showed no molecular changes compared to modern millet. The results underline the significance of survived aDNA extraction and analysis of excavated seeds for comparative analysis and molecular reconstruction of ancient and extinct plant genotypes. An attempted phenotype reconstruction indicated that medieval common millet showed the closest morphological similarity to modern millet cultivar Omszkoje

Morfológiai diverzitás sárgadinnyében (Cucumis melo); egy középkori típus fajtarekonstrukciója

47 mai sárgadinnye tájfajta illetve fajta morfológiai diverzitás vizsgálatát végeztük el 23 fenotípusos bélyeg alapján, egy középkori lelet (15. sz. eleje) rekonstrukciójához, valamint az eltet 600 év során végbement mikroevolúciós folyamatok nyomonkövetésére. A vizsgálatok során felvételezett 47 mai sárgadinnye fajta kivétel nélkül besorolható volt az Európában elterjedt három fő terméstípusú csoportba: a cikkelyesen barázdás Kantalup (cantalupensis), a hálózatos-recés terméshéjú Retikulatusz (reticulatus), és a simahéjú Inodorusz (inodorus) csoportba. A párhuzamosan végzett molekuláris vizsgálatok, valamint az itt közölt morfológiai diagramm segítségével a középkori minta fajta-típusa meghatározható volt, amely egy inodorusz típusú, sima héjú, zöld húsú sárgadinnye lehetett, átmeneti formával a „Hógolyó” és a „Kősárga” tájfajta között. | Morphological diversity of melon (Cucumis melo); phenotype reconstruction of a medieval sample. Morphological diversity among 47 melon (Cucumis melo) cultivars and landraces from Hungarian germplasm collection (ABI, Tápiószele) were analyzed with an ultimate aim to characterize morphologically cv. Hógolyó, which showed the closest genetic similarity to a medieval melon recovered from the 15th century. Cultivars based on fruit morphology were grouped into the three main types of melon as reticulatus, cantalupensis and inodorus. Cluster analysis (by SPSS-11) based on 23 morphological (quantitative and qualitative) traits recorded revealed an extreme diversity among accessions, nevertheless cultivars were clustered into main melon clusters with only two exceptions of inodorus type cv. Zimovka J. and Afghanistan. Cultivars Sweet ananas and Ezüst ananász; and two Hungarian landraces Kisteleki and Nagycserkeszi showed close similarity. Cultivars Hógolyó and Túrkeve of inodorus type were also grouped in one cluster, which provide insight into the morphological reconstruction of the medieval melon recovered from the 15th century. These results also indicate that old Hungarian landraces could be re-introduced into breeding programs for broadening genetic base of melon