Biopolym. Cell. 2023; 39(3):201-208.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000A8F
Геноміка, транскриптоміка та протеоміка
Варіації високоповторюваних послідовностей ДНК, виявлених методом FISH, у жита та його диких родичів
1Алхімова О. Г., 1Твардовська М. О., 2Портова П. А., 1Кунах В. А.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143
  2. Компанія розробки програмного забезпечення MacPaw
    Вул. Велика Васильківська, 100, Київ, Україна, 03150

Abstract

Мета. Визначення послідовності організації термінальних ділянок хромосом чотирьох сортів Secale cereale L. та деяких його диких родичів для подальшої ідентифікації окремих хромосом з використанням відповідних зондів. Методи. Флуоресцентна гібридизація in situ, мікроскопія. Результати. За допомогою FISH аналізу виявлено 26–28 сайтів послідовності pSc200 на кінцях усіх 14 пар хромосом та 18 сигналів послідовності pSc250 на хромосомах S. cereale. Ці повтори були по-різному локалізовані на хромосомах близькоспоріднених видів Dasypyrum villosum та Dasypyrum breviaristatum, тому припускаємо, що тетраплоїд D. breviaristatum має аллополіплоїдне походження і не може бути нащадком D. villosum. Висновки. Виявлено характерний розподіл тандемних повторів pSc200 та pSc250 триби Triticeae, що дозволяє встановити еволюційні зв’язки між досліджуваними видами та напрямки їх дивергенції.
Keywords: Secale cereale L., види Dasypyrum, Agropyron cristatum L., субтеломери, тандемні повтори, флуоресцентна гібридизація in situ
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Van de Peer Y, Mizrachi E, Marchal K. The evolutionary significance of polyploidy. Nat Rev Genet. 2017; 18(7):411-24.
[2] Aguilar M, Prieto P. Telomeres and Subtelomeres Dynamics in the Context of Early Chromosome Interactions During Meiosis and Their Implications in Plant Breeding. Front Plant Sci. 2021; 12:672489.
[3] Luo J, Liao R, Duan Y, Fu S, Tang Z. Variations of subtelomeric tandem repeats and rDNA on chromosome 1RS arms in the genus Secale and 1BL.1RS translocations. BMC Plant Biol. 2022; 22(1):212.
[4] Evtushenko EV, Elisafenko EA, Vershinin AV. Organization and evolution of the subtelomeric regions of the rye chromosomes. Tsitologiia. 2013; 55(4):230-3.
[5] Mehrotra S, Goyal V. Repetitive sequences in plant nuclear DNA: types, distribution, evolution and function. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2014; 12(4):164-71.
[6] Ågren JA, Wright SI. Selfish genetic elements and plant genome size evolution. Trends Plant Sci. 2015; 20(4):195-6.
[7] Plohl M. Those mysterious sequences of satellite DNAs. Period Biol. 2010; 112(4): 403-10.
[8] Saxena RK, Edwards D, Varshney RK. Structural variations in plant genomes. Brief Funct Genomics. 2014; 13(4):296-307.
[9] Alkhimova OG, Zimina OV. Identification of rye chromosomes by flow cytogenetics. Byopolym Cell. 2017; 33(2):116-23.
[10] Evtushenko EV, Levitsky VG, Elisafenko EA, Gunbin KV, Belousov AI, Šafář J, Doležel J, Vershinin AV. The expansion of heterochromatin blocks in rye reflects the co-amplification of tandem repeats and adjacent transposable elements. BMC Genomics. 2016; 17:337.
[11] Vershinin AV, Schwarzacher T, Heslop-Harrison JS. The large-scale genomic organization of repetitive DNA families at the telomeres of rye chromosomes. Plant Cell. 1995; 7(11):1823-33.
[12] Schwarzacher T, Heslop-Harrison JS. Practical in situ Hybridization. – Oxford: BIOS, 2000; 250p.
[13] Alkhimova OG, Mazurok NA, Potapova TA, Zakian SM, Heslop-Harrison JS, Vershinin AV. Diverse patterns of the tandem repeats organization in rye chromosomes2004; 113(1):42-52.
[14] Uslu E, Reader SM, Miller TE. Characterization of Dasypymm villosum (L.) Candargy chromosomes by fluorescent in situ hybridization. Hereditas. 1999; 131(2):129-34.
[15] Li G, Gao D, Zhang H, Li J, Wang H, La S, Ma J, Yang Z. Molecular cytogenetic characterization of Dasypyrum breviaristatum chromosomes in wheat background revealing the genomic divergence between Dasypyrum species. Mol Cytogenet. 2016; 9:6.
[16] Gupta PK, Fedak G, Molnar SJ, Wheatcroft R. Distribution of a Secale cereale DNA repeat sequence among 25 Hordeum species. Genome. 1989; 32(3):383-8.
[17] Dover G. Molecular drive: a cohesive mode of species evolution. Nature. 1982; 299(5879):111-7.
[18] Vershinin AV, Elisafenko EA, Evtushenko EV. Genetic Redundancy in Rye Shows in a Variety of Ways. Plants (Basel). 2023; 12(2):282.
[19] Alkhimova AG, Heslop-Harrison JS, Shchapova AI, Vershinin AV. Rye chromosome variability in wheat-rye addition and substitution lines. Chromosome Res. 1999; 7(3):205-12.
[20] Vershinin AV, Alkhimova EG, Heslop-Harrison JS. Molecular diversification of tandemly organized DNA sequences and heterochromatic chromosome regions in some Triticeae species. Chromosome Res. 1996; 4(7):517-25.
[21] Šafář J, Šimková H, Doležel J. Construction of BAC Libraries from Flow-Sorted Chromosomes. Methods Mol Biol. 2016; 1429:135-49.
[22] Palazzo AF, Koonin EV. Functional Long Non-coding RNAs Evolve from Junk Transcripts. Cell. 2020; 183(5):1151-61.
[23] van Emden TS, Braun S. TASks for subtelomeres: when nucleosome loss and genome instability are favored. Curr Genet. 2019; 65(5):1153-60.
[24] Calderón MC, Rey MD, Martín A, Prieto P. Homoeologous Chromosomes From Two Hordeum Species Can Recognize and Associate During Meiosis in Wheat in the Presence of the Ph1 Locus. Front Plant Sci. 2018; 9:585.
[25] Naranjo T. Forcing the shift of the crossover site to proximal regions in wheat chromosomes. Theor Appl Genet. 2015; 128(9):1855-63.
[26] Xi W, Tang Z, Luo J, Fu S. Physical Location of New Stripe Rust Resistance Gene(s) and PCR-Based Markers on Rye (Secale cereale L.) Chromosome 5 Using 5R Dissection Lines. Agronomy. 2019; 9(9):498.