Régészeti genetika, élő kövületek klónozása, markerszelekció

Témavezető: Dr. Gyulai Gábor, egyetemi tanár
 
Résztvevők: Dr. Szabó Zoltán (tud. mts, MBK), Dr. Tóth Zoltán (tud. mts, MBK), Veres Anikó (egy. docens).
 
Összefoglaló: Az arheogenetika segítségével a kihalt élőlények évszázadok és évezredek óta konzerválódott sejtjeiből ősDNS vonható ki és ezzel a faj rekonstruálható (sőt feltámasztható - resurrection). Molekuláris módszerek és technikák segítségével tanulmányozhatóvá vált az ősDNS, és ezzel a különböző élőlények evolúciós fejlődése, és genetikai távolsága a mai fajokkal való összehasonlításban meghatározható, és az evolúció további iránya is kirajzolható.
Az archeogenetika, mint önálló tudomány, éppen a PCR-eljárást (K Mullis, Nobel Díj, 1986)  kifejlesztő Cetus (USA) vállalat laborjában kezdődött egy 140 éves, múzeumi, kihalt lófajta a quagga (Equus quagga) bőrmintájából kivont ősDNS vizsgálatával (Higuchi et al., 1984). Több korai eredményről később kiderült, hogy az izolált ősDNS számos esetben modern emberi, vagy bakteriális, illetve gomba eredetű szennyeződésből származott. A módszerek fejlődésével ma már megbízható (pl. a mamut pirroszekvenálási eredményei), és korszakos (pl. biztos, hogy nem a Neandertháli ősember volt a mai ember elődje) eredmények születtek.
A nemzetközi archeogenetikai kutatások (Svédország) az egyiptomi múmia-kutatásokkal (Pääbo, 1985), és az első sikeres csontból történő DNS kivonással (Hagelberg et al., 1989; Sykes, 1991) kezdődtek. Hazánkban az archeogenetikai kutatások egyrészt humán (Kalmár, 2000; Fletcher et al., 2003) és növényi (Gyulai et al., 2001; Bisztrai et al., 2004) területen indultak, és tejesedtek ki (Bíró et al., 2009).
A SzIE GBI Laborjában az első eredmények 2001-ben születtek (Gyulai et al., 2001) 700-éves magminták elemzésével, majd három növény (görögdinnye, sárgadinnye köles) teljes arheogenetikai feldolgozása, és markerszelekciója fejeződött be. Az eredmények több nemzetközi együttműködésnek, és Disszertációnak szolgált anyagául.
A régészeti genetika és a mai biotechnológia határterületén született meg az élő kövületek klónozása, amely során Magyarország legöregebb (és Európa egyik legöregebb) akácfáját (1710) klónoztuk in vitro.
Könyvek
Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) (2015) Plant DNA Barcoding and Phylogenetics. LAP Lambert Academic Publishing. Germany. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Gyulai G (2015) Természetvédelmi- és ökológiai genetika. Egyetemi Jegyzet. 2. kiadás. SzIE MKK, Gödöllő. ISBN 978.963-269-178-7.
Gyulai G, Z Szabó, A Bittsánszky, Z Tóth, G Gullner, T Kömíves (2015) Plant Genetics and Biotechnology. Readings IV. Egyetemi Jegyzet, Gödöllő. pp. 510. ISBN 978-963-269-516-7.
Gyulai G, RP Malone (2015) Plant Biotechnology and Genetics. Reedings III. Genomics, Genetics, Transcriptomics, Protoemics, and Metabolomics. Egyetemi Jegyzet, Gödöllő.
Gyulai G (Ed.) (2011) Plant Archaeogenetics. Nova Science Publisher Inc. New York, USA. ISBN 978-1-61122-644-7.
Gyulai G, F Dane (2013) Plant Biotechnology and Genetics. Readings II. Domestication and Evolution. Egyetemi Jegyzet, Gödöllő.
Gyulai G, L Waters Jr. (2013) Plant Biotechnology and Genetics. Readings I. Archaeogenetics. Egyetemi Jegyzet, Gödöllő.
Könyvfejezetek
