Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров

В настоящей работе проведен сравнительный молекулярно-генетический анализ геномов линий ВИР-27 и ЧК-218 при помощи SSR- и RAPD-ПЦР. Степень полиморфизма составила 26,9 % для SSR-аллелей и 21,7 % для RAPD-ампликонов. Обнаруженные отличия свидетельствуют о том, что обработка семян кукурузы стрептомици...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Цитология и генетика
Дата:	2007
Автори:	Майданюк, Д.Н., Андреев, И.О., Кунах, В.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України 2007
Теми:	Оригинальные работы
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66601
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров / Д.Н. Майданюк, И.О. Андреев, В.А. Кунах // Цитология и генетика. — 2007. — Т. 41, № 6. — С. 18-25. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859945973271232512
author	Майданюк, Д.Н. Андреев, И.О. Кунах, В.А.
author_facet	Майданюк, Д.Н. Андреев, И.О. Кунах, В.А.
citation_txt	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров / Д.Н. Майданюк, И.О. Андреев, В.А. Кунах // Цитология и генетика. — 2007. — Т. 41, № 6. — С. 18-25. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Цитология и генетика
description	В настоящей работе проведен сравнительный молекулярно-генетический анализ геномов линий ВИР-27 и ЧК-218 при помощи SSR- и RAPD-ПЦР. Степень полиморфизма составила 26,9 % для SSR-аллелей и 21,7 % для RAPD-ампликонов. Обнаруженные отличия свидетельствуют о том, что обработка семян кукурузы стрептомицином оказывает заметное мутагенное воздействие, при этом наряду со структурой хромосом изменяется и последовательность ДНК. У цій роботі проведено порівняльний аналіз геномів ліній ВІР-27 і ЧК-218 за допомогою SSRі RAPD-ПЛР. Ступінь поліморфізму склав 26,9 % для SSR-аллелей і 21,7 % для RAPD-ампліконів. Виявлені відмінності свідчать про те, що обробка насіння кукурудзи стрептоміцином має помітний мутагенний вплив, при цьому поряд із структурою хромосом змінюється і послідовність ДНК. This paper provides comparative analysis of genomes of the VIR-27 and ChK-218 lines with SSR- and RAPD-PCR. The level of polymorphism extent reached 26,9 % in the case of SSR-alleles and 21,7 % in the case of RAPD-amplicons. The detected differences suggest that treatment of maize seeds with streptomycin makes considerable mutagenic effect which involves both structural chromosome changes and DNA sequence alterations.
first_indexed	2025-12-07T16:14:13Z
format	Article
fulltext	Линия ЧК�218 получена путем экспериментального мутагенеза, а именно обработкой семян линии ВИР�27 стрептомицином. Ранее показаны значительные отли� чия между упомянутыми линиями по размерам и коли� честву гетерохроматиновых районов в разных парах хромосом. В настоящей работе проведен сравнительный молекулярно�генетический анализ геномов линий ВИР�27 и ЧК�218 при помощи SSR� и RAPD�ПЦР. Степень по� лиморфизма составила 26,9 % для SSR�аллелей и 21,7 % для RAPD�ампликонов. Обнаруженные отличия свиде� тельствуют о том, что обработка семян кукурузы стрептомицином оказывает заметное мутагенное воз� действие, при этом наряду со структурой хромосом из� меняется и последовательность ДНК. Введение. Кукуруза – одна из наиболее рас� пространенных культур в мировом земледелии. Среди возделываемых растений она занимает первое место по валовым сборам зерна и второе по посевным площадям. Вегетативная масса кукурузы является ценным кормом в живот� новодстве, а ее зерно широко используется для продовольственных целей и в качестве сырья для промышленности. Подсчитано, что из ку� курузы получают более 500 основных и побоч� ных продуктов [1]. В то же время дальнейшее улучшение кукурузы путем традиционной се� лекции сдерживается ограниченным набором исходных форм для скрещивания. Одним из методов, позволяющих значительно расширить генетическое разнообразие форм кукурузы, является экспериментальный мутагенез [2, 3], при помощи которого, а именно путем обра� ботки семян стрептомицином, из линии ВИР� 27 была получена линия ЧК�218, обладающая более высокими агрономическими