Поліморфізм довжини інтронів β-тубуліну у форм var. glabra та var. laxa пекінської капусти (Brassica rapa ssp. pekinensis)
Анотація
Мета. Основною метою цього дослідження було визначення генетичних дистанцій у різних генотипів капусти пекінської (Brassica rapa ssp. pekinensis) та визначення відмінностей між формами var. glabra та var. laxa. Методи. Проведено молекулярно генетичний аналіз генотипів пекінської капусти за допомогою методу оцінки поліморфізму довжини інтронів β-тубуліну (TBP). Результати. Визначено молекулярні профілі різних генотипів пекінської капусти (B. rapa ssp. pekinensis). Кількість ампліфікованих фрагментів інтронів β-тубуліну значно варіювала: від 12 до 24 для кожного генотипу. На основі отриманих результатів було побудовано дендрограму, що відображає генетичні дистанції між дослідженими зразками. Висновки. В межах проведеного дослідження було проаналізовано 7 генотипів B. rapa ssp. pekinensis, отриманих із генетичних банків IPK (Гатерслебен) та Crop Research Institute (Прага). На основі одержаних результатів було виявлено, що систематичний розподіл на форми var. glabra та var. laxa не підтверджується молекулярно-генетичними методами, зокрема TBP, а різниця між популяціями або сортами є більш значущою.
Ключові слова: Brassicaceae, Brassica rapa ssp. pekinensis, ILP, TBP, пекінська капуста, поліморфізм довжини інтронів β-тубуліну.
Посилання
Downey R.K. The origin and description of the Brassica oilseed crops, In: Kramer J.K.G., Sauer F.D., Pigden W.J. (Eds.), High and low erucic acid rapeseed oils production, usage, chemistry, and toxicological evaluation. Academic Press, Toronto, 1983. P. 1-20. doi: 10.1016/B978-0-12-425080-2.50006-2
Gugel R.K., Falk K.C. Agronomic and seed quality evaluation of Camelina sativa in western Canada. Can. J. Plant Sci. 2006. Vol. 86. P. 1047-1058. doi: 10.4141/P04-081
Warwick S.I., Francis A., Al-Shehbaz I.A. Brassicaceae: species checklist and database on CD-Rom. Plant Syst. Evol. 2006. Vol. 259. P. 249-258. doi: 10.1007/s00606-006-0422-0
Warwick S.I., Gugel R., McDonald T., Falk K.C. Genetic variation and agronomic potential of Ethiopian mustard (Brassica carinata) in western Canada. Genet. Resour. Crop. Evol. 2006. Vol. 53. P. 297-312. doi: 10.1007/s10722-004-6108-y
Warwick S.I. Brassicaceae in agriculture, In: Schmidt R., Bancroft I. (Eds), Genetics and Genomics of the Brassicaceae. Springer Science+Business Media; LLC, New York, NY, 2011. P. 33-65. doi: 10.1007/978-1-4419-7118-0_2
Warwick S.I., Simard M.J., Lйgиre A., Beckie H.J., Braun L., Zhu B., Mason P., Sйguin-Swartz G., Stewart C.N. Jr. Hybridization between transgenic Brassica napus L. and its wild relatives: Brassica rapa L, Raphanus raphanistrum L, Sinapis arvensis L., and Erucastrum gallicum (Willd.) O. E. Schulz. Theor. Appl. Genet. 2003. Vol. 107. P. 528-539. doi: 10.1007/s00122-003-1278-0
Allainguillaume J., Alexander M., Bullock J.M., Saunders M., Allender C.J., King G., Ford C.S., Wilkinson M.J. Fitness of hybrids between rapeseed (Brassica napus) and wild Brassica rapa in natural habitats. Mol. Ecol. 2006. Vol. 15 (4). P. 1175-1184. doi: 10.1111/j.1365-294X.2006.02856.x
Sohn S.I., Oh Y.J., Lee K.R., Ko H.C., Cho H.S., Lee Y.H., Chang A. Characteristics analysis of F1 hybrids between genetically modified Brassica napus and B. rapa. PLOS ONE. 2016. Vol. 11 (9). P. e0162103. doi: 10.1371/journal.pone.0162103
Rakhmetov D.B., Rakhmetova S.О. Summary of introduction and breeding of tyfon (Brassica rapa L. × B. campestris f. biennis DC.) in M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine. Plant Introduction. 2015. Vol. 4. P. 18-30. [in Ukrainian]
Blume R.Ya., Boychuk Yu.M., Yemets A.I., Rakhmetova S.O., Blume Ya.B., Rakhmetov D.B. Comparative analysis of fatty acid composition for oils from seeds of tyfon, oil radish and camelina breeding forms and varieties as perspective source for biodiesel production. Factors Exp. Evol. Organisms. 2016. Vol. 18. P. 61-66. [in Ukrainian]
Blume R.Ya., Lantukh G.V., Levchuk I.V., Rakhmetova S.O., Rakhmetov D.B., Blume Ya.B. Evaluation of perspectivity of use of a new hybrid oil culture of Tyfon in comparison with its parental species as raw material for biodiesel production. Factors Exp. Evol. Organisms. 2019. Vol. 24. P. 33-39. [in Ukrainian] doi: 10.7124/FEEO.v24.1074
Blume R.Y., Lantukh G.V., Levchuk I.V., Rakhmetov D.B., Blume Ya.B. Evaluation of potential biodiesel feedstocks from industrial Cruciferae: camelina, turnip rape, oil radish and tyfon. The Open Agricult. J. Thematic Iss.: Sustainable biofuel production: agricultural feedstock potential and biomass transformation technologies. Open Agr. J., 2020, Vol. 14. (In Press).
