Biopolym. Cell. 2010; 26(6):499-507.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00017A
Геноміка, транскриптоміка та протеоміка
Геномна мінливість деяких видів роду Gentiana L. у природі та в культурі in vitro: RAPD-аналіз
1Твардовська М. О., 2Дробик Н. М., 1Мельник В. М., 1Конвалюк І. І., 1Кунах В. А.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка
    вул. М. Кривоноса, 2, Тернопіль, Україна, 46027

Abstract

Мета. Дослідити внутрішньовидову та сомаклональну мінливість Gentiana acaulis, G. cruciata та G. punctata. Методи. Полімеразна ланцюгова реакція з праймерами довільної послідовності (RAPD- ПЛР), гель-електрофорез. Результати. Виявлено видоспецифічність показників генетичної гетерогенності тирличів – відсотка поліморфних ампліконів і генетичних відстаней. Рівень внутрішньовидової мінливості зменшується у напрямку G. acaulis > G. punctata > G. cruciata. Показано, що зміни в культурі тканин тирличів за вмістом поліморфних ампліконів лежать у діапазоні 10– 15 % і не виходять за межі внутрішньовидової варіабельності. Висновки. Методом RAPD-ПЛР досліджено геномну мінливість G. acaulis, G. cruciata та G. punctata. Встановлено, що тирличі характеризуються різною варіабельністю як у природі, так і в культурі in vitro. У культурі тканин виявлено зміни, які значно менші порівняно з внутрішньовидовою мінливістю.
Keywords: геномна мінливість, види роду Тирлич (Gentiana L.), культура тканин рослин, внутрішньовидова, сомаклональна варіабельність, RAPD-ПЛР
Повний текст: (PDF, українською) (PDF, англійською)

