Поліморфізм довжин інтронів генів β-тубуліну у білоруських ландрас Linum usitatissimum L.

  • А. М. Рабоконь
  • Я. В. Пірко
  • Л. О. Калафат
  • Є. В. Гузенко
  • М. В. Богданова
  • В. І. Сакович
  • В. А. Лемеш
  • Я. Б. Блюм
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v22.945

Анотація

Мета. Метою роботи була оцінка можливостей використання поліморфізму довжини інтронів β-тубуліну (ТВР, Tubulin Based Polymorphism) для генетичної диференціації стародавніх сортів (ландрас) льону, історично районованих у Білорусі. Методи. Використовували метод оцінки поліморфізму довжини першого інтрону β-тубуліну (TBP). Ампліфіковані фрагменти (інтрони β-тубуліну) фракціонували за допомогою електрофорезу у неденатуруючому поліакриламідному гелі. Смуги ДНК детектували з використанням фарбування нітратом срібла. Результати. Розмір ампліфікованих фрагментів варіював від 400 п. н. до 1900 п. н. Встановлено, що 25 із 30 досліджених сортів (ландрас) є генетично неоднорідними. Загальна кількість алельних фенотипів складає 7, а значення РІС (Polymorphism Information Content) варіює від 0,0 до 0,72. Висновки. Отримані дані дозволяють рекомендувати ландраси як джерело генів для збільшення генетичного різноманіття наявного генофонду льону, а ТВР-метод, що може бути застосований як у молекулярно-філогенетичному аналізі, так і в молекулярній селекції льону.

Ключові слова: Linum usitatissimum, ландраса, молекулярні маркери, ДНК‑фінгерпринтинг, гени β-тубуліну, поліморфізм інтронів.

Посилання

Tripp R. Biodiversity and modern crop varieties: sharpening the debate. Agricult. Human Values. 1996. Vol. 13 (4). P. 48–63.

Vellve R. The decline of diversity in European agriculture. Ecologist. 1993. Vol. 23 (2). P. 64–69.

Koeyer D.L., Phillips R.L., Stuthman D.D. Changes in genetic diversity during seven cycles of recurrent selection for grain yield in oat, Avena sativa L. Plant Breed. 1999. Vol. 118 (1). P. 37–43.

Duvick D.N. Genetic diversity in major farm crops on the farm and in reserve. Economic Botany.1984. Vol. 38 (2). P.161–178.

Tanksley S.D., McCouch S.R. Seed banks and molecular maps: unlocking genetic potential from the wild. Science. 1997. Vol. 277 (5329). P. 1063–1066.

Casañas F., Simó J., Casals J., Prohens J. An evolved concept of landrace. Front. Plant Sci. 2017. V. 8. P. 145. doi: 10.3389/fpls.2017.00145

Bogdanova M.V. Identification of potentially adaptive Belarusian flax landraces (Linum usitatissimum L.) bearing the LIS-1 insertion. Еkolohycheskaia stabylyzatsyia ahrarnoho proyzvodstva. Scientific aspects of solving the problem: collection of Reports of the Int. Sci. Pract. Conf. of Young Scientists and Specialists (Saratov, 18–19 Mar 2015). Saratov, 2015. P. 13–18.

Kylchevskyĭ A.V., Khotyleva L.V. Genetic basis of plant breeding. Biotechnology in plant breeding. Genomics and genetic engineering (V. 4). Minsk: Belaruskaia navuka, 2014. 653 p.

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. 281–91. doi: 10.1139/g03-132.

Rabokon A.N., Pirko Ya., Demkovych A., Blume Ya. Intron length polymorphism of beta-tubulin genes as an effective instrument for plant genotyping. Mol. Appl. Genetics (Minsk). 2015. Vol. 19. P. 35–44 (in Russ.).

Rabokon A.N., Pirko Ya.V., Demkovych A.Ye., 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. 52 (1). P. 1–10.

Rabokon A.N., Demkovych A., Pirko Ya., Blume Ya. Studing of β-tubulin gene intron length polymorphizm of Triticum aestivum L. and Hordeum vulgare L. varieties. Factors in experimental evolution of organisms. 2015. Vol. 1. P. 82–86.

Rabokon A., Demkovych A., Sozinov A., Kozub N., Sozinov I.,Pirko Ya., Blume Y. Intron length polymorphism of β-tubulin genes of Aegilops biuncialis Vis. Cell Biol. Intl. 2017. doi: 10.1002/cbin.10886.

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. 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.

Anderson J.A., Churchill G.A., Autrique J.E., Tanksley S.D., Sorrells M.E. Optimizing parental selection for genetic linkage maps. Genome. 1993. Vol. 36. P. 181–186.

Kondratyuk A.V., Kilchevsky A.V., Kuzminova E.I. Microsatellite loci polymorphism analysis of Belarusian and foreign breeding potato varieties. Mol. Appl. Genetics (Minsk). 2005. Vol. 13. P. 24–29.

Fu Y.B. Assessment of bulking atrategies for RAPD analysis of flax germplasm. Genet. Res. Crop Evol. 2003. Vol. 50. P. 743–746.

Lemesh V.A. Molecular analysis of Belarusian varieties and linens flax heterogeneity. Reports of Belarus NAS. 2007. Vol. 51 (6). P. 78–81.

Fu Y.B. Genetic diversity within a range of cultivars and landraces of flax (Linum usitatissimum L.) as revealed by RAPDs. Genet. Resources Crop Evol. 2002. Vol. 49. P. 167–174.

Holub Y.V. Flax of Belarus. Minsk, 2003. 245 p.