Bardini M., Lee D., Donini P., Mariani A., Giani S., Toschi M., Lowe C., Breviario D. Tubulin-based polymorphism (TBP): a new tool, based on functionally relevant sequences, to assess genetic diversity in plant species. Genome. 2004. Vol. 47. P. 281-291. doi: 10.1139/g03-132
Breviario D., Giani S., Ponzoni T., Mastromauro F., Morell L. Plant tubulin intronics. Cell Biol. Int. 2008. Vol. 32. P. 571-573. doi: 10.1016/j.cellbi.2007.11.013
Rabokon A.N., Demkovych A.E., Pirko Ya.V., Blume Ya.B. Intron length polymorphism of beta-tubulin genes as an effective instrument for plant genotyping. Mol. Appl. Genetics. 2015. Vol. 19. P. 35-44. [in Russian]
Sambrook J., David W.R. Molecular Сloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor, 2001. Vol. 2. 763 p.
Benbouza H., Jean-Marie J., Jean-Pierre B. Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gels. Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 2006. Vol. 10 (2). P. 77-81.
Breviario, D., Baird, W.V., Sangoi, S., Hilu, K., Blumetti, P., Giani, S. High polymorphism and resolution in targeted fingerprinting with combined β-tubulin introns. Mol. Breed. 2007. Vol. 20. P. 249-259. doi: 10.1007/s11032-007-9087-9
Hongtrakul V., Huestis G.M., Knapp S.J. Amplified fragment length polymorphisms as a tool for DNA fingerprinting sunflower germplasm: genetic diversity among oilseed inbred lines. Theor. Appl. Genet. 1997. Vol. 95. P. 400-407. doi: 10.1007/s001220050576
Pavlicek A., Hrda S., Flegr J. FreeTree - Freeware program for construction of phylogenetic trees on the basis of distance data and bootstrap/jackknife analysis of the tree robustness. Application in the RAPD analysis of the genus Frenkelia. Folia Biol. 1999. Vol. 45. P. 97-99.
Nei M., Li W.H. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979. Vol. 76. P. 5269-5273. doi: 10.1073/pnas.76.10.5269
Nei M. Genetic distance between populations. Am. Nat. 1972. Vol. 106. P. 283-292. doi: 10.1086/282771
Hillis D.M., Bull J.J. An empirical test of bootstrapping as a method for assessing confidence in phylogenetic analysis. Systematic Biol. 1993. Vol. 42. P. 182-192. doi: 10.1093/sysbio/42.2.182
Rabokon A.N., Pirko Ya.V., Demkovych A.E., Blume Ya.B. Comparative analysis of the efficiency of intron-length polymorphism of β-tubulin genes and microsatellite loci for flax varieties genotyping. Cytol. Genet. 2018. Vol. 52 (1). P. 1-10. doi: 10.3103/S0095452718010115
Galasso I., Manca A., Braglia L., Martinelli T., Morello L., Breviario D. An approach based on intron-length polymorphism for the rapid isolation and characterization of the multiple members of the β-tubulin gene family in Camelina sativa (L.) Crantz. Mol. Breed. 2011. Vol. 28. P. 635-645. doi: 10.1007/s11032-010-9515-0
Zhang Y.W., Jin D., Xu C., Zhang L., Guo M.H., Fang Z.Y. Regulation of bolting and identification of the β-tubulin gene family in Brassica rapa L. ssp pekinensis. Genet. Mol. Res. 2016. Vol. 15 (1). P. gmr.15017507. doi: 10.4238/gmr.15017507
Rabokon A.M., Pirko Y.V., Demkovych A.Ye., Andreev I.O., Parnikoza I.Yu., Kozeretska I.A., Yu Z., Kunakh V.A., Blume Y.B. Intron length polymorphism of β-tubulin genes in Deschampsia antarctica E. Desv. across the western coast of the Antarctic Peninsula. Polar Sci. 2019. Vol. 19. P. 151-154. doi: 10.1016/j.polar.2018.11.001
Kawamura K., Kawanabe T., Shimizu M., Nagano A.J., Saeki N., Okazaki K., Kaji M., Dennis E.S., Osabe K., Fujimoto R. Genetic distance of inbred lines of Chinese cabbage and its relationship to heterosis. Plant Gene. 2016. Vol. 5. P. 1-7. doi: 10.1016/j.plgene.2015.10.003
