Дискримінація мутацій іw2 та iw3, що викликають зміну фенотипу за восковою осугою, за допомогою IRAP- та REMAP-технологій

Автор(и)

  • Natalia Tytenko Національний Університет "Києво-Могилянська академія", Ukraine
  • Vitalii Shpylchyn Національний Університет "Києво-Могилянська академія", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18523/2617-4529.2019.2.32-39

Ключові слова:

пшеничний амфідиплоїд, воскова осуга, фенотипна мінливість, IRAP, REMAP

Анотація

Раніше було встановлено, що зміна прояву ознаки наявність/відсутність воскової осуги пов’язана з мутаціями у двох генах: мутація Iw3→iw3 призводить до перетворення морфотипу «зелена рослина» на морфотип «зелений колос – блакитне листя», мутація Iw2→iw2 – до перетворення морфотипу «зелений колос – блакитне листя» на морфотип «блакитна рослина». Метою дослідження було з’ясувати, яка саме мутація – Iw3→iw3 чи Iw2→iw2 – є критичною для зміни фенотипу амфідиплоїда Авротіка «зелений колос – блакитне листя» на «блакитна рослина». Щоб з’ясувати,  чи  має  хромосома  1В  (ген  Iw3)  якийсь  стосунок  до  перетворення  морфотипу  «зелений колос – блакитне листя» на морфотип «блакитна рослина», здійснили пошук поліморфізмів у зразках гібридів F1 від схрещування рослин Авротіки 2 (Авротіка 2 зелена х Авротіка 2 блакитна) та рослинах вихідного компонента схрещування Авротіки. Аналіз провели, використовуючи методику із застосуванням молекулярних маркерів IRAP та REMAP, а також модифікацію методу REMAP. Результати ампліфікації ДНК рослин Авротіки та її гібридів F1 з сортом Аврора з праймерами, підібраними для реалізації методів IRAP та REMAP, дали змогу зіставити поліморфізм, наявний у спектрах ампліконів, з різницею в градації ознаки наявність/відсутність воскової осуги. Встановлено, що хромосома 1В (ген Iw3) не задіяна в перетворенні морфотипу «зелений колос – блакитне листя» на морфотип «блакитна рослина».

Біографії авторів

Natalia Tytenko, Національний Університет "Києво-Могилянська академія"

бакалавр біології, студентка МП «Молекулярна біологія» кафедри біології НаУКМА

nataliia.tytenko@ukma.edu.ua

Vitalii Shpylchyn, Національний Університет "Києво-Могилянська академія"

кандидат біологічних наук, старший викладач кафедри біології НаУКМА

vshpylchyn@ukma.edu.ua

Посилання

Rose JKC, editor. The Plant Cell Wall. Germany: Blackwell Publishing Ltd; 2006. Chapter 2, The fine structure of the plant cuticle; р. 11–110.

Liu S, Dietrich CR, Schnable PS. DLA-based strategies for cloning insertion mutants: cloning the gl4 locus of maize using Mu transposon tagged alleles. Genetics. 2009;183(4):1215–25. https://doi.org/10.1534/genetics.109.108936

Maher C, Javelle M, Klein-Cosson C, Vernoud V, Rogowsky PM. Genome-wide characterization of the HD-ZIP IV transcription factor family in maize: preferential expression in the epidermis. Plant Physiol. 2011;157(2):790–803. https://doi.org/10.1104/pp.111.182147

Zhang Z, Wei W, Zhu H, Bi C, Trick HN. W3 is a new wax locus that is essential for biosynthesis of β-Diketone, development of Glaucousness, and Reduction of Cuticle Permeability in Common Wheat. PLoS One. 2015;10(10):1–21. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0140524

Simmonds JR, Fish LJ, Leverington-Waite MA, Wang Y, Howell PJ, Snape W. Mapping of a gene (Vir) for a nonglaucous, viridescent phenotype in bread wheat derived from Triticum dicoccoides, and its association with yield variation. Euph. 2008;159(3):333–41. https://doi.org/10.1007/s10681-007-9514-3

Wang J, Li W, Wang W. Fine mapping and metabolic and physiological characterization of the glume glaucousness inhibitor locus Iw3 derived from wild wheat. Theor Appl Genet. 2014;127(4):831–41. https://doi.org/10.1007/s00122-014-2260-8

Zhang Z, Wang W, Li W. Genetic interactions underlying the biosynthesis and inhibition of b -Diketones in wheat and their impact on glaucousness and cuticle permeability. Plant Physiol. 2013;163(1):5–20. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054129

Nishijima R, Iehisa JCM, Matsuoka Y, Takumi S. The cuticular wax inhibitor locus Iw2 in wild diploid wheat Aegilops tauschii : phenotypic survey, genetic analysis, and implications for the evolution of common wheat. 2014;14:1–14. https://doi.org/10.1186/s12870-014-0246-y

Shpylchyn VV, Mykhailyk SIu, Ternovska TK. Aktyvnist transpozona yak chynnyk vtraty funktsii hena Iw2 (T) u nashchadkiv shtuchnykh amfidyploidiv Triticinae. Faktory eksperymentalnoi evoliutsii orhanizmiv. 2016;(19):51–4.

Zhirov EG. Genomy pshenicy: issledovanie i perestrojka [avtoreferat dissertacii doktora nauk]. Kiev: Institut fiziologii rastenij i genetiki; 1989. 32 p.

Kalendar R, Schulman AH. IRAP and REMAP: two new retrotransposon-based DNA fingerprinting techniques. Nat Protoc. 2006;1(5):2478–84. https://doi.org/10.1038/nprot.2006.377

Abdollahi Mandoulakani B, Yaniv E, Kalendar R, Raats D, Bariana HS, Bihamta MR, Schulman AH. Development of IRAP- and REMAP-derived SCAR markers for marker-assisted selection of the stripe rust resistance gene Yr15 derived from wild emmer wheat. Theor Appl Genet. 2015;128(2):211–9. https://doi.org/10.1007/s00122-014-2422-8

Branco CJS, Vieira EA, Malone G, Kopp MM, Malone E, Bernardes A, et al. IRAP and REMAP assessments of genetic similarity in rice. J Appl Genet. 2007;48(2):107–13. https://doi.org/10.1007/bf03194667

Shpylchyn VV, Ternovska TK. Zmina proiavu oznaky voskova osuha u heneratsiiakh amfidyploidiv pidtryby Triticinae. Naukovi zapysky NaUKMA. Biolohiia ta ekolohiia. 2011;(119):3–7.

Shpylchyn VV, Antonyuk MZ, Ternovska TK. Genetic analysis of artificial Triticinae amphidiploid Aurotica based on the glaucousness trait. Cytol Genet. 2014;48(5):308–17. https://doi.org/10.3103/s0095452714050107

Bayram E, Yilmaz S, Hamat-mecbur H, Kartal-alacam G, Gozukirmizi N. Nikita retrotransposon movements in callus cultures of barley (Hordeum vulgare L.). Plant Omics. 2012;5(3):211–5.

Kraitshtein Z, Yaakov B, Khasdan V, Kashkush K. Genetic and Epigenetic Dynamics of a Retrotransposon After Allopolyploidization of Wheat. Genetics. 2010;186(3):801–12. https://doi.org/10.1534/genetics.110.120790

##submission.downloads##