Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей
За допомогою аналізу поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну здійснено генетичне профілювання восьми видів (десяти штамів) мікроводоростей з колекції IBASU-A Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. Вперше встановлено закономірності відмінностей ДНК-профілів таксономічних одиниць м...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2019 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2019
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/150474 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей / Я.В. Пірко, А.М. Рабоконь, А.С. Постовойтова, Ю.О. Білоножко, Л.О. Калафат, О.В. Борисова, П.М. Царенко, Я.Б. Блюм // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 1. — С. 93-99. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-150474 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Пірко, Я.В. Рабоконь, А.М. Постовойтова, А.С. Білоножко, Ю.О. Калафат, Л.О. Борисова, О.В. Царенко, П.М. Блюм, Я.Б. 2019-04-07T11:55:41Z 2019-04-07T11:55:41Z 2019 Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей / Я.В. Пірко, А.М. Рабоконь, А.С. Постовойтова, Ю.О. Білоножко, Л.О. Калафат, О.В. Борисова, П.М. Царенко, Я.Б. Блюм // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 1. — С. 93-99. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2019.01.093 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/150474 577.21:582.259 За допомогою аналізу поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну здійснено генетичне профілювання восьми видів (десяти штамів) мікроводоростей з колекції IBASU-A Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. Вперше встановлено закономірності відмінностей ДНК-профілів таксономічних одиниць мікроводоростей родового рівня, а саме: Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella, Tribonema та Euglena. Показано можливість використання методу оцінки поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну для міжвидової та внутрішньовидової диференціації мікроводоростей. С помощью анализа полиморфизма длины интронов генов β-тубулина осуществлено генетическое профилирование восьми видов (десяти штаммов) микроводорослей из коллекции IBASU-A Института ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины. Впервые установлены закономерности различий ДНК-профилей таксономических единиц микроводорослей родового уровня, а именно: Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella, Tribonema и Euglena. Продемонстрирована возможность применения метода оценки полиморфизма длины интронов генов β-тубулина для межвидовой и внутривидовой дифференциации микроводорослей. The genetic profiling of 8 microalgae species (10 strains) from the collection IBASU-A of Institute of Botany M.G. Kholodny of the NAS of Ukraine was performed using the intron length polymorphism analysis of β-tu bulin genes. For the first time, the regularities of the differences between the DNA profiles of the microalgae taxonomic units on the generic level, namely Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella, Tribonema, and Euglena were established. The possibility of using the method for estimating the intron length polymorphism of β-tubulin genes for the interspecies and intraspecific differentiations of microalgae in the polymorphism was demonstrated. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біологія Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей Полиморфизм длины интронов генов β-тубулина у микроводорослей Intron length polymorphism of β-tubulin genes in microalgae Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей |
| spellingShingle |
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей Пірко, Я.В. Рабоконь, А.М. Постовойтова, А.С. Білоножко, Ю.О. Калафат, Л.О. Борисова, О.В. Царенко, П.М. Блюм, Я.Б. Біологія |
| title_short |
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей |
| title_full |
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей |
| title_fullStr |
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей |
| title_full_unstemmed |
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей |
| title_sort |
поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей |
| author |
Пірко, Я.В. Рабоконь, А.М. Постовойтова, А.С. Білоножко, Ю.О. Калафат, Л.О. Борисова, О.В. Царенко, П.М. Блюм, Я.Б. |
| author_facet |
Пірко, Я.В. Рабоконь, А.М. Постовойтова, А.С. Білоножко, Ю.О. Калафат, Л.О. Борисова, О.В. Царенко, П.М. Блюм, Я.Б. |
| topic |
Біологія |
| topic_facet |
Біологія |
| publishDate |
2019 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Полиморфизм длины интронов генов β-тубулина у микроводорослей Intron length polymorphism of β-tubulin genes in microalgae |
| description |
За допомогою аналізу поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну здійснено генетичне профілювання
восьми видів (десяти штамів) мікроводоростей з колекції IBASU-A Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України. Вперше встановлено закономірності відмінностей ДНК-профілів таксономічних одиниць мікроводоростей родового рівня, а саме: Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella, Tribonema та Euglena.