показате� лями по сравнению с исходной линией [4]. Проведенные ранее цитогенетические ис� следования показали, что линии ВИР�27 и ЧК�218 отличаются друг от друга по размерам и количеству гетерохроматиновых районов [5]. Принимая во внимание эти данные, указы� вающие на возможные структурные перестрой� ки генома исходной линии ВИР�27 под дейст� вием стрептомицина, мы предприняли по� пытку изучения изменений в геноме на уровне последовательностей ДНК, поскольку исполь� зованные в предшествующем исследовании [5] методические подходы не позволяли одно� значно судить об их наличии. Целью настоя� щей работы являлся сравнительный молеку� лярно�генетический анализ указанных линий посредством SSR� и RAPD�ПЦР, который по� зволил бы выявить результат мутагенного воз� действия стрептомицина на геном кукурузы при получении линии ЧК�218. Материалы и методы. В работе были исполь� зованы интактные растения чистых линий ВИР�27 и ЧК�218, полученные из коллекций Института физиологии растений и генетики НАН Украины (Киев) и Селекционно�генети� ческого института УААН (Одесса). ДНК выде� ляли по модифицированной методике [6]. Концентрацию и качество препаратов ДНК оценивали визуально по интенсивности све� чения комплексов бромистого этидия с ДНК в ультрафиолетовых лучах после электрофоре� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 618 УДК 575.174.015.3:633.15+577.182.75 Д.Н. МАЙДАНЮК, И.О. АНДРЕЕВ, В.А. КУНАХ Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Киев, 03143, ул. Академика Заболотного, 150 Е%mail: kunakh@imbg.org.ua СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЛИНИЙ КУКУРУЗЫ ВИР�27 И ЧК�218 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SSR� И RAPD�МАРКЕРОВ © Д.Н. МАЙДАНЮК, И.О. АНДРЕЕВ, В.А. КУНАХ, 2007 за в 1,5 %�ном агарозном геле относительно контроля с известной концентрацией (ДНК бактериофага λ). Чтобы ослабить возможный вклад внутри� линейной гетерогенности при сравнении ге� номов изучаемых линий кукурузы, во время проведения ПЦР использовали смесь ДНК, полученную из 10 индивидуальных растений ВИР�27 и 7 – ЧК�218. Такой размер выборки был обусловлен ограниченностью материала, представленного для исследований. Реакцион� ная смесь для SSR� и RAPD�ПЦР объемом 20 мкл содержала 1�ПЦР�буфер с 2 мM MgCl2 («Медбиосервис», Киев), 0,2 мМ каждого dNTP, 1 ед. Taq�полимеразы («Амплисенс», Москва), 0,25 мкМ праймера («Литех», Москва), 20 нг анализируемой ДНК. На реакционную смесь наслаивали 20 мкл минерального масла. Ампли� фикацию микросателлитных локусов прово� дили по программе: денатурация 94 °С/2 мин; 30 циклов: 94 °С/30 с, отжиг 55 °С/30 с, элон� гация 72 °С/30 с; элонгация 72 °С/2 мин. Для проведения RAPD�ПЦР использовали про� грамму: денатурация 94 °С/2 мин; 5 циклов: денатурация 94 °С/30 с, отжиг 38 °С/30 с, элонгация 72 °С/1 мин; 35 циклов: денатура� ция 94 °С/20 с, отжиг 38 °С/20 с, элонгация 72 °С/40 с; элонгация 72 °С/2,5 мин. Продук� ты амплификации SSR разделяли в 10%�ном акриламидном геле, RAPD – в 2%�ном ага� розном геле с бромистым этидием в 1 � ТВЕ� буфере при напряженности электрического поля 2 В/см [7]. Реакцию с каждым прайме� ром повторяли дважды. Размеры продуктов ПЦР определяли при помощи программы TotalLab v. 2.01 (Nonlinear Dynamics). Количество гомологичных поли� морфным праймерам участков внутри после� довательностей центромеры и хроматических узлов определяли при помощи программы FastPCR v. 4.0 [8]. Результаты исследований и их обсуждение. Для анализа микросателлитных участков (simple sequence repeats – SSR) использовано 15 SSR, расположенных на 8 из 10 хромосом кукурузы (табл. 1). Последовательности использованных праймеров и характеристики проанализирован� ных локусов приведены на сайте базы данных MaizeGDB [9]. На рис. 1 показаны выявлен� ные аллели для четырех проанализированных SSR�локусов. Размеры всех обнаруженных ал� лелей представлены в табл. 1. Количество ал� лелей на локус колебалось от 1 до 4. Полимор� физм между исследуемыми линиями выявлен по четырем локусам: phi024, phi096, phi127, umc1726 (26,7 % анализируемых SSR�локусов). Отличия между линиями обнаружили у 7 из 26 выявленных аллелей (26,9 %). У обеих линий идентичны 2 из 3 аллелей локуса phi096 и по одному аллелю локусов umc1726 и phi024. У линии ЧК�218 по сравнению с ВИР�27 отсут� ствует аллель локуса phi096 длиной 155 п.