Мінливість у послідовності гена Glu1 у популяціях пирію середнього як можлива адаптивна ознака

  • М. З. Антонюк
  • Т. С. Єфіменко
  • Т. К. Терновська
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v22.931

Анотація

Мета. Порівняння структури генів Glu, виділених із рослин Th. intermedium, вирощених за різних мікрогеографічних умов. Методи. ПЛР ДНК зразків пирію з праймерами до ділянок генів Glu-1Dx та Glu-1Dy; сиквенс та порівняльний аналіз поліморфних ампліконів та послідовностей із баз даних Результати. Центральні фрагменти генів Glu-1Dx та Glu-1Dy рослин пирію середнього, що зростали за різних мікрогеографічних умов, характеризуються значними відмінностями у порівнянні з послідовностями генів Aegilops tauschii (Glu-1Dx), Thinopyrum intermedium (Glu-1St#2x), Triticum aestivum (Glu-1Dy), наявних у базах даних. Для обох генів у наявності точкові мутації інсерцій та делецій, які перетворювали глутамінові триплети, характерні для запасних білків, на стоп-кодони; вони спричинюють появу кодонів для цистеїну, метіоніну та проліну, амінокислот, від яких залежить поверхневий заряд білка, гідрофобні/гідрофільні властивості, щільність конформації, стабільність структури. Висновки. Зміни у будові високомолекулярних глютенінів, які спричинюються зареєстрованими мутаціями, можуть впливати на здатність протеаз ефективно їх розщеплювати, що впливає на швидкість проростання насінин. Стратегія повільного проростання зернівок може бути одним із механізмів виживання дикорослого злаку Thinopyrum intermedium за неспринятливих умов довкілля.
Kлючові слова: Thinopyrum intermedium, Glu-1Dх, Glu-1Dy, сиквенси, точкові мутації, стоп-кодони.

Посилання

Dong Y., Bu X., Luan Y. Molecular characterization of a cryptic wheat-Thinopyrum intermedium translocation line: evidence for genomic instability in nascent allopolyploid and aneuploid lines. Genet. Mol. Biol. 2004. Vol. 27 (2). P. 237–241. doi: 10.1590/S1415-47572004000200018

Li G.R., Liu C., Li C.H. Introgression of a novel Thinopyrum intermedium St-chromosome-specific HMW-GS gene into wheat. Mol. Breed. 2013. Vol. 31. P. 843–853. doi: 10.1007/s11032-013-9838-8

Han F., Liu B., Fedak G. Genomic constitution and variation in five partial amphiploids of wheat–Thinopyrum intermedium as revealed by GISH, multicolor GISH and seed storage protein analysis. Theor. Appl. Genet. 2004. Vol. 109. P. 1070–1076. doi: 10.1007/s00122-004-1720-y

Li H., Conner R.L., Murray T.D. Resistance to soil-borne diseases of wheat: Contributions from the wheatgrasses Thinopyrum intermedium and Th. рonticum. Canad. J. Crop Sci. 2008. No. 88. P. 195–205. doi: 10.4141/CJPS07002

Li G., Lang T., Dai G. Precise identification of two wheat–Thinopyrum intermedium substitutions reveals the compensation and rearrangement between wheat and Thinopyrum chromosomes Mol. Breed. 2015. Vol. 35 (1). P. 1–10. doi: 10.1007/s11032-015-0202-z

Mahelka V., Kopecky D., Pastova. L. On the genome constitution and evolution of intermediate wheatgrass (Thinopyrum intermedium: Poaceae, Triticeae). Mol. Breed. 2011. Vol. 11. P. 110–127. doi: 10.1186/1471-2148-11-127

Atkinson N.J., Urwin P.E. The interaction of plant biotic and abiotic stresses: from genes to the field. J. Exp. Bot. 2012. No. 1. P. 1–21. doi: doi: 10.1093/jxb/ers100

Ghosh D., Xu J. Abiotic stress responses in plant roots:a proteomics perspective. Plant Syst. Biol. 2014. Vol. 5. P. 1–13. doi: doi: 10.3389/fpls.2014.00006

Kroupin P.Y., Divashuk M.G., Fesenko I.A. Evaluating Wheat Microsatellite Markers for the Use in Genetic Analysis of Thinopyrum, Dasypyrum and Pseudoroegneria Species. Hindawi Publishing Corporation Dataset Papers in Biology. 2003. No. 3. P. 1–3. doi: 10.7167/2013/949637

Readseq: sequence format convention. Copyright © EMBL-EBI. 2015. URL: http://www.ebi.ac.uk/Tools/sfc/readseq/ (Last accessed: 28.02.2018).

GrainGenes:A Database for Triticeae and Avena. 2.0. – 2017. URL: http://wheat.pw.usda.gov/GG2/index.shtml (Last accessed: 28.02.2018).

Sequencing the Aegilops taushii genome. NSF-IOS-1238231. 2014. URL: http://aegilops.wheat.ucdavis.edu/ATGSP/ (Last accessed: 28.02.2018).

Multiple Sequence Alignment by CLUSTALW. Kyoto University Bioinformatics Center. 2017. URL: http://www.genome.jp/tools/clustalw/ (Last accessed: 28.02.2018).

EMBOSS 6.3.1: Supermatcher, Calculate approximate local pair-wise alignments of larger sequences. The European Molecular Biology Open Software Suite. 2000. URL: http://mobyle.pasteur.fr/cgi-bin/portal.py?#forms::supermatcher (Last accessed: 28.02.2018).

Phyre2. © Structural Bioinformatics Group. 2010. URL: http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/phyre2/phyre2_output/4b0baafe13b175d5/summary.html (Last accessed: 28.02.2018).