Показано можливість використання методу оцінки поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну для
міжвидової та внутрішньовидової диференціації мікроводоростей.
С помощью анализа полиморфизма длины интронов генов β-тубулина осуществлено генетическое профилирование восьми видов (десяти штаммов) микроводорослей из коллекции IBASU-A Института ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины. Впервые установлены закономерности различий ДНК-профилей
таксономических единиц микроводорослей родового уровня, а именно: Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella,
Tribonema и Euglena. Продемонстрирована возможность применения метода оценки полиморфизма
длины интронов генов β-тубулина для межвидовой и внутривидовой дифференциации микроводорослей.
The genetic profiling of 8 microalgae species (10 strains) from the collection IBASU-A of Institute of Botany
M.G. Kholodny of the NAS of Ukraine was performed using the intron length polymorphism analysis of β-tu bulin
genes. For the first time, the regularities of the differences between the DNA profiles of the microalgae taxonomic
units on the generic level, namely Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella, Tribonema, and Euglena were
established. The possibility of using the method for estimating the intron length polymorphism of β-tubulin genes
for the interspecies and intraspecific differentiations of microalgae in the polymorphism was demonstrated.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/150474 |
| citation_txt |
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей / Я.В. Пірко, А.М. Рабоконь, А.С. Постовойтова, Ю.О. Білоножко, Л.О. Калафат, О.В. Борисова, П.М. Царенко, Я.Б. Блюм // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 1. — С. 93-99. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT pírkoâv polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT rabokonʹam polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT postovoitovaas polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT bílonožkoûo polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT kalafatlo polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT borisovaov polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT carenkopm polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT blûmâb polímorfízmdovžiniíntronívgenívβtubulínuumíkrovodorostei AT pírkoâv polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT rabokonʹam polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT postovoitovaas polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT bílonožkoûo polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT kalafatlo polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT borisovaov polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT carenkopm polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT blûmâb polimorfizmdlinyintronovgenovβtubulinaumikrovodoroslei AT pírkoâv intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae AT rabokonʹam intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae AT postovoitovaas intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae AT bílonožkoûo intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae AT kalafatlo intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae AT borisovaov intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae AT carenkopm intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae AT blûmâb intronlengthpolymorphismofβtubulingenesinmicroalgae |
| first_indexed |
2025-11-25T20:44:31Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:44:31Z |
| _version_ |
1850531100864020480 |
| fulltext |
93ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 1
Представники відділів Chlorophyta, Ochrophyta та Euglenophyta є невід’ємною складовою
біорізноманіття різних екосистем. Багато видів водоростей широко застосовуються для ви-
рішення технічних, господарських та наукових задач людства [1—3]. На сьогодні існує про-
блема ідентифікації різних видів мікроводоростей, в основі якої лежить поліфілетичне по-
ходження багатьох з них та наявність видів-двійників. Морфологічні методи не завжди
дають змогу розрізнити критичні види водоростей, а інколи є неоднозначними під час іден-
тифікації окремих родів. Зазвичай їх диференціюють за відмінностями репродуктивної
фази або особливостями життєвого циклу. Такі методи потребують довгострокових спосте-
режень за живими клітинами водоростей, глибоких знань їх морфології та порівняння зна-
чного об’єму інформації [1, 3]. Усе частіше для з’ясування питань філогенетики та видо-
ідентифікації застосовують різноманітні молекулярно-генетичні маркери [4, 5].
В останні роки для вирішення багатьох питань міжвидової та внутрішньовидової дифе-
ренціації організмів застосовують аналіз поліморфізму довжини інтронів різних генів [6].