н. и имеется аллель длиной 172 п.н., в случае phi024 наблюдается аллель 163 п.н. и отсутствует ал� лель 166 п.н., утрачен аллель локуса umc1726 длиной 149 п.н. У обеих линий есть по одному аллелю локуса phi127, однако они отличаются по размеру: у линии ЧК�218 он на 9 п.н. длин� нее, чем у ВИР�27 (табл. 1). В дальнейшем мы провели сравнительный анализа геномов линий ВИР�27 и ЧК�218 ме� тодом полимеразной цепной реакции с ис� пользованием случайных десятинуклеотид� ных праймеров (RAPD�ПЦР), которые ранее успешно применяли для изучения генетичес� ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 6 19 Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР�27 и ЧК�218 с использованием SSR� и RAPD�маркеров Рис. 1. Продукты амплификации четырех SSR�локусов линий кукурузы ВИР�27 и ЧК�218: М – маркер моле� кулярных масс (O’GeneRuler 50bp DNA Ladder, Fermentas), п.н.; нечетные дорожки – ВИР�27, четные – ЧК�218. Внизу указаны названия праймеров кого полиморфизма кукурузы [10, 11]. Для RAPD�анализа использован 41 праймер (табл. 2). С двумя из них (А�03, А�13) устойчивой картины амплификации получить не удалось. С остальными праймерами были получены детектируемые продукты амплификации (ам� пликоны), количество которых варьировало от 1 до 10. Анализ полиморфизма осуществля� ли по результатам, полученным с использова� нием 39 праймеров. Типичная картина спектров продуктов ПЦР линий ВИР�27 и ЧК�218, полученных с использованием девяти праймеров, представле� на на рис. 2. Полиморфные фрагменты с ука� занием соответствующих праймеров обозначе� ны стрелками. На рис. 2 можно видеть различ� ные типы обнаруженных изменений. Так, в спектрах продуктов ПЦР линии ЧК�218, полу� ченных при помощи праймера А�01, отсутст� вует ампликон размером ~1200 п.н. (дор. 2), А�04 – ~1220 и ~900 п.н. (дор. 8) и А�08 – ~730 п.н. и ~660 п.н. (дор. 14). Дополнитель� ный фрагмент ~620 п.н. выявлен при помощи праймера А�07 (дор. 12). Утрата фрагмента ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 620 Д.Н. Майданюк, И.О. Андреев, В.А. Кунах phi021 phi024 phi027 phi064 phi065 phi071 phi074 phi096 phi115 phi116 phi127 umc1172 umc1203 umc1569 umc1726 4.03 5.01 9.03 1.11 9.03 10.04 4.04 4.04 8.03 7.06 2.08 8.04 10.04 10.07 1.10 112 166,131 120,116 118 142 102 182,118 603,214,155 150 212 119 152 233,195,152 177 149,128 112 163,131 120,116 118 142 102 182,118 603,214,172 150 212 128 152 233,195,152 177 128 TTCCATTCTCGTGTTCTTGGAGTGGTCCA CTTGATCACCTTTCCTGCTGTCGCCA ACTGTTCCACCAAACCAAGCCGAGA AGTAGGGGTTGGGGATCTCCTCC CACAGCACGTTGCGGATTTCTCT GCGTACGTACGACGAAGACAC CCGAATTGAAATAGCTGCGAGAACCT ACAATGAACGGTGGTTATCAACACGC AGGGACAAATACGTGGAGACACAG CGATCTGCACAAAGTGGAGTAGTC GGAGTTCATCAGCTACCCCATCT TTCTGCTTGTTGATCTGCACCCAC CCCAATTGCAACAACAATCCTTGGCA GTGGCTCAGTGATGGCAGAAACT TCCACCATTTGACACTTAGGCA GCGTAGGACGACCGTTGAA CTCCGTGTTTCGCCTGAA ACCATCACCTGAATCCATCACA GCATACGGCCATGGATGGGA TCCCTGCCGGGACTCCTG ATATGCATTGCCTGGAACTGGAAGGA AATTCAAACACGCCTCCCGAGTGT CTCCTCCATCCAACACTGAACC ATGAAGCAGAGGCAGTCTTTCTTG ATGGCTGGAGAACCTAGTGTGTTG GCTTGTCTCCTCCAGCAGAAGTT GCAGCTCCAAGTACAGAGGTGAG CACTGCAGACACGTAAAATCCAAG GATGAGGAAGAAAAGGGAAAAGGA AGACTCAACCCTAACCCTAATGGG SSR�локус Хромосомная локализация ВИР�27 ЧК�218 Последовательность фланкирующих SSR�локус праймеров (5'–3') Выявленные аллели, п.