References

[1] Red data Book of Ukraine. Plants and Fungy / 2 ed Kyiv: M. Bazhan Ukr. encyclopedy, 1996 608 p.
[2] Strashniuk N. M., Hrytsak L. R., Les'kova O. M., Mel'nyk V. M. Introduction in culture in vitro of some Gentiana L. genus species. Physiol. Biochem. Cultivated Plants. 2004; 36(4):327–334.
[3] Strashniuk N. M., Twardovska M. O., Mel'nyk V. M. Introduction in culture in vitro of Gentiana cruciata L. and Gentiana pneumonanthe L. species. Nauk. zap., Ser. Biol. (Ternop. nats. pedagog. univ. im. Volodymyra Gnatuka). 2006; 2(29):100–107.
[4] Pat. of Ukraine on a useful model N 36436 dated by 27.10. 2008. Method to gain of nontransgenic root isolated culture of gentians (Gentiana L.). N. M. Strashniuk, L. R. Hrytsak, V. M. Mel’nyk, M. O. Twardovska, I. I. Konvalyuk, V. A. Kunakh Bull. N 20.
[5] Mel'nyk V. M., Andreev I. O., Spiridonova K. V., Kunakh V. A. Restriction mapping and variability of 18S-25S ribosomal genes in some species of Gentiana genus. Tsitol. Genet. 2003; 37(5):65–71.
[6] Andreev IO, Spiridonova KV, Mel'nyk VM, Kunakh VA. Interspecies polymorphism and rearrangements in culture in vitro of 5S rRNA genes in Gentiana L. species. Dopovidi Nats Akad Nauk Ukrainy. 2004; (6):189-92.
[7] Strashniuk N. M., Twardovska M. O., Mel'nyk V. M. Karyology of some European species of Gentiana L. (Gentianaceae). Ukr. Bot. Zhur. 2008; 65(6):836–848.
[8] Twardovska M. O., Strashniuk N. M., Mel'nyk V. M., Konvalyuk I. I., Kunakh V. A. RAPD-analysis of the genome polymorphism for some Gentiana L. species from the Ukrainian flora. Repts Nat. Acad. Sci. Ukr. 2009; N 5:200–204.
[9] Mel'nyk V. M., Spiridonova K. V., Andreev I. O., Strashniuk N. M., Kunakh V. A. Variability of nuclear 18S-25S rDNA of Gentiana lutea L. in nature and in tissue culture in vitro. Tsitol. Genet. 2004; 38(3):16–21.
[10] Mel'nyk V. M., Andreev I. O., Spiridonova K. V., Strashniuk N. M., Kunakh V. A. 18S-25S rDNA variation in tissue culture of some Gentiana L. species. Tsitol. Genet. 2007; 41(2):19–23.
[11] Twardovska M. O., Strashniuk N. M., Mel'nyk V. M., Kunakh V. A. Evaluation of some Gentiana L. species tissue culture genetic variation. Bull. of Vavilov Soc. Geneticists and Breeders of Ukr. 2007; 5(1–2):104–111.
[12] Twardovska M. O., Strashniuk N. M., Mel'nyk V. M., Adonin V. I., Kunakh V. A. Chromosomal variability in a tissue culture of rare species of the genus Gentiana L. Cytology and Genetics. 200;8 42(4):12–17.
[13] Yeh F. C., Rongcai Y., Boyle T. POPGENE. Version 1.31 Edmonton: Univ. Alberta, 1999.
[14] Nei M., Li W.-H. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1979; 76(10):5269–5273.
[15] Kumar S., Tamura K., Nei M. MEGA3: Integrated software for molecular evolution genetics analysis and sequences alignment. Briefin. Bioinf. 2004 5(2):150–163.
[16] Nevo E. E. Evolution of genome-phenome diversity under environmental stress Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2001 98, N 11:6233–6240.
[17] Ward S. Genetic analysis of invasive plant populations at different spatial scales. Biol. Invas 2006 8, N 3:541–552.
[18] Roman B., Hernandez R., Pujadas-Salva A. J., Cubero J. I., Rubiales D., Satovic Z. Genetic diversity in two variants of Orobanche gracilis Sm. [var. gracilis and var. deludens (Beck) A. Pujadas] (Orobanchaceae) from different regions of Spain Electron. J. Biotechnol 2007 10, N 2:221–229.
[19] Fisher M., Matthies D. RAPD variation in relation to population size and plant fitness in the rare Gentianella germanica (Gentianaceae). Am. J. Bot 1998 85, N 6:811–819.
[20] Bublyk O. M., Andreev I. O., Spiridonova K. V., Muzyka V. I., Kolonina I. V., Kunakh V. A. Genetic heterogeneity of the rare endemic species Ungernia victoris (Amaryllidaceae): RAPD-analysis. Ukr. Bot. Zhur. 2008; 65(3):445– 452.
[21] Martirosyan E. V., Ryzhova N. N., Skryabin K. G., Kochieva E. Z. RAPD analysis of genome polymorphism in the family Lemnaceae. Russ. J. Genet 2008 44, N 3:360-4.
[22] Serebryakova T. I. Models of shoot formation and some evolutionary trends in the genus Gentiana L. Bull. MOIP Sect. Biol. 1979; 84(6):97–109.
[23] Hungerer K. B., Kadereit J. W. The phylogeny and biogeography of Gentiana L. sect. Ciminalis (Adans.) Dumort.: A historical interpretation of distribution ranges in the European high mountains Persp. Plant Ecol., Evol. and System 1998 1, N 1:121–135.
[24] Bublyk O. M., Andreev I. O., Spiridonova K. V., Mozhylevska L. P., Kunakh V. A. Studies on the genome variability in Ungernia victoris tissue culture through RAPD-markers Bull. of Vavilov Soc. Geneticists and Breeders of Ukr. 2006 4(1):3–11.
[25] Bublyk O. M., Andreev I. O., Spiridonova K. V., Kunakh V. A. Somaclonal variability of Ungernia victoris: the necessity of comprehensive genetic analysis. Biopolym. cell. 2008; 24, N 6:487–493.
[26] Kozyrenko M. M., Artyukova E. V., Lauve L. S., Boltenkov E. V. The analysis of genetic variability of callus cultures of several species of Iris L. genus. Russ. J. Biotechnol 2002. N 4:38–48.
[27] Solov'yan V. T., Spiridonova K. V., Kunakh V. A. Genome rearrangements in cell culture of Rauwolfia serpentina: Diverse pattern of genome variations. Russ. J. Genet. 1994 30(2):250–254.
[28] Kozyrenko M. M., Artyukova E. V., Lauve L. S., Zhuravlev Yu. N., Reunova G. D. The genetic variability of Panax ginseng callus lines. Russ. J. Biotechnol. 2001; N 1:19–26.
[29] Twardovska M. O., Strashniuk N. M., Mel'nyk V. M., Adonin V. I., Kunakh V. A. Chromosome number variability and chromosome aberration level in Gentiana acaulis L. tissue culture. Bull. of Vavilov Soc. Geneticists and Breeders of Ukr. 2006; 4(2):204–209.