Ali MA, AK Pandey, G Gyulai, SH Park, C Lee, SY Kim, J Lee (2015) Introduction to plant DNA barcoding. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA Barcoding and Phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 1. pp. 1-14. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Ali MA, AK Pandey, FMA Al-Hemaids, J Lee, B Pandit, SY Kim, G Gyulai, MO Rahman (2015) Nuclear sequences in plant phylogenetics. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 3. pp. 37–52. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Ali MA, G Gyulai, AK Pandey, A Arishi, SK Pandey (2015) Applications of plant DNA barcoding. In. M Ajmal Ali, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 8. pp. 121–142. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Ali MA, AK Pandey, G Gyulai, J Lee, FMA Al-Hemaid (2015) Plant DNA barcoding and molecular phylogeny. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 11. pp. 171–200. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Alzohairy AM, G Gyulai, H Ohm, Z Szabó, SM Ragheb, M Ajmal Ali, H Elsawy, A Bahieldin (2015) Nuclear and Organelle Specific PCR Markers. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 4. pp. 53–78. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Alzohairy AM, G Gyulai, MM Mustafa, S Edris, JSM Sabir, RK Jansen, Z Tóth, A Bahieldin (2015) Retrotransposon-based Plant DNA Barcoding. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 6. pp. 91–105. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Bittsánszky A, G Gyulai, RP Malone, I Bock, LY Murenets, M Czakó, T Kömíves, H Rennenberg (2015) Barcoding of transgenes in GM plants. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 17. pp. 269–278. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Gyulai G, T Demku, L Waters Jr (2015) Cloning and microsatellite barcoding Black locust. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. LAP Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 15. pp. 241–254. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Gyulai G, B Kerti, M Ajmal Ali (2015) Molecular barcoding of sex-linked DNA markers of dioecious plants. In. Ali MA, G Gyulai, F Al-Hemaid (Eds) Plant DNA barcoding and phylogenetics. Lambert Academic Publ. Germany. Chapter 18. pp. 279–298. ISBN-13: 978-3-659-28095-5.
Gyulai G, L Murenyetz, ZsG Gyulai, VL Stakhov, SG Yashina, SV Gubin (2011) Morphogenetics of Silene stenophylla seeds from permafrost of the late Pleistocene (32-28,000 bp). In. Plant Archaeogenetics. Ed. by G Gyulai. Chapter 1. pp.3–9. Nova Sci Publisher Inc., New York, USA. ISBN 978-1-61122-644-7.
Gyulai G, RP Malone, L Waters Jr, L Heszky, E Kiss (2011) Morphogenetics of ancient Vitis seeds from Antiquity (3rd and 11th - 15th Cents Hungary) - A genotype reconstruction. In. Plant Archaeogenetics. Ed. by G Gyulai. Chapter 5. pp. 41–48. Nova Sci Publisher Inc., New York, USA. ISBN 978-1-61122-644-7.
Gyulai G, MO Humphreys, R Lágler (2011) DNA extraction from seed remains of common millet (Panicum miliaceum) (4th and 15th cents). In. Plant Archaeogenetics. Ed. by G Gyulai. Chapter 6. pp. 51–68. Nova Sci Publisher Inc., New York, USA. ISBN 978-1-61122-644-7.
Gyulai G, Z Tóth, A Bittsánszky (2011) Flesh color reconstruction from aDNAs of Citrullus seeds from the 13th, 15th, and 19th cents (Hungary). In. Plant Archaeogenetics. Ed. by G Gyulai. Chapter 7. pp. 69–87. Nova Sci Publisher Inc., New York, USA. ISBN 978-1-61122-644-7.
Gyulai G, Z Szabó, O Törjék (2011) Genetic and morphologic reconstruction of  15th cent. melon (Cucumis melo) (15th cent) from seeed aDNA. In. Plant Archaeogenetics. Ed. by G Gyulai. Chapter 8. pp. 89–104. Nova Sci Publisher Inc., New York, USA. ISBN 978-1-61122-644-7.