н. Та б л и ц а 1 Выявленные аллели анализируемых микросателлитных локусов линий ВИР�27 и ЧК�218 ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 6 21 Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР�27 и ЧК�218 с использованием SSR� и RAPD�маркеров A�01* А�02 А�03 A�04* А�05 А�07* А�08* А�09 А�10* А�11 А�12 А�13 А�14 A�16* A�17* А�18 А�19* А�20 Ag�01* AH�29* АН�30 В�01 В�02* В�03 B�04* В�05 В�06* B�07* B�08* В�10 В�18* G�01* M�06* М�07 М�14* ОРА�02 QR�01* QR�05 340 450 474 В с е г о 8 3 – 8 1 5 5 5 7 3 2 – 2 2 5 2 6 3 6 7 2 3 5 1 3 3 7 4 7 3 4 6 5 7 3 7 6 5 3 2 3 164 7 3 – 6 1 6 3 5 10 3 2 – 2 3 5 2 6 3 7 8 2 3 4 1 3 3 5 3 8 3 5 6 5 7 4 7 5 5 3 2 3 164 1 0 – 2 0 0 2 0 0 0 0 – 0 1 1 0 2 0 1 0 0 0 1 0 1 0 2 1 0 0 0 1 2 0 0 0 2 0 0 0 0 20 0 0 – 0 0 1 0 0 3 0 0 – 0 2 1 0 2 0 2 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 2 0 1 0 1 0 0 0 0 20 CAGGCCCTTC TGCCGAGCTG AGTCAGCCAC AATCGGGCTG AGGGGTCTTG GAAACGGGTG GTGACGTAGG GGGTAACGCC GTGATCGCAG CAATCGCCGT ATCGCACACT CAGCACCCAC TCTGTGCTGG AGCCAGCGAA GACCGCTTGT AGGTGACCGT CAAACGTCGG GTTGCGATCC AGGTCACTGA TGGTGACTGA TGGTCACTGT GTTTCGCTCC TGATCCCTGG CATCCCCCTG GGACTGGAGT TGCGCCCTTC TGCTCTGCCC GGTGACGCAG GTCCACACGG CTGCTGGGAC CCACAGCAGT CCTGTTAGCC CTGGGCAACT CCGTGACTCA AGGGTCGTTC TGCCGAGCTG CGGTCACTGT CGGCCCCGGC GAGAGGCACC CGGAGAGCCC AGGCGGGAAC Праймер Последовательность нуклеотидов (5'–3') ВИР�27 ЧК�218 Отсутствие ампликонов Дополнительные ампликоны Общее количество ампликонов в спектре линии Характер полиморфизма ампликонов в спектре линии ЧК�218 Та б л и ц а 2 Праймеры, использованные для RAPD�анализа линий кукурузы ВИР�27 и ЧК�218 П р и м е ч а н и е . С праймерами А�03 и А�13 устойчивой картины амплификации получить не удалось. *Праймеры, выявившие полиморфизм в спектре ампликонов линий ВИР�27 и ЧК�218. ~820 п.н одновременно с появлением допол� нительного ампликона ~1650 п.н. детектиро� вана праймером А�17 (дор. 18). Полиморфизм между линиями ВИР�27 и ЧК�218 по спектру фрагментов выявили 20 праймеров из 39 (51,3 %). Всего в полученных спектрах фрагментов ПЦР обеих линий было учтено по 164 ампликона. При этом у линии ЧК�218 по сравнению с ВИР�27 отсутствовало 20 ампликонов, однако имелось 20 дополни� тельных ампликонов, отсутствующих в спектрах линии ВИР�27 (табл. 2). Общее количество продуктов амплификации для двух линий сос� тавило 184, из них 40 (21,7 %) были полиморф� ными. Шесть праймеров выявили полимор� физм в виде исчезновения фрагментов (А�01, А�04, А�08, В�02, В�06, В�07), еще шесть – в виде появления ампликонов (А�07, А�10, АН�29, В�08, В�18, М�14). При помощи 8 праймеров в спектрах фрагментов линии ЧК�218 детекти� ровали как утрату, так и появление ампликонов (А�16, А�17, А�19, Ag�01, В�04, G�01, М�06, QR� 01). В целом выявленные на молекулярном уровне отличия между исходной линией ВИР� 27 и полученной из нее обработкой семян стреп� томицином линией ЧК�218 свидетельствуют о мутагенном воздействии этого антибиотика. Для определения возможной взаимосвязи обнаруженного полиморфизма на молекуляр� ном уровне и описанными ранее цитогенети� ческими отличиями по размерам и количеству гетерохроматиновых районов [5] между линия� ми ВИР�27 и ЧК�218 был проведен поиск участ� ков, гомологичных выявившим полиморфизм праймерам, в ряде гетерохроматин�специфи� ческих последовательностей кукурузы базы данных GenBank [12]. Анализировали центро� мер�специфические последовательности MCS1a (Y08023, 404 п.н.), MCS1b (Y08024, 559 п.н.), ZM16H10 (АС116034; 34079 п.н.), ZM15C05 (AC116033; 99606 п.н.), а также последова� тельности 180�bp (M32533, 180 п.н.) и TR�1 (AF071124, 358 п.н.), специфические для хро� матических узлов [13, 14]. Принимая во вни� мание возможный полиморфизм геномных последовательностей и относительно низкую температуру отжига в RAPD�ПЦР, проводили поиск последовательностей со степенью гомо� логии использованным праймерам 80–100 %. Внутри последовательностей 180�bp и TR�1 гомологичных участков выявлено не было. В MCS1a обнаружено по одной гомологичной последовательности для праймеров А�19 и М�14. В MCS1b также найдено по одному участ� ку с высокой гомологией к праймерам А�01 и А�19. Наибольшее количество гомологичных участков обнаружено в последовательностях ZM16H10 и ZM15C05 (табл. 3). Внутри ZM16H10 гомологичные участки обнаружены для большинства выявивших полиморфизм праймеров за исключением А�04, А�19, Ag�01, B�02, QR�1. Количество таких участков варьи� ровало для разных праймеров от 1 до 25. В последовательности ZM15C05 выявлены го� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 622 Д.Н. Майданюк, И.О. Андреев, В.А. Кунах Рис. 2. Спектры RAPD�фрагментов линий кукурузы ВИР�27 и ЧК�218 с десятью праймерами: М – маркер мо� лекулярных масс (O’GeneRuler 100bp DNA Ladder Plus, Fermentas), п.