Development and evaluation of expressed sequence tag-derived microsatellite markers for hop genotyping

Abstract

The use of expressed sequence tag-simple sequence repeat (EST-SSR) markers might reflect the better relationship among species or cultivars than markers previously used. The first set of 30 EST-SSR was developed in hop (Humulus lupulus L.). They represent 25 gene loci with total of 1268 EST sequences. They were used for characterization of 11 hop samples and cross-amplification in Humulus japonicus Sieb. et Zucc. The number of alleles per locus ranged from two to nine. The observed and expected heterozygosities ranged from 0.182 to 0.956 and from 0.233 to 0.775, respectively. We used EST-SSR markers for cluster analysis of hop genotypes. Dendrogram well matched with genealogical and geographical data for hop genotypes.

Methods for verifying the authenticity of hops - an effective tool against falsification

“…Unknown sequences in molecular hybridization system have also been used in Diversity Arrays Technology (DArT) method (Howard et al, 2011) but better identifi cation and determination of hop cultivars is achieved when using DNA sequence specifi c methods such as the previously mentioned STS methods in structural genes (Patzak et al, 2007;Bassil et al, 2008;Castro et al, 2008;Venger et al, 2015). Microsatellite nucleotide (di-or tri-) repeats are the most useful for molecular genetic analysis of variability and evaluation of biodiversity in different plant zeny nové molekulární markery typu jednoduchých sekvenčních repetic v exprimovaných sekvenčních úsecích (EST-SSR) (Patzak a Matoušek, 2011;Jakše et al, 2011;Koelling et al, 2012;Singh et al, 2012) a jedno-nukleotidového polymorfi smu (SNP) (Matthews et al, 2013;Yamauchi et al, 2014;Henning et al, 2015). Nedávno byla vydána studie představující efektivní markerovací systém pro genotypování a kontrolu autenticity českých odrůd chmele založe-ný na EST-SSR, který byl implementován do systému identifi kace odrůd chmele a kontroly čistoty sadbového materiálu (Patzak and Matoušek, 2013a;2013b).…”

“…Z 269 SSR, STS a EST-SSR amplifi kovaných markerů bylo pomocí programu MinimalMarker identifi kováno 15 markerů (Fujii et al, 2013), které efektivně rozliší všechny použité odrůdy, s výjimkou půvo-dem shodných genotypů Žateckého, Spaltského, Tettnangského a Nadwislavského chmele. K již dříve zmíněným tak přibyly HlGA3, HlGA29 a HlAGA7 (Jakše et al, 2002;Štajner et al 2005) z SSR markerů, NDBP (Patzak et al, 2007) z STS a EST-SSR markery ESTGA5 (Patzak a Matoušek, 2011), fl avanon 3-hydroxylasy (F3H), MYB transkripčního faktoru 5 (MYB5), celulasy 1 (CEL1), intenzivního genu kyseliny giberelinové (GAI1) a oxidasy 2 kyseliny giberelinové 2 (GA2oxy2) (Patzak a Henychová, 2016).…”

“…The increasing information by Next Generation Sequencing (NGS) about transcriptome (Nagel et al, 2008;Clark et al, 2013;Xu et al, 2013) and whole genome sequences (Natsume et al, 2015) complemented hop DNA gene sequences in GeneBank EST databases, which have provided the possibility to look for new gene specifi c molecular markers. From this information, a new type of molecular markers was derived such as Expressed Sequence Tag-Simple Sequence Repeat (EST-SSR) (Patzak and Matoušek, 2011;Jakše et al, 2011;Koelling et al, 2012;Singh et al, 2012) and Single Nucleotide Polymorphism (SNP) markers (Matthews et al, 2013;Yamauchi et al, 2014;Henning et al, 2015). Recently, we reported on an effi cient marker system for genotyping and authenticity control of Czech hop cultivars based on EST-SSR, which was implemented into the identifi cation of hop genotypes and purity control of cultivar rootstocks (Patzak and Matoušek, 2013a;.…”

Saaz Late - The Czech Hop Variety Recommended for Czech Beer.

“…Pro molekulární analýzy byly použity SSR metoda (Hadonou et al ., 2004), STS a EST-SSR markerovací systémy (Patzak a Matoušek, 2011) . Typická PCR reakce probíhala za následujících amplifikačních podmínek: 2 min při 94 °C, 35 cyklů (30 s při 94 °C; 60 s při 54 °C, 90 s při 72 °C); 10 min při 72 °C .…”

“…For molecular analyses, SSR (Hadonou et al ., 2004), STS and EST-SSR marker systems were used (Patzak and Matoušek, 2011) . For a typical PCR reaction (Taq PCR master mix kit, Qiagen, Hilden, FRG) we used the following amplification conditions: 2 min at 94 °C, 35 cycles/ (30 s at 94 °C; 60 s at 54 °C, 90 s at 72 °C); 10 min at 72 °C .…”