Поліморфізм довжини інтронів генів γ-тубуліну у Arabidopsis thaliana

  • А. М. Рабоконь
  • Ю. О. Білоножко
  • А. С. Постовойтова
  • Л. О. Калафат
  • Я. В. Пірко
  • Я. Б. Блюм
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v26.1253

Анотація

Мета. Верифікація можливості використання методу оцінки поліморфізму довжини інтронів генів γ-тубуліну у генетичних дослідженнях рослин на прикладі арабідопсису. Методи. Використовували метод оцінки поліморфізму довжини інтронів генів γ-тубуліну. Ампліфіковані фрагменти ДНК фракціонували за допомогою електрофорезу у неденатуруючому поліакриламідному гелі. Смуги ДНК детектували шляхом фарбування нітратом срібла. Результати. За допомогою оцінки поліморфізму довжини інронів генів γ-тубуліну вперше було проаналізовано модельну рослину різушку Таля. Під час ампліфікації з виродженими праймерами у всіх зразків утворювались амплікони довжиною 520 п. н. та 555 п. н. За допомогою підібраних специфічних до арабідопсису праймерів до другого інтрону генів γ-тубуліну вдалося виокремити декілька зразків, які відрізняються за своїм ДНК-профілем. Висновки. Встановлено, що запропонований метод може бути застосований у молекулярно-генетичних дослідженнях рослин. При цьому розроблені специфічні праймери до інтронів генів γ-тубуліну, ймовірно, можуть бути використані як для дослідження арабідопсису, так і для споріднених видів рослин. Використання вироджених праймерів може стати у нагоді під час дослідження рослин, для яких відсутня інформація щодо структури їх геному.

Ключові слова: молекулярно-генетичні маркери, поліморфізм довжини інтронів, γ-тубулін, арабідопсис (A. thaliana).

Посилання

Choi H.K., Luckow M.A., Doyle J., Cook D.R. Development of nuclear gene-derived molecular markers linked to legume genetic maps. Mol. Genet. Genomics. 2006. Vol. 276 (1). P. 56–70. doi: 10.1007/s00438-006-0118-8.

Khlestkina E.K. Molecular markers in genetic studies and breeding. Russ. J. Genetics. 2014. Vol. 4 (3). P. 2362–44. doi: 10.1134/S2079059714030022.

Pali V., Kumar S.V., Suchita X., Ravi R.S., Mehta N., Balkrishna S.V. Identification of microsatellite markers for fingerprinting popular Indian flax (Linum usitatissimum L.) cultivars and their utilization in seed genetic purity assessments. Austral. J. Crop. Sci. 2014. Vol. 8 (1). P. 119–126. doi: 10.15258/sst.2011.39.2.02.

Wang X., Zhao X., Zhu J., Wu W. Genome-wide investigation of intron length polymorphisms and their potential as molecular markers in rice (Oryza sativa L.). DNA Res. 2005. Vol. 12 (6). P. 417–427. doi: 10.1093/dnares/dsi019.

Zhao X., Yang L., Zheng Y. et al. Subspecies-specific intron length polymorphism markers reveal clear genetic differentiation in common wild rice (Oryza rufipogon L.) in relation to the domestication of cultivated rice (O. sativa L.). J. Genet. Genomics. 2009. Vol. 36 (7). P. 435–442. doi: 10.1016/S1673-8527(08)60133-2.

Shu Y., Li Y., Zhu Y., Zhu Z. et al. Genome-wide identification of intron fragment insertion mutations and their potential use as SCAR molecular markers in the soybean. Theor. Appl. Genet. 2010. Vol. 121 (1). P. 1–8. doi: 10.1007/s00122-010-1285-x.

He C., Liu H., Su S., Lu Y. et al. Genome wide identification of candidate phosphate starvation responsive genes and the development of intron length polymorphism markers in maize. Plant Breed. 2015. Vol. 134 (1). P. 11–16. doi: 10.1111/pbr.12230.

Bardini M., Lee D., Donini P. et al. Tubulin-based polymorphism (TBP): a new tool, based on functionally relevant sequences, to assess genetic diversity in plant species. Genome. 2004. Vol. 47 (2). P. 281–291. doi: 10.1139/g03-132.

Rabokon A.N., Pirko Y.V., Demkovych A.Y., Blume Y.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. 5 2(1). P. 3–15. doi: 10.3103/S0095452718010115.

Rabokon A., Demkovich A., Sozinov A., Kozub N., Pirko Ya., Blume Ya. Intron length polymorphism of β-tubulin genes of Aegilops biuncialis Vis. Cell Biol. Int. 2019. Vol. 43. P. 1031–1039. doi: 10.1002/cbin.10886.

Postovoitova A.S., Yotka O.Y., Pirko Y.V., Blume Y.B. Molecular genetic evaluation of Ukrainian flax cultivars homogeneity based on intron length polymorphism of actin genes and microsatellite loci. Cytol. Genet. 2018. Vol. 52 (6). P. 448–460. doi: 10.3103/S0095452718060099.

Breviario D. Plant tubulin genes: regulatory and evolutionary aspects. In: Plant Microtubules. Plant Cell Monogr. (Ed. P. Nick). Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. P. 207–232. doi: 10.1007/7089_2007_160.

Morello L., Breviario D. Plant spliceosomal introns: not only cut and paste. Curr. Genomics. 2008. Vol. 9. P. 227–238. doi: 10.2174/138920208784533629.

Farache D., Emorine L., Haren L., Merdes A. Assembly and regulation of γ-tubulin complexes. Open Biol. 2018. Vol. 8 (3). P. 170266. doi: 10.1098/rsob.170266.

Pirko Ya.V., Buy D.D., Postovoitova A.S., Rabokon A.M., Kalafat L.O., Blume Ya.B. New ILP method based on γ-tubulin genes intron length polymorphism. Reports Natl. Acad. Sci. Ukraine. 2018. No. 12. P. 1025–1030. [in Ukrainian] doi: 10.15407/dopovidi2018.12.087

Doyle J.J., Doyle J.L. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochem. Bulletin. 1987. Vol. 19. P. 11–15.

Sambrook J., David W.R. Molecular Сloning: A Laboratory Manual. NY: Cold Spring Harbor, 2001. Vol. 2.

Benbouza H., Jacquemin J-M., Baudoin J-P., Mergeai G. Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gel. Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 2006. Vol. 10 (2). P. 77–81.