н.; нечетные дорожки – ВИР�27, четные – ЧК�218. Внизу указаны названия праймеров. Стрелками обозначены полиморфные фрагменты с указанием использованных праймеров мологичные участки для всех полиморфных праймеров. Количество гомологичных участков составило от 4 до 62. Таким образом, для всех праймеров, выявивших полиморфизм в спек� тре ампликонов линий ВИР�27 и ЧК�218, об� наружено значительное количество гомологич� ных участков внутри последовательностей, локализованных в центромерных районах хро� мосом кукурузы. Проведенные нами исследования свидетель� ствуют о наличии перестроек в геноме кукуру� зы линии ЧК�218, полученной путем экспери� ментального мутагенеза из линии ВИР�27 в результате обработки семян стрептомицином. Обращает на себя внимание, что степень поли� морфизма SSR� и RAPD�маркеров оказалась приблизительно одинаковой: 26,9 % SSR�ал� лелей и 21,7 % RAPD�ампликонов соответст� венно. Это может свидетельствовать о том, что мутагенное воздействие обработки семян стрептомицином примерно в равной степени затрагивает различные участки генома. Следует отметить, что значительная часть пранализированных SSR�локусов (6 из 15, 40 %) имеют более одного аллеля в геноме каждой линии (табл. 1). Это могло быть обус� ловлено гетерогенностью исходного материа� ла, поскольку для анализа использовали смесь ДНК нескольких растений. При этом локусы, имеющие более одного аллеля, как правило, представлены в геномах линий ВИР�27 и ЧК�218 аналогичными аллелями (за исключе� нием локуса umc1726), что свидетельствует об их близком родстве. Наличие нескольких аллелей для одного SSR�локуса описано в од� ной из работ, также посвященной исследова� нию генетического полиморфизма кукурузы методом SSR�анализа [15]. Полученные ре� зультаты авторы объясняют остаточной гете� розиготностью, загрязнением или дупликаци� ей анализируемых последовательностей. Нам известна только одна работа, авторы которой решали задачу, аналогичную нашей. Болгарские ученые при помощи SSR�ПЦР изу� чали перестройки микросателлитных участков геномов 12 мутантных линий кукурузы, полу� ченных при помощи химического мутагенеза из линий Oh43, Oh40b, C103, B37, PHG29 и гибрида Pioneer 3737 [16]. При сравнении ис� ходных и полученных из них мутантных ли� ний было показано, что большинство из ис� пользованных 18 SSR�маркеров характеризу� ются значительным полиморфизмом. Так, у исходных линий выявлено 62 аллеля анализи� руемых SSR, а у мутантных линий – 84. В то же время наши данные свидетельствуют о менее значительных перестройках микроса� теллитных локусов кукурузы при получении линии ЧК�218. Возможно, это объясняется тем, что в работе [16] анализировали мутантные линии, полученные при помощи более сильных химических мутагенов, чем антибиотик стреп� томицин. Вместе с тем разница в полученных результатах может отражать особенности ло� кализации изученных микросателлитов в ге� номе. При сравнении SSR�локусов, использо� ванных в исследовании болгарских ученых и ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 6 23 Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР�27 и ЧК�218 с использованием SSR� и RAPD�маркеров A�01 A�04 А�07 А�08 А�10 A�16 A�17 А�19 Ag�01 AH�29 В�02 B�04 В�06 B�07 B�08 В�18 G�01 M�06 М�14 QR�01 19 9 60 62 4 20 9 5 21 13 15 12 22 20 14 11 11 17 19 13 1 – 24 25 3 2 6 – – 3 – 1 2 4 3 10 6 4 4 – Праймер Количество участков, гомологичных праймерам ZM16H10 (АС116034; 34079 п.н.) ZM15C05 (AC116033; 99606 п.