Зокрема, метод оцінки поліморфізму довжини інтронів генів β-ту буліну (TBP (tubulin based
© Я.В. Пірко, А.М. Рабоконь, А.С. Постовойтова, Ю.О. Білоножко, Л.О. Калафат, О.В. Борисова,
П.М. Царенко, Я.Б. Блюм, 2019
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2019.01.093
УДК 577.21:582.259
Я.В. Пірко1, А.М. Рабоконь1, А.С. Постовойтова1,
Ю.О. Білоножко1, Л.О. Калафат1,
О.В. Борисова2, П.М. Царенко2, Я.Б. Блюм1
1 ДУ “Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України”, Київ
2 Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, Київ
E-mail: yarvp1@gmail.com
Поліморфізм довжини інтронів
генів β-тубуліну у мікроводоростей
Представлено академіком НАН України Я.Б. Блюмом
За допомогою аналізу поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну здійснено генетичне профілювання
восьми видів (десяти штамів) мікроводоростей з колекції IBASU-A Інституту ботаніки ім. М.Г. Холод-
ного НАН України. Вперше встановлено закономірності відмінностей ДНК-профілів таксономічних оди-
ниць мікроводоростей родового рівня, а саме: Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella, Tribonema та Euglena.
Показано можливість використання методу оцінки поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну для
міжвидової та внутрішньовидової диференціації мікроводоростей.
Ключові слова: мікроводорості, молекулярно-генетичні маркери, гени β-тубуліну, інтрони.
94 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019. № 1
Я.В. Пірко, А.М. Рабоконь, А.С. Постовойтова, Ю.О. Білоножко, Л.О. Калафат, О.В. Борисова...
polymorphism)) вважається надійною та стабільно працюючою для різних видів вищих
рослин системою молекулярно-генетичних мар керів [7]. Цей метод базується на консерва-
тивності послідовностей екзонів генів β-тубуліну в усіх еукаріотичних організмів. Крім
того, у рослин майже всі гени β-тубуліну мають подібну організацію [8]. Тож можна при-
пустити, що дослідження довжини інтронів генів β-тубуліну може стати надійним інстру-
ментом для генетичного профілювання різних таксонів зелених мікроводоростей.
Матеріали та методи. У дослідженні використано вісім видів (10 штамів) мікроводо-
ростей з колекції IBASU-A Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного, що представ ляли три
філи — зеленої (Chlorophyta), жовтої або жовто-зеленої (Ochrophyta) та евгленофітової
(Euglenophyta) лінії еволюції. Вибрані види та штами у філогенетичному відношенні форму-
ють добре відокремлені клади і мають різну таксономічну належність на рівні найвищих
таксономічних одиниць (відділів). Вони належать до п’яти родів трьох таксономічних від-
ділів: Acutodesmus acuminatus (Lagerh.) P. Tsa renko, штам IBASU-A 245, Acutodesmus dimor-
phus (Turpin) P.Tsa renko, штам IBASU-A 251, Acutodesmus dimorphus, штам IBASU-A 344,
Desmodesmus armatus (Chodat) E.Hegew., штам IBASU-A 338, Desmodesmus armatus, штам
IBASU-A 263, Des mo desmus subspicatus (Chodat) E.Hegew. et A.Schmidt, штам IBASU-A 408,
Dunaliella salina (Dunal) Teodor., штам IBASU-A 4, Dunaliellа minuta W.Lerche, штам IBASU-A
40 (Chloro phyta), Tribonema ulotrichoides Pascher, штам IBASU-A 520 (Ochrophyta) та Eugle-
na sp., штам IBASU-A 498 (Euglenophyta).
Тотальну геномну ДНК мікроводоростей екстрагували за допомогою ЦТАБ-ме тоду [9].
Якість і кількість ДНК перевіряли за допомогою електрофорезу в 1,5 %-му агарозному гелі
і спектрофотометрично на біофотометрі “Eppendorf” з визначенням концентрації і ступеня
забруднення ДНК. Зразки ДНК зберігали при –20 °С.
