Opis predmeta
Genetski molekularni markerji so dedni polimorfizmi, ki so povezani s spremembami v DNA zaporedju in jih lahko odkrijemo in določimo v eni ali več populacijah preiskovanih organizmov. So nedvoumno izborno orodje moderne genetike in omogočajo študije pomembnih vprašanj populacijske genetike, ekološke genetike in evolucije. Tehnologije naslednjih generacij določevanja nukleotidnih zaporedij (NGS) povzročajo revolucionarne spremembe v genetskih analizah. Trenutno se večina NGS pristopov uporablja za sekvenciranje individualnih genomov, vendar se zaradi znatne globine sekvenciranja podatki lahko aplicirajo tudi na področju molekulskih markerjev. Posebno so atraktivni za uporabo npr. v populacijskih analizah nemodelnih organizmov.
Pri predmetu bomo študentom predstavili naslednje vsebine:
a) Kratke osnove trenutno uporabnih NGS prisopov in vpliv NGS na tehnologije genetskih markerjev (primerjave s tradicionalnimi molekulskimi markerji).
b) Odkrivanje NGS molekularnih markerjev in trenutne genotipizacijske metode (sekvenciranje zmanjšanega vzorca kot sta metodi knjižnice zmanjšanih vzorcev – RRL in zmanjšaje kompleksnosti polimorfnih zaporedij – CroPS; RAD-seq oz. z restrikcijskimi mesti povezani DNA markerji; genotipiozacija z nizko pokritostjo, ki vključuje genotipizacijo s sekvenciranjem (GBS) in hkratno hitro genotipizacijo (MSG)).
c) Načrtovanje eksperimentov pridobivanja markerjev naslednjih generacij (cilji, dostopnost referenčnega genoma, pričakovan nivo polimorfizma, izbira restrikcijskih encimov, adapterji, PCR pomnoževanje, združevanje osebkov ali hkratna analiza, izzivi).
d) Izzivi analize podatkov (pristopi, programska oprema)
e) Nadaljni razvoj področja.
f) Izbrani literaturni primeri uporabe.
Cilji in kompetence
Osnovni izobraževalni cilj predmeta je predstaviti študentom metode in pristope, ki se uporabljajo na področju naslednjih generacij molekulskih markerjev s poudarkom na nemodelnih organizmih.
Metode poučevanja in učenja
Učenje se izvaja v obliki predavanj, v obliki seminarja in s konzultacijami.
Predvideni študijski rezultati
Znanje in razumevanje:
Študent osvoji trenutna znanja, ki se tičejo razvoja in uporabe molekulskih markerjev, ki temeljijo na NGS pristopih.
Osvojene vsebine so dobra osnova za reševanje raziskovalnih problemov iz različnih področij uporabe molekulskih markerjev.
Reference nosilca
Štajner Nataša
1. ŠTAJNER, Nataša, TOMIĆ, Lidija, IVANIŠEVIĆ, Dragoslav, KORAĆ, Nada, JOVANOVIĆ CVETKOVIĆ, Tatjana, BELESKI, Klime, ANGELOVA, Elizabeta, MARAŠ, Vesna, JAVORNIK, Branka. Microsatellite inferred genetic diversity and structure of Western Balkan grapevines (Vitis vinifera L.). Tree genetics & genomes, ISSN 1614-2942, 2013, vol. 10, iss. 1, str. 127-140. http://dx.doi.org/10.1007/s11295-013-0670-4, doi: 10.1007/s11295-013-0670-4. [COBISS.SI-ID 7753593]
2. ŠTAJNER, Nataša, JAKŠE, Jernej, JAVORNIK, Branka, MASUELLI, R. W., MARTÍNEZ, L. E. Highly variable AFLP and S-SAP markers for the identification of 'Malbec' and 'Syrah' clones. Vitis, ISSN 0042-7500, 2009, letn. 48, no. 3, str. 145-150. [COBISS.SI-ID 6051961]
3. TOMIĆ, Lidija, ŠTAJNER, Nataša, JOVANOVIĆ CVETKOVIĆ, Tatjana, CVETKOVIĆ, Miljan, JAVORNIK, Branka. Collection and genetic characterization of Vitis vinifera 'Žilavka' by microsatellites and AFLP markers. Acta agriculturae Slovenica, ISSN 1581-9175. [Tiskana izd.], 2012, letn. 99, št. 2, str. 143-150. http://aas.bf.uni-lj.si/september2012/04tomic.pdf, doi: 10.2478/v10014-012-0014-3. [COBISS.SI-ID 7304569]
4. TOMIĆ, Lidija, ŠTAJNER, Nataša, JOVANOVIĆ-CVETKOVIĆ, Tatjana, CVETKOVIĆ, Miljan, JAVORNIK, Branka. Identity and genetic relatedness of Bosnia and Herzegovina grapevine germplasm. Scientia horticulturae, ISSN 0304-4238. [Print ed.], 2012, vol. 143, str. 122-126. http://dx.doi.org/10.1016/j.scienta.2012.05.023. [COBISS.SI-ID 7172473]
5. ŠTAJNER, Nataša, RUSJAN, Denis, KOROŠEC-KORUZA, Zora, JAVORNIK, Branka. Genetic characterization of old Slovenian grapevine varieties of Vitis vinifera L. by microsatellite genotyping. American journal of enology and viticulture, ISSN 0002-9254. [Print ed.], 2011, vol. 62, issue 2, str. 250-255, doi: 10.5344/ajev.2011.10011. [COBISS.SI-ID 6646649]
6. ŠTAJNER, Nataša, ANGELOVA, Elizabeta, BOZINOVIĆ, Zvonimir, PETKOV, Mihail, JAVORNIK, Branka. Microsatelite marker analysis of Macedonian grapevines (Vitis vinifera L.) compared to Bulgarian and Greek cultivars. Journal international des sciences de la vigne et du vin, ISSN 1151-0285, 2009, vol. 43, no. 1, str. 29-34. [COBISS.SI-ID 5951609]
Temeljni viri in literatura
Izbrana poglavja iz sledečih knjg:
1) Molecular Markers in Plants. Robert J. Henry (Editor). ISBN: 978-1-118-47299-6. 216 pages.
September 2012, Wiley-Blackwell
2) Tag-based Next Generation Sequencing. Matthias Harbers (Editor), Guenter Kahl (Editor) ISBN: 978-3-527-32819-2. 608 pages. December 2011, Wiley-Blackwell
3) Relevantni članki (Relevant articles)
Revijalni članki s področja, tekoča periodika in druga učna gradiva.
Bodi na tekočem
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana