Молекулярна організація 5S рДНК двох українських популяцій явора (Acer pseudoplatanus)

  • О. О. Русак Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, вул. Коцюбинського 2, м. Чернівці, 58012, Україна
  • В. І. Петращук Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, вул. Коцюбинського 2, м. Чернівці, 58012, Україна
  • І. І. Панчук Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, вул. Коцюбинського 2, м. Чернівці, 58012, Україна
  • Р. А. Волков Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, вул. Коцюбинського 2, м. Чернівці, 58012, Україна
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.14.2.691

Анотація

Мета. Генетична мінливість деревних порід все ще залишається мало дослідженою на молекулярному рівні. З огляду на порівняно низьку швидкість молекулярної еволюції у деревних багаторічних видів, для вивчення їх внутрішньовидового різноманіття слід обирати лише ті ділянки геному, які демонструють найвищу мінливість, напр., 5S рДНК. Відповідно, для оцінки потенціалу 5S рДНК в якості молекулярного маркера у деревних порід, було порівняно організацію цієї ділянки у представників двох географічно віддалених українських популяцій явора Acer pseudoplatanus. Методи. ПЛР-ампліфікація, клонування та розшифрування нуклеотидної послідовності МГС 5S рДНК A. pseudoplatanus. Результати. Встановлено, що у геномі A. pseudoplatanus присутній лише один клас повторів 5S рДНК довжиною 475 нп. Потенційні зовнішні елементи промотора РНК-полімерази ІІІ, які локалізуються у МГС, відрізняються від описаних у літературі для представників інших родин покритонасінних рослин. Рівень внутрішньогеномної подібності повторів 5S рДНК перевищує 99%, тоді як подібність МГС індивідуумів, які належать до різних популяцій явора становить лише 93,9-94,3%. Висновки. Висока швидкість молекулярної еволюції МГС 5S рДНК дозволяє використовувати порівняння цієї ділянки для оцінки генетичного різноманіття у популяціях A. pseudoplatanus.

Ключові слова: 5S рДНК, молекулярна еволюція, внутрішньовидова мінливість, Acer.

Посилання

Volkov R.A., Zanke C., Panchuk I.I., Hemleben V. Molecular evolution of 5S rDNA of Solanum species (sect. Petota): application for molecular phylogeny and breeding. Theor. Appl. Genet. 2001. Vol. 103. P. 1273-1282. doi: 10.1007/s001220100670

Denk T. The oaks of western Eurasia. Traditional classifications and evidence from two nuclear markers. Taxon. 2010. Vol. 59. P. 351-366. doi: 10.1002/tax.592002

Saini A, Jawali N. Molecular evolution of 5S rDNA region in Vigna subgenus Ceratotropis and its phylogenetic implications. Plant Syst. Evol. 2009. Vol. 280. P.187-206. doi: 10.1007/s00606-009-0178-4

Cloix C., Tutois S. Analysis of 5S rDNA arrays in Arabidopsis thaliana: physical mapping and chromosome-specific polymorphisms. Genom Res. 2000. Vol. 10. P. 679-690. doi: 10.1101/gr.10.5.679

Kohno N.A. Maples of Ukraine. Kyiv: Naukova dumka, 1982. 184 p.

de Jong P.C., Gelderen D.M., Oterdoom H.J. Taxonomy and reproductive biology of maples. In: van Gelderen D.M., de Jong P.C., Oterdoom H.J. (eds). Maples of the world. Portland: Timber Press, 1994. P. 69 –104.

Rogers S.O., Bendich A.J. Extraction of DNA from milligram amounts of fresh, herbarium and mummified plant tissues. Plant Mol. Biol. 1985. Vol. 5(2). P. 69-76. doi: 10.1007/BF00020088

Sambrook J., Fritsch E., Maniatis T. Molecular cloning. New York: Cold Spring Harbor Laboratory, 1989. 1626 pp.

DNASTAR, 1998. MegAlign 3.18 edit. Software distributed by DNASTAR Inc., Madison, WI, USA.

Higgins D.G. Bleasby A.J. Fuchs R. CLUSTAL V: improved software for multiple sequence alignment. Bioinformatics. 1992. Vol. 8. P. 189–191. doi: 10.1093/bioinformatics/8.2.189

Douet J., Tourmente S. Transcription of the 5S rRNA heterochromatic genes is epigenetically controlled in Arabidopsis thaliana and Xenopus laevis. Heredity. 2007. Vol. 99. P. 5–13. doi: 10.1038/sj.hdy.6800964

Davidjuk Y.M., Moloda O.O., Volkov R.A. Molecular organization of 5S rDNA of Solanum betaceum Cav. Visn. Ukr. Tov. Genet. Sel. 2013. Vol. 11(1). P. 14-19.

Tynkevich Y, Volkov R. Structural organization of 5S ribosomal DNA in Rosa rugosa. Cytol. Genet. 2014. Vol. 48(1). P. 1-6. doi: 10.3103/S0095452714010095

Tynkevich Y.O., Nevelska A.O., Chorney I.I., Volkov R.A. Organization and variability of the 5S rDNA intergenic spacer of Lathyrus venetus. Visn. Ukr. Tov. Genet. Sel. 2015. Vol. 13(1). P. 81-87.

Volkov, A.R. and Panchuk, I.I. 5S rDNA of Dactylis glomerata (Poaceae): molecular organization and taxonomic application, Visn. Ukr. Tov. Genet. Sel. 2014. Vol. 12(1). P. 3-11.

Angiosperm Phylogeny Group. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III. Bot. J. Lin. Soc. 2009. Vol. 161. P. 105–121. doi: 10.1111/j.1095-8339.2009.00996.x