н.) Та б л и ц а 3 Количество участков, гомологичных праймерам в последовательностях ZM16H10 и ZM15C05 центромеры кукурузы П р и м е ч а н и е . Представлены праймеры, выявив� шие полиморфизм в спектре ампликонов линий ку� курузы ВИР�27 и ЧК�218. Выявленные участки гомо� логичны праймерам на 80–100 %. изученных в настоящей работе, при помощи базы данных MaizeGDB [9] было обнаружено, что большинство локусов, проанализирован� ных нами, расположены в структурных генах (за исключением phi116 и phi127), тогда как 16 из 18 использованных в работе [16] SSR� локусов расположены в некодирующей части генома. Перестройки в SSR�локусах, входя� щих в состав структурных генов, могут нега� тивно влиять на жизнеспособность растения и будут отсеиваться в ходе естественного от� бора. В то же время изменения в SSR, распо� ложенных в некодирующих участках генома, по�видимому, нейтральны для растения и мо� гут сохраняться. Ранее при помощи С�бэндинга в нашей ла� боратории показали значительные отличия между линиями ВИР�27 и ЧК�218 по коли� честву и размерам гетерохроматиновых блоков (рис. 3). Так, в линии ЧК�218 наблюдали гете� роморфизм хромосом 1, 6, 8 по количеству ге� терохроматина, у всех хромосом имелся при� центромерный гетерохроматин (у ВИР�27 только у хромосом 9 и 10), наблюдалось уве� личение размеров некоторых гетерохромати� новых районов и появление интеркалярных блоков гетерохроматина в отдельных хромо� сомах [5]. С�бэндинг представляет собой ме� тод дифференциального окрашивания хромо� сом, позволяющий выявить участки конститу� тивного гетерохроматина. Выявляемые упомя� нутым методом гетерохроматиновые С�бэнды у кукурузы являются митотическими аналога� ми хроматических узлов (knobs) – вздутий на хромосомах в пахитене мейоза [17]. Пикок и др. [18] обнаружили, что у кукурузы участки узлов состоят из многочисленных копий повто� ра длиной 180 п.н. (180�bp). Позднее Ананьев и др. [14], используя овсяно�кукурузные заме� щенные линии, выявили в составе этих участ� ков хромосом еще один класс повторов дли� ной в 350 п.н., получивший название TR�1. Авторы показали, что районы узлов состоят из тандемных повторов 180�bp и TR�1, переме� жающихся вставками нескольких типов ретро� транспозонов и повторов. Нами, однако, не выявлено гомологичных использованным в настоящей работе RAPD� праймерам участков в последовательностях хроматических узлов (180�bp и TR�1). Поэтому наши данные не позволяют говорить о воз� можных изменениях последовательностей, сформированных указанными типами повто� ров. В то же время для всех полиморфных ам� пликонов выявлено большое количество го� мологичных участков (от 1 до 62) внутри последовательностей ZM16H10 и ZM15C05, которые представляют собой участки центро� мер кукурузы и содержат центромер�специфи� ческий повтор CentC [13], а также ряд специ� фических и неспецифических для района центромер ретротранспозонов [19]. Это, на наш взгляд, свидетельствует о том, что часть выяв� ленных RAPD�анализом отличий между ли� ниями ВИР�27 и ЧК�218 может быть связана с изменениями прицентромерного гетерохро� матина хромосом линии ЧК�218, обнаружен� ными методом С�бэндинга [5]. Выводы. Сравнительный молекулярно�гене� тический анализ линий кукурузы ВИР�27 и по� лученной из нее путем обработки семян стрептомицином линии ЧК�218 обнаружил отличия по SSR� и RAPD�маркерам, уровень которых составил соответственно 26,9 и 21,7 %. Обнаруженные отличия свидетельствует о том, что обработка семян кукурузы стрептомици� ном оказывает заметное мутагенное воздейст� вие, при этом наряду со структурой хромосом изменяется и последовательность ДНК. ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 624 Д.Н. Майданюк, И.О. Андреев, В.А. Кунах Рис. 3. Идиограммы кариотипов линий кукурузы ВИР�27 (а) и ЧК�218 (б): 1–10 – номера хромосом. Ге� терохроматиновые районы обозначены черным цветом (по [4]) Авторы благодарят д�ра биол. наук Е.А. Лар� ченко (ИФРиГ НАНУ) за любезно предоставлен� ные семена линии ЧК�218. Авторы также выс� казывают искреннюю благодарность академику УААН Ю.М. Сиволапу и канд. биол. наук Н.