СОЗДАНИЕ ST/J/V-ГЕНОМ-СПЕЦИФИЧНОГО МОЛЕКУЛЯРНОГО МАРКЕРА НА ОСНОВЕ ПОЛИМОРФИЗМА ЛОКУСОВ 5S-рДНК THINOPYRUM BESSARABICUM, PSEUDOROEGNERIA SPICATA И DASYPYRUM VILLOSUM
Аннотация
Нетранскрибируемые спейсеры (non-transcribed spacers, NTS) 5S-рДНК часто являются полиморфными у достаточно близких видов и даже внутри одного генома. У представителей трибы Triticeae – Thinopyrum bessarabicum, Pseudoroegneria spicata и Dasypyrum villosum – был выявлен полиморфизм по NTS 5S-рДНК между геномами St, J и V. На основе данного полиморфизма была осуществлена разработка молекулярно-генетического маркера, позволяющего идентифицировать эти три генома. Пара праймеров была подобрана к последовательностям консервативных областей NTS 5S-рДНК данных геномов.
Длина амплифицируемого фрагмента составила 158 п.о. для V-генома, 171 п.о. для St-генома и 172 п.о. для J-генома. Фрагменту St-генома также свойственно наличие сайта узнавания для эндонуклеазы рестрикции SmiM I, что позволяет отличать его от фрагмента J-генома, в котором этот сайт отсутствует. Разработанный маркер показал высокую эффективность при верификации образцов коллекции и изучении аллополиплоидов.
Ключевые слова
Об авторах
О. С. Александров
Центр молекулярной биотехнологии Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева
Россия
Россия
Александров Олег Сергеевич – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Центра молекулярной биотехнологии РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева.
Россия, 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49;
М. Г. Дивашук
Центр молекулярной биотехнологии Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева;
Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии
Россия
Россия
Дивашук Михаил Георгиевич – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. Центра молекулярной биотехнологии РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, зав. лаб. диагностики патогенов растений.
Россия, 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49;
Россия, 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42
Г. И. Карлов
Центр молекулярной биотехнологии Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева;
Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии
Россия
Россия
Карлов Геннадий Ильич – докт. биол. наук, проф., член-корр. РАН, и. о. директора Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной биотехнологии, руководитель Центра молекулярной биотехнологии РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева.
Россия, 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49;
Россия, 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 42
Список литературы
1. Wicke S., Costa A., Muñoz J., Quandt D. Restless 5S: the re-arrangement(s) and evolution of the nuclear ribosomal DNA in land plants // Mol. Phylogenet. Evol. 2011. Vol. 61. N 2. P. 321–332.
2. Yang Y.W, Tseng P.F., Tai P.Y., Chang Ch.J. Phylogenetic position of Raphanus in relation to Brassica species based on 5S rRNA spacer sequence data // Bot. Bull. Acad. Sin. 1998. Vol. 39. N 3. P. 153–160.
3. Brown G.R, Carlson J.E. Molecular cytogenetics of the genes encoding 18s-5.8s-26s rRNA and 5s rRNA in two species of spruce (Picea) // Theor. Appl. Genet. 1997. Vol. 95. N 1–2. P. 1–9.
4. Liu Z.L., Zhang D., Wang X.Q., Ma X.F., Wang X.R. Intragenomic and interspecific 5S rDNA sequence variation in five Asian pines // Am. J. Bot. 2003 Vol. 90. N 1. P. 17–24.
5. Matyácek R., Fulnecek J., Lim K.Y., Leitch A.R., Kovarík A. Evolution of 5S rDNA unit arrays in the plant genus Nicotiana (Solanaceae) // Genome. 2002. Vol. 45. N 3. P. 556–562.
6. Baum, B.R., Edwards, T., Johnson, D.A. Codependence of repetitive sequence classes in genomes: phylogenetic analysis of 5S rDNA families in Hordeum (Triticeae: Poaceae) // Genome. 2010. Vol. 53. N 3. P. 180–202.
7. Bertea C.M., Gnavi G. Restriction fragment length polymorphism of the 5S-rRNA-NTS region: a rapid and precise method for plant identification // Plant DNA fingerprinting and barcoding. Methods in molecular biology. Vol. 862. / Eds. N. Sucher, J. Hennell, and M. Carles. 2012. P. 89–101.
8. Middleton C.P., Senerchia N., Stein N., Akhunov E.D., Keller B., Wicker T., Kilian B. Sequencing of chloroplast genomes from wheat, barley, rye and their relatives provides a detailed insight into the evolution of the Triticeae tribe // PLoS ONE. 2014. Vol. 9. N 3. e85761.
9. Kroupin P.Y., Divashuk M.G., Belov V.I., Glukhova L.I., Aleksandrov O.S., Karlov G.I. Comparative molecular cytogenetic characterization of partial wheat wheatgrass hybrids // Russ. J. Genet. 2011. Vol. 47. N 4. P. 432–437.
10. Salina E.A., Adonina I.G., Badaeva E.D., Kroupin P.Y., Stasyuk A.I., Leonova I.N., Shishkina A.A., Divashuk M.G., Starikova E.V., Khuat T.M.L., Syukov V.V., Karlov G.I. A Thinopyrum intermedium chromosome in bread wheat cultivars as a source of genes conferring resistance to fungal diseases // Euphytica. 2015. Vol. 204. N 1. P. 91–101.