ТВР- та сТВР(комбінаторний ТВР-метод)-аналізи виконували з використанням універ-
сальних праймерів, узятих з літературних джерел. Полімеразну ланцюгову реакцію (ПЛР)
здійснювали на ампліфікаторі Thermal Cycler 2720 (“Applied Biosystems”, США) згідно з
Bardini із співавт., 2004 [7, 10]. Кожну реакцію проводили як мінімум у двократній повтор-
ності з використанням негативного контролю. Продукти ампліфікації розділяли за допо-
могою електрофорезу в 6 %-му неденатуруючому поліакриламідному гелі в 1 × ТВЕ-буфері
при 350 В, візуалізацію фрагментів проводили шляхом їх фарбування нітратом срібла [11].
Довжину відтворюваних і найбільш чітких фрагментів визначали, використовуючи ДНК-
маркер (O’Gene Ruler™ 100 bp Plus DNA Ladder, ready-to-use; “Fermentas”, Литва). Зоб ра-
ження аналізували за допомогою програми GelAnalyzer [12]. Для кластерного аналізу, який
здійснювали за допомогою методу UPGMA з використанням програми FreeTree (https://
web.natur.cuni.cz/~flegr/programs/freetree.htm), були використані значення подібності Нея
та Лі. Для оцінки достовірності побудованих дерев проведено бут стреп-аналіз для 1000 по-
вторностей розподілу зразків. Отримані дендрограми візуалізували за допомогою програми
FigTree v1.4.2 (http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree/).
Результати та їх обговорення. Варто зазначити, що ТВР-маркерна система раніше ви-
користовувалася для оцінки поліморфізму довжини інтронів генів β-тубуліну тільки вищих
рослин. Результати проведеного електрофоретичного аналізу досліджуваних видів і штамів
мікроводоростей з використанням ТВР-маркерів показали, що переважна більшість чітких
та поліморфних смуг (ампліконів інтронів генів β-тубуліну) візуалізувалася в діапазоні
95ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 1
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей
290—1200 п. н. (рис. 1, а). Крім того, на електрофореграмі спостерігалася поява нечітких
смуг, характерних для ПЛР-продуктів неповної ампліфікації ДНК. У подальшому ці амплі-
кони не аналізувалися. Діапазон довжин утворюваних фрагментів інтронів генів β-тубуліну
в цілому відповідає очікуваним результатам ампліфікації першого інтрона з невеликими ді-
лянками пер шого та другого екзонів [7].
Для кожного зразка спостерігалося формування ДНК-профілю зі специфічним набо-
ром та розподілом ампліконів інтронів генів β-тубуліну з певними відмінностями. При цьо-
му ТВР-профілі відрізнялися для таксономічних одиниць різного рівня (міжродового, між-
видового та між окремими штамами). Зокрема, утворювалися ДНК-специфічні профілі, що
містили фрагменти інтронів генів β-тубуліну, для кожного з п’яти родів мікроводоростей, а
саме: Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella та родів Tribonema і Euglena. На міжвидовому рів-
ні виявлений поліморфізм інтронів генів β-тубуліну у видів A. acuminatus (штам IBASU-A
245) та A. dimorphus (штами IBASU-A 251 та IBASU-A 344). Також були проаналізовані
різні види роду Desmo desmus. Встановлено, що D. аrmatus (штам IBASU-A 263) та D. sub spi-
Рис. 1. Електрофореграма з ампліконами інтронів генів β-тубуліну водоростей (інтервал 200—3300 п. н.),
отримана за допомогою ТВР- (а) та сТВР-методів (б). Номери зразків: 1, 2 — Acutodesmus dimorphus (штам
IBASU-A 251); 3, 4 — Desmodesmus armatus (штам IBASU-A 263); 5, 6 — Acutodesmus dimorphus (штам
IBASU-A 344); 7, 8 — Acutodesmus acuminatus (штам IBASU-A 245); 9, 10 — Desmodesmus armatus (штам
IBASU-A 338); 11 — Desmodesmus subspicatus (штам IBASU-A 408); 12 — Dunaliella minuta (штам IBASU-A
40); 13 — Dunaliella salina (штам IBASU-A 4); 14 — Tribonema ulotrichoides (штам IBASU-A 520); 15 — Eu-
gle na sp. (штам IBASU-A 498); М — ДНК-маркер O’GeneRuler™ 100 bp Plus DNA Ladder (“Fermentas”)
96 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019. № 1
Я.В. Пірко, А.М. Рабоконь, А.С. Постовойтова, Ю.О. Білоножко, Л.О. Калафат, О.В. Борисова...