Э. Ко� жуховой (ЮБЦ УААН и МОНУ) за любезно пре� доставленные семена линии ВИР�27 и праймеры к микросателлитным локусам кукурузы. SUMMARY. The maize line ChK�218 was created as a result of mutagenic treatment of the seeds of the line VIR� 27 with streptomycin. Significant differences among these lines according to the size and number of heterochromatic regions in the various chromosome pairs have been demon� strated earlier. This paper provides comparative analysis of genomes of the VIR�27 and ChK�218 lines with SSR� and RAPD�PCR. The level of polymorphism extent reached 26,9 % in the case of SSR�alleles and 21,7 % in the case of RAPD�amplicons. The detected differences suggest that treatment of maize seeds with streptomycin makes consid� erable mutagenic effect which involves both structural chromosome changes and DNA sequence alterations. РЕЗЮМЕ. Лінія ЧК�218 отримана шляхом експе� риментального мутагенезу, а саме обробкою насіння лінії ВІР�27 стрептоміцином. Раніше виявлено значні відмінності між даними лініями за розмірами і кіль� кістю гетерохроматинових районів у різних парах хро� мосом. У цій роботі проведено порівняльний аналіз геномів ліній ВІР�27 і ЧК�218 за допомогою SSR� і RAPD�ПЛР. Ступінь поліморфізму склав 26,9 % для SSR�аллелей і 21,7 % для RAPD�ампліконів. Виявлені відмінності свідчать про те, що обробка насіння куку� рудзи стрептоміцином має помітний мутагенний вплив, при цьому поряд із структурою хромосом змі� нюється і послідовність ДНК. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Dowswell C.R. Maize in the World Economy. – New York : Westview Press Inc., 1996. – 288 p. 2. Экспериментальные мутации у кукурузы / Под ред. П.К. Шкварникова. – К.: Наук. думка, 1973. – 154 с. 3. Chopra V.L. Mutagenesis : Investigating the process and processing the outcome for crop improvement // Curr. Sci. – 2005. – 89. – P. 353–359. 4. Борейко В.С. Индуцированные мутации у инбред� ных линий кукурузы при помощи химических мута� генов : Дис. … канд. биол. наук. – К., 1978. – 190 с. 5. Gubar E.K., Kunakh V.A. C�banding in Zea mays // Biotechnology in Agriculture and Forestry, V. 25. Maize. – Berlin, Heidelberg: Springer, 1994. – P. 366–381. 6. Rogers S.O., Bendich A.J. Extraction of DNA from mil� ligram amounts of field plant tissues // Plant Mol. Biol. – 1985. – 5. – P. 69–76. 7. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генети� ческой инженерии. Молекулярное клонирование. – М.: Мир, 1984. – 480 с. 8. Kalendar R. 2006. Fast PCR, v. 4.0, http://www.biocen� ter.helsinki.fi/bi/Programs/fastpcr.htm 9. http://www.maizegdb.org/cgi�bin/ssrreports.cgi? id=2 10. Осипова Е.С., Ковеза О.В., Троицкий А.В., Долгих Ю.И., Шамина З.Б., Гостимский С.А. Выявление специфи� ческих фрагментов у сомаклонов кукурузы и соз� дание на их основе SCAR�маркеров // Генетика. – 2003. – 39, № 12. – С. 1664–1672. 11. Майданюк Д.Н., Андреев И.О., Спиридонова Е.В., Чеченева Т.Н., Кунах В.А. Геномная изменчивость линии кукурузы Black Mexican Sweet Corn C456 в культуре in vitro: результаты RAPD�анализа // Вісн. Укр. т�ва генетиків і селекціонерів. – 2006. – 4, № 1. – С. 58–67. 12. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/index.html 13. Ananiev E.V., Phillips R.L., Rines H.W. Chromosome� specific molecular organization of maize (Zea mays L.) centromeric regions // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1998. – 95. – Р. 13073–13078. 14. Ananiev E.V., Phillips R.L., Rines H.W. Complex struc� ture of knob DNA on maize chromosome 9. Retrotransposon invasion into heterochromatin // Genetics. – 1998. – 149. – P. 2025–2037. 15. Senior M.L., Murphy J.P., Goodman M.M., Stuber C.W. Utility of SSRs for determining genetic similarities and relationships in maize using an agarose gel system // Crop Sci. – 1998. – 38. – P. 1088–1098. 16. Kostova А., Todorovska E., Christov N., Hristov K., Ata� nassov A. Assessment of genetic variability induced by chemical mutagenesis in elite maize germplasm via SSR markers // J. Crop Improv. – 2006. – 16. – P. 37–48. 17. Aguar�Perecin M.L. R., Vosa C.G. C�banding in maize. 2. Identification of somatic chromosomes // Heredity. – 1985. – 54. – P. 37–42. 18. Peacock W.J., Dennis E.S., Rhoades MM., Pryor A.J. Highly repeated DNA sequence limited to knob hete� rochromatin in maize // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1981. – 78. – Р. 4490–4494. 19. Nagaki K., Song J., Stupar R.M., Parokonny A.S., Yuan Q., Ouyang S., Liu J., Hsiao J., Jones K.M., Dawe R.K., Buell C.R., Jiang J. Molecular and cytological analysis of large tracks of centromeric DNA reveal the structure and evolutionary dynamics of maize centromeres // Genetics. – 2003. – 163. – P. 759–770. Поступила 07.09.06 ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2007. № 6 25 Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР�27 и ЧК�218 с использованием SSR� и RAPD�маркеров