Gyulai G, R Láposi, H Rennenberg, A Veres, C Herschbach, Gy Fábián, L Waters Jr (2011) Conservation genetics (1710 – 2010) - Cloning of living fossils: Micropropagation of the oldest Hungarian black locust tree (Robinia pseudoacacia) planted in 1710 (Bábolna, Hungary). In. Plant Archaeogenetics. Ed. by G Gyulai. Chapter 10. pp. 117–127. Nova Sci Publisher Inc., New York, USA. ISBN 978-1-61122-644-7.
Gyulai G, Kiss E, Heszky L (2004) Az árpa biotechnológiája. in Magyarország kultúrflórája. VIII/14. pp. 274–289. (Eds.) L. Tomcsányi, G Turcsányi. Az árpa - Hordeum vulgare L., Akadémiai Kiadó, Budapest.
Kiss E, Gyulai G, Heszky L (2004) Az árpa genetikája. in Magyarország kultúrflórája. VIII./14. pp. 256–273. (Eds.) L. Tomcsányi, G Turcsányi. Az árpa - Hordeum vulgare L., Akadémiai Kiadó, Budapest.
Jekkel Zs, J Kiss, G Gyulai, E Kiss, L Heszky (2002) Cryopreservation of horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.). in. Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol. 50., Cryopreservation of plant germplasm II. ed. Y.S.P. Bajaj, Springer V, Berlin-New York, pp.192–212. ISBN 3-540-41676-5.
Purnhauser L., Gyulai G, Tar M, Csösz M, Mesterházy A, Heszky L (2000): Use of Molecular Markers in Wheat Breeding for Disease Resistance. In: Hrazdina G. (ed.): Use of Agriculturally Important Genes in Biotechnology, pp.52–57. IOS Press (NATO Science Series) Amsterdam, Berlin, Oxford, Tokyo, Washington, D.C).
Gyulai G, L Murenyetz, J Janovszky, M Tárczi, I Rácz (1995) Initiation of monocot plant development In vitro for studying plant-microbe interaction. in Azospirillum VI. and related microorganizms. Ed. I. Fendrik et al. NATO ASI Series, Vol G37. pp. 155–159. Springer-V Belrin Heidelberg.
Jekkel Z, G Gyulai, LE Heszky (1995) Cryopreservation of some halophyte grasses (Puccinellia species). in. Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol. 32., Cryopreservation of plant germplasm I. ed. Y.S.P. Bajaj, Springer V, Berlin-New York, pp. 245–255.
Gyulai G, E Kiss, LE Heszky (1993) A repce biotechnológiája. in Magyarország Kultúrflórája. VI. ed. Szabó L. Az olajrepce - Brassica napus. pp. 56–62. Akadémiai Kiadó, Budapest.
Szabadalom
Gyulai G, LE Heszky, E Kiss, Zs Jekkel, KT Lőkös (1992): A new bioassay for auxins and cytokinins. Hungarian Patent No. 204360. (Eljárás biológiailag aktiv anyagok auxin, illetve citokinin aktivitásának szelektiv meghatározására. Magyar Szabadalom, Lajstromszám: 204360).
IF Közlemények
Anderson JM, DL Bucholtz, N Sardesai, JB Santini, G Gyulai, CE Williams, SB Goodwin (2010) Potential new genes for resistance to Mycosphaerella graminicola identified in Triticum aestivum x Lophopyrum elongatum disomic substitution lines. Euphytica 172: 251–262. IF.:1.554.
Gyulai G, M Humphreys, R Lagler, Z Szabó, Z Tóth, A Bittsánszky, F Gyulai, L Heszky (2006) Seed remains of common millet from the 4th (Mongolia) and 15th (Hungary) centuries: AFLP, SSR and mtDNA sequence recoveries. Seed Science Research 16:179–191. IF: 1,892.
Lágler R, G Gyulai, M Humphreys, Z Szabó, L Horváth, A Bittsánszky, J Kiss, L Holly, L Heszky (2005) Morphological and molecular analysis of common millet (P. miliaceum) cultivars compared to an aDNA sample from the 15th century (Hungary). Euphytica 146:77–85. IF.: 1.06
Szabó Z, G Gyulai, M Humphreys, L Horváth, A Bittsánszky, R Lágler, L Heszky (2005) Genetic variation of melon (C. melo) compared to an extinct landrace from the Middle Ages (Hungary) I. rDNA, SSR and SNP analysis of 47 cultivars. Euphytica 146:87–94. IF.: 1.06
Közlemények
Demku T, Gyulai G, Láposi R, Veres A (2013) Magyarország legidősebb fehér akác egyedének in vitro klónozása. Erdészeti Lapok CXLVIII.1: 6–8.

 

Hungarian