catus (штам IBASU-A 408) мали однаковий фрагмент ДНК завдовжки близько 620 п. н.,
хоча у D. аrmatus (штам IBASU-A 338) цей фрагмент був відсутній. Для Dunaliella salina
(штам IBASU-A 4) та D. minuta (штам IBASU-A 40) показано утворення відмінних ТВР-
профілів лише з одним однаковим фрагментом завдовжки близько 595 п. н.
З метою генетичного профілювання та диференціації мікроводоростей на рівні окремих
штамів у межах одного виду було проаналізовано по два штами A. dimorphus (штам IBASU-A
251 і штам IBASU-A 344) та D. аrmatus (штам IBASU-A 338 і штам IBASU-A 263). За ре-
зультатами ТВР-аналізу виявлено значні відмінності в ДНК-профілях досліджених штамів.
Два штами A. dimorphus містили унікальні амплікони інтронів генів β-тубуліну, а в штамів
D. аrmatus виявлено лише один спільний фрагмент у діапазоні від 1000 до 1200 п. н.
Дані фінгерпринтингу за першим інтроном гена β-тубуліну були використані для клас-
терного аналізу за допомогою методу UPGMA. З отриманої дендрограми (рис. 2) видно, що,
з одного боку, всі зразки, хоч і не з високою бутстреп-підтримкою, диференціюються один
від одного, а з іншого — розподіляються на три кластери згідно з існуючою таксономічною
класифікацією, при цьому в межах кожного кластера зберігається генотипова унікальність.
У подальшому для всіх досліджуваних видів та штамів була застосована варіа ція ТВР-
аналізу, яка передбачає оцінку поліморфізму довжини другого інтрона генів β-тубуліну —
сТВР метод [13]. Раніше такий підхід використовувався лише для генотипування вищих
рослин. Тож у цьому дослідженні вперше показані результати сТВР-аналізу мікроводорос-
тей. У кожному з проаналізованих із використанням сТВР-маркерів зразків утворювалися
чіткі і відтворювані фрагменти ДНК, що містили другий інтрон генів β-тубуліну, які варію-
вали в діапазоні від 200 до 3000 п. н. (див. рис. 1, б).
На міжродовому рівні для кожного з п’яти досліджуваних родів мікроводоростей пока-
зано утворення ДНК-профілів, які значно відрізнялися один від одного. Варто зазначити,
Рис. 2. UPGMA-дендрограма, побудована на підставі результатів аналізу поліморфізму довжини інтро-
нів генів β-тубуліну у досліджених зразків мікроводоростей
97ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 1
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей
що смуга поліморфних ампліконів, розташованих вище 200 п. н., є характерною для пред-
ставників усіх проаналізованих родів. Винятком є штами роду Dunaliella: D. salina (штам
IBASU-A 4) та D. minuta (штам IBASU-A 40), у яких ці фраг менти відсутні.