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-66601
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0564-3783
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:14:13Z
publishDate	2007
publisher	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
record_format	dspace
spelling	Майданюк, Д.Н. Андреев, И.О. Кунах, В.А. 2014-07-19T07:30:35Z 2014-07-19T07:30:35Z 2007 Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров / Д.Н. Майданюк, И.О. Андреев, В.А. Кунах // Цитология и генетика. — 2007. — Т. 41, № 6. — С. 18-25. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66601 575.174.015.3:633.15+577.182.75 В настоящей работе проведен сравнительный молекулярно-генетический анализ геномов линий ВИР-27 и ЧК-218 при помощи SSR- и RAPD-ПЦР. Степень полиморфизма составила 26,9 % для SSR-аллелей и 21,7 % для RAPD-ампликонов. Обнаруженные отличия свидетельствуют о том, что обработка семян кукурузы стрептомицином оказывает заметное мутагенное воздействие, при этом наряду со структурой хромосом изменяется и последовательность ДНК. У цій роботі проведено порівняльний аналіз геномів ліній ВІР-27 і ЧК-218 за допомогою SSRі RAPD-ПЛР. Ступінь поліморфізму склав 26,9 % для SSR-аллелей і 21,7 % для RAPD-ампліконів. Виявлені відмінності свідчать про те, що обробка насіння кукурудзи стрептоміцином має помітний мутагенний вплив, при цьому поряд із структурою хромосом змінюється і послідовність ДНК. This paper provides comparative analysis of genomes of the VIR-27 and ChK-218 lines with SSR- and RAPD-PCR. The level of polymorphism extent reached 26,9 % in the case of SSR-alleles and 21,7 % in the case of RAPD-amplicons. The detected differences suggest that treatment of maize seeds with streptomycin makes considerable mutagenic effect which involves both structural chromosome changes and DNA sequence alterations. Авторы благодарят д-ра биол. наук Е.А. Ларченко (ИФРиГ НАНУ) за любезно предоставленные семена линии ЧК-218. Авторы также высказывают искреннюю благодарность академику УААН Ю.М. Сиволапу и канд. биол. наук Н.Э. Кожуховой (ЮБЦ УААН и МОНУ) за любезно предоставленные семена линии ВИР-27 и праймеры к микросателлитным локусам кукурузы. ru Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України Цитология и генетика Оригинальные работы Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров Comparative analysis of maize lines VIR-27 and CHK-218 using SSR- and RAPD-markers Article published earlier
spellingShingle	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров Майданюк, Д.Н. Андреев, И.О. Кунах, В.А. Оригинальные работы
title	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров
title_alt	Comparative analysis of maize lines VIR-27 and CHK-218 using SSR- and RAPD-markers
title_full	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров
title_fullStr	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров
title_full_unstemmed	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров
title_short	Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров
title_sort	сравнительный анализ линий кукурузы вир-27 и чк-218 с использованием ssr- и rapd-маркеров
topic	Оригинальные работы
topic_facet	Оригинальные работы
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/66601
work_keys_str_mv	AT maidanûkdn sravnitelʹnyianalizliniikukuruzyvir27ičk218sispolʹzovaniemssrirapdmarkerov AT andreevio sravnitelʹnyianalizliniikukuruzyvir27ičk218sispolʹzovaniemssrirapdmarkerov AT kunahva sravnitelʹnyianalizliniikukuruzyvir27ičk218sispolʹzovaniemssrirapdmarkerov AT maidanûkdn comparativeanalysisofmaizelinesvir27andchk218usingssrandrapdmarkers AT andreevio comparativeanalysisofmaizelinesvir27andchk218usingssrandrapdmarkers AT kunahva comparativeanalysisofmaizelinesvir27andchk218usingssrandrapdmarkers

Сравнительный анализ линий кукурузы ВИР-27 и ЧК-218 с использованием SSR- и RAPD-маркеров

Репозитарії

Схожі ресурси