11. Divashuk M.G., Khuat T.M.L., Kroupin P.Yu., Kirov I.V., Romanov D.V., Kiseleva A.V., Khrustaleva L.I., Alexeev D.G., Zelenin A.S., Klimushina M.V., Razumova O.V., Karlov G.I. Variation in copy number of Ty3/Gypsy centromeric retrotransposons in the genomes of Thinopyrum intermedium and its diploid progenitors // PLoS ONE. 2016. Vol. 11. N 4. e0154241.
12. Kocheshkova A.A., Kroupin P.Y., Bazhenov M.S., Karlov G.I., Pochtovyy A.A., Upelniek V.P., Belov V.I., Divashuk M.G. Pre-harvest sprouting resistance and haplotype variation of ThVp-1 gene in the collection of wheat-wheatgrass hybrids // PLoS ONE. 2017. Vol. 12. N 11. e0188049.
13. Sibikeev S.N., Badaeva E.D., Gultyaeva E.I., Druzhin A.E., Shishkina A.A., Dragovich A.Y., Kroupin P.Y., Karlov G.I., Khuat T.M., Divashuk M.G. Comparative analysis of Agropyron intermedium (Host) Beauv 6Agi and 6Agi2 chromosomes in bread wheat cultivars and lines with wheat–wheatgrass substitutions // Russ. J. Genet. 2017. Vol. 53. N 3. P. 314–324.
14. Löve A. Conspectus of the Triticeae // Fedd. Report. 1984. Vol. 95. N 7–8. P. 425–521.
15. Okito P., Mott I.W., Wu Y., Wang R.R.C. A Y genome specific STS marker in Pseudoroegneria and Elymus species (Triticeae: Gramineae) // Genome. 2009. Vol. 52. N 4. P. 391–400.
16. Wei J.Zh., Wang R.R.C. Genome- and speciesspecific markers and genome relationships of diploid perennial species in Triticeae based on RAPD analyses // Genome. 1995. Vol. 38. N 6. P. 1230–1236.
17. Li X.M., Lee B.S., Mammadov A.C., Koo B.C., Mott I.W., Wang R.R.C. CAPS markers specific to Eb, Ee and R genomes in the tribe Triticeae // Genome. 2007. Vol. 50. N 4. P. 400–411.
18. Hu L., Li G., Zhan H., Liu C., Yang Z. New Stchromosome-specific molecular markers for identifying wheat–Thinopyrum intermedium derivative lines // J. Genet. 2014. Vol. 93. N 1. P. 69–74.
19. Zhang J., Long H., Pan Z., Liang J., Yu S., Deng G., Yu M. Characterization of a genome-specific Gypsy-like retrotransposon sequence and development of a molecular marker specific for Dasypyrum villosum (L.) // J. Genet. 2013. Vol. 92. N 1. P. 103–108.
20. Doyle J.J., Doyle J.L., Hortoriun L.B. Isolation of plant DNA from fresh tissue // Focus. 1990. Vol. 12. N 1. P. 13–15.
21. GeneDoc: Analysis and visualization of genetic variation [Электронный ресурс]. 1997. URL: http://www.nrbsc.org/gfx/genedoc/ebinet.htm (дата обращения: 21.11.2017).
22. Chen Q., Conner R.L., Laroche A., Thomas J.B. Genome analysis of Thinopyrum intermedium and Thinopyrum ponticum using genomic in situ hybridization // Genome. 1998. Vol. 41. N 4. P. 580–586.
23. Mahelka V., Kopecký D., Paštová L. On the genome constitution and evolution of intermediate wheatgrass (Thinopyrum intermedium: Poaceae, Triticeae) // BMC Evol. Biol. 2011. Vol. 11. N 1. 127.
24. Deng C.L., Bai L.L., Fu S.L., Yin W.B., Zhang Y.X., Chen Y.H., Wang R.R.C., Zhang X.Q., Han F.P., Hu Z.M. Microdissection and chromosome painting of the alien chromosome in an addtition line of wheat-Thinopyrum intermedium // PLoS ONE. 2013. Vol. 8. N 8. e72564.
25. Khuat Th.M.L., Divashuk M.G., Kroupin P.Yu., Nguyen P.A., Kiseleva A.V., Karlov G.I. Differences in ploidy level and genome constitution reveald by cytogenetic analysis of Pseudoroegneria germplasm accessions: case study // Известия ТСХА. 2015. № 2. C. 29–35.
Рецензия
Для цитирования:
Александров О.С., Дивашук М.Г., Карлов Г.И. СОЗДАНИЕ ST/J/V-ГЕНОМ-СПЕЦИФИЧНОГО МОЛЕКУЛЯРНОГО МАРКЕРА НА ОСНОВЕ ПОЛИМОРФИЗМА ЛОКУСОВ 5S-рДНК THINOPYRUM BESSARABICUM, PSEUDOROEGNERIA SPICATA И DASYPYRUM VILLOSUM. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2018;73(1):22-28.
For citation:
Alexandrov O.S., Divashuk M.G., Karlov G.I. DEVELOPMENT OF THE ST/J/V GENOME SPECIFIC MOLECULAR MARKER BASED ON 5S RDNA POLYMORPHISM IN THINOPYRUM BESSARABICUM, PSEUDOROEGNERIA SPICATA AND DASYPYRUM VILLOSUM. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2018;73(1):22-28. (In Russ.)
Просмотров:
340
Послать статью по эл. почте 