На міжвидовому рівні виявлений поліморфізм ампліконів інтронів генів β-ту бу ліну у
видів A. acuminatus (штам IBASU-A 245) та A. dimorphus (штами IBASU-A 251 і IBASU-A
344). До того ж ДНК-профілі цих видів не містили однакових фрагментів інших інтронів
генів β-тубуліну, крім фрагментів завдовжки близько 214 п. н. у зразків A. dimorphus (штам
IBASU-A 251) та A. acuminatus (штам IBASU-A 245). Результати сТВР-аналізу різних видів
роду Desmodesmus — D. аrmatus (штами IBASU-A 338 і IBASU-A 263) та D. subspicatus (штам
IBASU-A 408) — свідчать про те, що їхні ДНК-профілі містять лише один однаковий фраг-
мент ДНК завдовжки близько 206 п. н. Для видів Dunaliella salina (штам IBASU-A 4) та
D. minuta (штам IBASU-A 40) показано утворення відмінних сТВР-профілів і відсутність
спільних ампліконів другого інтрона генів β-тубуліну.
На підставі результатів порівняння, отриманих із застосуванням двох спорід нених під-
ходів — оцінки ТВР та сТВР, доходимо висновку, що обидві маркерні системи придатні для
генотипування різних зразків мікроводоростей. Кожна з цих ДНК-маркерних систем дає
змогу отримати низку чітких та відтворюваних фрагмен тів, що містять перший (для ТВР)
та другий (для сТВР) інтрони генів β-тубуліну. Специфічні ТВР- та сТВР-профілі значно
відрізняються між собою за кількістю та розташуванням цільових ампліконів інтронів, од-
нак дають можливість чітко ди фе ренціювати генотипи мікроводоростей різних таксономіч-
них рівнів. Загалом отримані результати свідчать про доцільність подальшого використан-
ня даних ДНК-маркерів для генотипування та аналізу різних таксонів водоростей.
Таким чином, вперше за допомогою ТВР- та сТВР-аналізу досліджено поліморфізм до-
вжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей на міжродовому і міжви довому рівнях.
Результати генотипування і диференціації штамів показали знач ні відмінності між пред-
ставниками різних таксономічних одиниць. ТРВ та сТВР-мар кери виявилися простими,
швидкими і надійними молекулярно-гене тич ними інструментами, які можуть бути застосо-
вані для генотипування та диферен ціації мікроводоростей.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Темралеева А.Д., Минчева Е.В., Щербаков Д.Ю., Пинский Д.Л. ДНК-штрихкодирование зеленых во-
дорослей: обзор. Альгология. 2013. 23, № 4. С. 396—418.
2. Царенко П., Борисова О., Блюм Я. Мікроводорості як об’єкт біоенергетики: види колекції IBASU-A —
перспективні продуценти біомаси як джерела сировини для біопалива. Вісн. НАН України. 2011. № 5.
C. 49—54.
3. Chikkaswamy B.K., Paramanik R.Ch. Molecular distinction of algae using molecular marker. Int. J. Curr.
Microbiol. App. Sci. 2016. 5, № 9. P. 489—495. doi: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2016.509.054
4. Матвеева Т.В., Павлова О.А., Богомаз Д.И., Демкович А.Е., Лутова Л.А. Молекулярные маркеры для
видоидентификации и филогенетики растений. Экол. генетика. 2011. 9, № 1. С. 32—43.
5. Wongsawad Ph., Peerapornpisal Yu. Molecular identification and phylogenetic relationship of green algae,
Spirogyra ellipsospora (Chlorophyta) using ISSR and rbcL markers. Saudi J. Biol. Sci. 2014. 21. Р. 505—510.
doi: https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2014.01.003 1319-562X
6. Xia X., Luan L.L., Qin G., Yu L.F., Wang Zh.W., Dong W.C., Song Y., Qiao Y., Zhang X.S., Sang Y.L., Yang L.
Genome-wide analysis of SSR and ILP markers in trees: diversity profiling, alternate distribution, and
applications in duplication. Sci. Rep. 2017. 7, № 1. 17902. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-017-17203-6
98 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019. № 1
Я.В. Пірко, А.М. Рабоконь, А.С. Постовойтова, Ю.О. Білоножко, Л.О. Калафат, О.В. Борисова...
