Розроблення ILP-Маркерів для генів PFKFB4 та RAS у AEGILOPS TAUSCHII

Автор(и)

  • S. Hordynskyi Institute of Food Biotechnology and Genomics of the National Academy of Sciences of Ukraine , ДУ «Інститут харчової біотехнології та геноміки Національної академії наук України»

DOI:

https://doi.org/10.31548/biologiya14(1-2).2023.005

Ключові слова:

Aegilops tauschii, Aegilops biuncialis, генетичні маркери, поліморфізм довжини інтронів

Анотація

Актуальність дослідження зумовлена поширеністю зернових культур, зокрема пшениці м'якої, одним з предків якої є Aegilops tauschii. Розробка нових маркерів, які можуть бути використані для дослідження генетичного різноманіття злаків є актуальною проблемою сьогодення. Метою роботи було розробити ILP (intron length polymorphism) маркери для вивчення поліморфізму довжини інтронів PFKFB4 та RAS-генів у Aegilops tauschii, перевірити можливість використання розроблених маркерів для генетичної диференціації Ae. tauschii та Ae. biuncialis. Для отримання EST послідовностей було використано базу даних NCBI, онлайн інструменти CD-HIT, BLAST та Primer3Plus (для розроблення праймерів). Було розроблено молекулярні маркери Aet_ILP_1.1, Aet_ILP_1.2 і Aet_ILP_2 та перевірено ефективність їх застосування на зразках Ae. tauschii та Ae. biuncialis. Ампліфіковані фрагменти розділяли за допомогою електрофорезу у неденатуруючому поліакриламідному гелі та фарбували сріблом. За використання маркера Aet_ILP_1.1 п’ятнадцять зразків Ae. biuncialis диференційовано на дві групи. Використовуючи маркер Aet_ILP_1.2 встановлено, що певні зразки Ae. tauschii та Ae. biuncialis мали додатковий амплікон на електрофореграмі. За використання маркерної системи Aet_ILP_2 візуалізувалися амплікони лише у зразків Ae. biuncialis. В цілому отримані результати вказують на невисокий рівень внутрішньовидової генетичної мінливості Ae. tauschii за розробленими маркерами, натомість, вони можуть бути ефективно використані для оцінення міжвидової диференціації Ae.tauschii та Ae. biuncialis.

Посилання

Konev, R. Yu. (2014). Ukraine on the world wheat market: export potential and its realization. The youth scientific bulletin of the UABS of the NBU. - Series: Economic Sciences. – 2014; 7: 615-626.

Ashfaq, M., Zulfiqar, F., Sarwar, I., Quddus, M. A., & Baig, I. A. (2011). Impact of climate change on wheat productivity in mixed cropping system of Punjab. Soil & Environment, 30(2). 12026–12034.

Luo, M. C., Gu, Y. Q., Puiu, D., Wang, H., Twardziok, S. O., Deal, K. R., ... & Dvořák, J. (2017). Genome sequence of the progenitor of the wheat D genome Aegilops tauschii. Nature, 551(7681), 498-502. DOI:10.1038/nature24486

Jafarzadeh J, Bonnett D, Jannink J-L, Akdemir D, Dreisigacker S, Sorrells ME (2016) Breeding Value of Primary Synthetic Wheat Genotypes for Grain Yield. PLoS ONE 11(9): e0162860. DOI: 10.1371/journal.pone.0162860

Geigenberger, P. (2011). Regulation of starch biosynthesis in response to a fluctuating environment. Plant physiology, 155(4), 1566-1577. DOI: 10.1104/pp.110.170399

Nielsen, T. H., Rung, J. H., & Villadsen, D. (2004). Fructose-2, 6-bisphosphate: a traffic signal in plant metabolism. Trends in plant science, 9 (11), 556-563. DOI: 10.1016/j.tplants.2004.09.004

Cen, W., Liu, J., Lu, S., Jia, P., Yu, K., Han, Y., ... & Luo, J. (2018). Comparative proteomic analysis of QTL CTS-12 derived from wild rice (Oryza rufipogon Griff.), in the regulation of cold acclimation and de-acclimation of rice (Oryza sativa L.) in response to severe chilling stress. BMC Plant Biology, 18, 1-17. DOI: 10.1186/s12870-018-1381-7

Li, C., Li, N., Huang, R., Chen, C., Guo, J., Yang, X., ... & Wang, P. (2020). A single nucleotide substitution at the 3′-end of SBPase gene involved in Calvin cycle severely affects plant growth and grain yield in rice. BMC Plant Biology, 20(1), 1-14. DOI:10.1186/s12870-020-02541-x

Swarup, R., & Bhosale, R. (2019). Developmental roles of AUX1/LAX auxin influx carriers in plants. Frontiers in Plant Science, 10, 1306. DOI: 10.3389/fpls.2019.01306

Van Ha, C., Le, D. T., Nishiyama, R. I. E., Watanabe, Y. A. S. U. K. O., Sulieman, S., Tran, U. T., ... & Tran, L. S. P. (2013). The auxin response factor transcription factor family in soybean: genome-wide identification and expression analyses during development and water stress. DNA research, 20(5), 511-524. DOI:10.1093/dnares/dst027

Zhang, H., Zhang, J., Xu, Q., Wang, D., Di, H., Huang, J., ... & Zhou, Y. (2020). Identification of candidate tolerance genes to low-temperature during maize germination by GWAS and RNA-seq approaches. BMC plant biology, 20, 1-17. DOI: 10.1186/s12870-020-02543-9

Tiwari, M., Kumar Trivedi, P., & Pandey, A. (2021). Emerging tools and paradigm shift of gene editing in cereals, fruits, and horticultural crops for enhancing nutritional value and food security. Food and Energy Security, 10(1), e258. DOI:10.1002/fes3.258

Mao, X., Zhang, H., Tian, S., Chang, X., & Jing, R. (2010). TaSnRK2. 4, an SNF1-type serine/threonine protein kinase of wheat (Triticum aestivum L.), confers enhanced multistress tolerance in Arabidopsis. Journal of experimental botany, 61(3), 683-696. DOI:10.1093/jxb/erp331

Wei, S., Peng, Z., & Yang, Z. (2015). A simple approach based on intron length polymorphism (ILP) for chromosomal localization of gene WAG-2. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 75(3), 314-317. DOI: 10.5958/0975-6906.2015.00049.8

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

Завантаження

Опубліковано

2023-08-21

Номер

Том 14 № 1-2 (2023)

Розділ

Статті

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).