Мінливість послідовностей низки генів Pm у представників Triticeae

  • В. В. Плигун Національний університет «Києво-Могилянська академія», Україна, 04070, м. Київ, вул. Григорія Сковороди, 2 https://orcid.org/0000-0001-5987-3293
  • М. З. Антонюк Національний університет «Києво-Могилянська академія», Україна, 04070, м. Київ, вул. Григорія Сковороди, 2 https://orcid.org/0000-0002-5877-969X
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v34.1624
Ключові слова: гени стійкості, генні продукти, аналіз послідовностей генів

Анотація

Мета. Співставлення послідовностей відібраних генів стійкості, розміщених у GenBank, для пошуку типів відмінностей у їхньому нуклеотидному складі та визначення значущості цих відмінностей при створенні праймерів. Методи. Пошук послідовностей проводили у біологічній базі даних GenBank. Порівняння різних сиквенсів одного і того ж гену здійснювали у DnaSP6 через розрахунок критерію Тадзіми для Pm2, Pm3 та критерію Колмогорова-Смірнова у GeneDoc для Pm21. Множинне вирівнювання зробили у CLUSTALW перед тим як працювати у зазначених програмах. Розробляли праймери у Primer3. Результати. Варіабельність порівнюваних послідовностей є у нуклеотидних замінах, інсерціях / делеціях, наявності транспозону в одній з послідовностей Pm3. Найбільш варіабельними є ділянки, які кодують повтори, багаті на лейцин. Послідовності, ізольовані з Triticum dicoccoides, мають дві такі ділянки, в межах кожної деякі зі змін у нуклеотидній послідовності відображатимуться на амінокислотному складі білків. Висновки. Відмінності між порівнюваними послідовностями Pm2, Pm3, Pm21 (у межах кожного з генів) є випадковими (р < 0,05). За результатами вивчення сиквенсів створені комбінації праймерів для ідентифікації послідовностей, характерних для генів стійкості, на доступному рослинному матеріалі.

Посилання

Pečenková T., Sabol P., Kulich I., Ortmannová J., Žárský V. Constitutive Negative Regulation of R Proteins in Arabidopsis also via Autophagy Related Pathway? Front. Plant Sci. 2016. Vol. 7. doi: 10.3389/fpls.2016.00260.

Srichumpa P., Brunner S., Keller B., Yahiaoui N. Allelic Series of Four Powdery Mildew Resistance Genes at the Pm3 Locus in Hexaploid Bread Wheat. Plant Phys. Vol. 139. P. 885–895. doi: 10.1104/pp.105.062406.

Seeholzer S., Tsuchimatsu T., Jordan T., Bieri S., Pajonk S., Yang W., et al. Diversity at the Mla powdery mildew resistance locus from cultivated barley reveals sites of positive selection. Mol Plant Microbe Interact. 2010. Vol. 23. P. 497–509. doi:10.1094/mpmi-23-4-0497.

Kusch S., Qian J., Loos A., Kümmel F., Spanu P. D., Panstruga R. Long‐term and rapid evolution in powdery mildew fungi. Mol Ecol. 2023. doi: 10.1111/mec.16909.

Qie Y., Sheng Y., Xu H., Jin Y., Ma F., Li L., et al. Identification of a new powdery mildew resistance gene pmDHT at or closely linked to the Pm5 locus in the Chinese wheat landrace Dahongtou. Plant Dis. 2019. Vol. 103 (10). P. 2645–2651. doi: 10.1094/PDIS-02-19-0401-RE28.

He H., Zhu S., Zhao R., Jiang Z., Ji Y., Ji J., et al. Pm21, encoding a typical CC-NBS-LRR protein, confers broad-spectrum resistance to wheat powdery mildew disease. Mol Plant. 2018. Vol. 11 (6). P. 879–882. doi: 10.1016/j.molp.2018.03.004.

Lu P., Guo L., Wang Z., Li B., Li J., Li Y., et al. A rare gain of function mutation in a wheat tandem kinase confers resistance to powdery mildew. Nat Com. 2020. Vol. 11 (1). doi: 10.1038/s41467-020-14294-0.

Hurni S., Brunner S., Stirnweis D., Herren G., Peditto D., McIntosh R. A., et al. The powdery mildew resistance gene Pm8 derived from rye is suppressed by its wheat ortholog Pm3. Plant J. 2014. Vol. 79 (6). P. 904–913. doi: 10.1111/tpj.12593.

Sánchez-Martín J., Widrig V., Herren G., Wicker T., Zbinden H., Gronnier J., et al. Wheat Pm4 resistance to powdery mildew is controlled by alternative splice variants encoding chimeric proteins. Nat Plants. 2021. Vol. 7 (3). P. 327–341. doi: 10.1038/s41477-021-00869-2.

Zhang Q., Li Y., Li Y., Fahima T., Shen Q., Xie C. Introgression of the powdery mildew resistance genes Pm60 and Pm60b from Triticum urartu to common wheat using durum as a “bridge.” Pathogens. 2021. Vol. 11 (1). doi: 10.3390/pathogens11010025.

Tajima F. Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism. Genetics. 1989. Vol. 123 (3). P. 585–595. doi: 10.1093/genetics/123.3.585.

Rozas J., Ferrer-Mata A., Sánchez-DelBarrio J. C., Guirao-Rico S., Librado P., Ramos-Onsins S., Sánchez-Gracia A. DnaSP v6 Documentation. Barcelona, 2018. 112 p. Retrieved from: http://www.ub.edu/dnasp/DnaSP6_Documentation_6.12.pdf.

Nicholas K. B., Nicholas H. B., Deerfield D. W. Genedoc: analysis and visualization of genetic variation. EMBNEW News. 1997. Vol. 4.