7. Bardini M., Lee D., Donini P., Mariani A., Giani S., Toschi M., Lowe C., Breviario D. Tubulin-based poly mor-
phism (TBP): a new tool, based on functionally relevant sequences, to assess genetic diversity in plant species.
Genome. 2004. 47. P. 281—291.
8. Rabokon A.N., Pirko Ya.V., Demkovych A.Ye., Blume Ya.B. Comparative analysis of the efficiency of intron-
length polymorphism of β-tubulin genes and microsatellite loci for flax varieties genotyping. Cytol. Genetics.
2018. 52, № 1. P. 1—10.
9. Molecular cloning: a laboratory manual: Sambrook J., Russell D.W. (eds.). Vol. 2. Cold Spring Harbor: Cold
Spring Laboratory Press, 2001. 2100 p.
10. Breviario D., Baird W.V., Sangoi S., Hilu K., Blumetti P., Gianì S. High polymorphism and resolution in
targeted fingerprinting with combined beta-tubulin introns. Mol. Breed. 2007. 20. Р. 249—259.
11. Benbouza H., Jean-Marie J., Jean-Pierre B. Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining
met hod to detect SSR markers in polyacrylamide gels. Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 2006. 10, № 2. P. 77—81.
12. Lazar I. GelAnalyzer.com, 2010. URL: http://www.gelanalyzer.com/
13. Braglia L., Manca A., Mastromauro F., Breviario D. cTBP: A successful intron length polymorphism (ILP)-
based genotyping method targeted to well defined experimental needs. Diversity. 2010. 2, № 4. P. 572—585.
Надійшло до редакції 07.12.2018
REFERENCES
1. Temraleeva, A.D., Mincheva, E.V., Sherbakov, D.Yu. & Pinsky, D.L. (2013). DNA-barcoding of green algae:
a review. Аlgologia, 23, Nо. 4, pp. 396-418 (in Ukrainian).
2. Tsarenko, P., Borysova, O. & Blyume, Ya. (2011). Microalgas as bioenergetics object IBASU-A collection
species — perspective producers of biomass as the source of raw stuff for biofuel. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr.,
Nо. 5, pp. 49-54 (in Ukrainian).
3. Chikkaswamy, B.K. & Paramanik, R.Ch. (2016). Molecular distinction of algae using molecular marker. Int.
J. Curr. Microbiol. App. Sci., 5, No. 9, pp. 489-495 doi: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2016.509.054
4. Matveeva, T.V., Pavlova, O.A., Bogomaz, D.I., Lutova, L.A. & Demkovich, A.E. (2011). Molecular markers
for plant species identification and phylogenetics. Ecol. Genetics, 9, No. 1, pp. 32-43 (in Russian).
5. Wongsawad, Ph. & Peerapornpisal, Yu. (2014). Molecular identification and phylogenetic relationship of green
algae, Spirogyra ellipsospora (Chlorophyta) using ISSR and rbcL markers. Saudi J. Biol. Sci., 21, pp. 505-510.
doi: https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2014.01.003 1319-562X
6. Xia, X., Luan, L. L., Qin, G., Yu, L.F., Wang, Zh.W., Dong, W.Ch., Song, Y., Qiao, Y., Zhang, X.S., Sang, Y.L. &
Yang, L. (2017). Genome-wide analysis of SSR and ILP markers in trees: diversity profiling, alternate
distribution, and applications in duplication. Sci. Rep., 7, No. 1, 17902. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-
017-17203-6
7. Bardini, M., Lee, D., Donini, P., Mariani, A., Giani, S., Toschi, M., Lowe, C. & Breviario, D. (2004). Tubulin-
based polymorphism (TBP): a new tool, based on functionally relevant sequences, to assess genetic diversity
in plant species. Genome, 47, pp. 281-291.
8. Rabokon, A.N., Pirko, Ya.V., Demkovych, A.Ye. & Blume, Ya.B. (2018). Comparative analysis of the efficien-
cy of intron-length polymorphism of β-tubulin genes and microsatellite loci for flax varieties genotyping.
Cytol. Genetics, 52, No. 1, pp. 1-10.
9. Sambrook, J. & Russell, D.W. (Eds.). (2001). Molecular сloning: a laboratory manual. (Vol. 2). Cold Spring
Harbor: Cold Spring Laboratory Press.
10. Breviario, D., Baird, W.V., Sangoi, S., Hilu, K., Blumetti, P. & Gianì, S. (2007). High polymorphism and
resolution in targeted fingerprinting with combined beta-tubulin introns. Mol. Breed., 20, pp. 249-259.
11. Benbouza, H., Jean-Marie, J. & Jean-Pierre, B. (2006). Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive
silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gels. Biotechnol. Agron. Soc. Environ., 10,
No. 2. pp. 77-81.
12. Lazar, I. (2010). GelAnalyzer.com. Retrieved from http://www.gelanalyzer.com/
13. Braglia, L., Manca, A., Mastromauro, F. & Breviario, D. (2010). cTBP: A successful intron length polymorphism
(ILP)-based genotyping method targeted to well defined experimental needs. Diversity, 2, No. 4, pp. 572-585.
Received 07.12.2018
99ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 1
Поліморфізм довжини інтронів генів β-тубуліну у мікроводоростей
Я.В. Пирко 1, А.Н. Рабоконь 1, А.С. Постовойтова 1, Ю.А. Белоножко 1,
Л.А. Калафат 1, О.В. Борисова 2, П.М. Царенко 2, Я.Б. Блюм 1
1ГУ “Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины”, Киев
2Институт ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины, Киев
E-mail: yarvp1@gmail.com
ПОЛИМОРФИЗМ ДЛИНЫ ИНТРОНОВ ГЕНОВ
β-ТУБУЛИНА У МИКРОВОДОРОСЛЕЙ
С помощью анализа полиморфизма длины интронов генов β-тубулина осуществлено генетическое про-
филирование восьми видов (десяти штаммов) микроводорослей из коллекции IBASU-A Института бота-
ники им. Н.Г. Холодного НАН Украины. Впервые установлены закономерности различий ДНК-профилей
таксономических единиц микроводорослей родового уровня, а именно: Acutodesmus, Desmodesmus, Duna-
liella, Tribonema и Euglena. Продемонстрирована возможность применения метода оценки полиморфизма
длины интронов генов β-тубулина для межвидовой и внутривидовой дифференциации микроводорослей.
Ключевые слова: микроводоросли, молекулярно-генетические маркеры, гены β-тубулина, интроны.
Ya.V. Pirko 1, A.M. Rabokon 1, A.S. Postovoitova 1, Yu.O. Bilonozhko 1,
L.O. Kalafat 1, O.V. Borisova 2, P.M. Tsarenko 2, Ya.B. Blume 1
1Institute of Food Biotechnology and Genomics of the NAS of Ukraine, Kiev
2M.G. Kholodny Institute of Botany of the NAS of Ukraine, Kiev
E-mail: yarvp1@gmail.com
INTRON LENGTH POLYMORPHISM
OF β-TUBULIN GENES IN MICROALGAE
The genetic profiling of 8 microalgae species (10 strains) from the collection IBASU-A of Institute of Botany
M.G. Kholodny of the NAS of Ukraine was performed using the intron length polymorphism analysis of β-tu bu-
lin genes. For the first time, the regularities of the differences between the DNA profiles of the microalgae taxo-
nomic units on the generic level, namely Acutodesmus, Desmodesmus, Dunaliella, Tribonema, and Euglena were
established. The possibility of using the method for estimating the intron length polymorphism of β-tubulin ge-
nes for the interspecies and intraspecific differentiations of microalgae in the polymorphism was demonstrated.
Keywords: microalgae, molecular genetic markers β-tubulin genes, introns.
|