RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України
За допомогою RAPD-аналiзу виявлено генетичнi вiдмiнностi мiж представниками роду Gentiana L. флори України. Визначено рiвень мiжвидового полiморфiзму тирличiв та встановлено взаємозв’язки мiж ними. Показано значну генетичну гетерогеннiсть роду та вiддаленiсть окремих його таксонiв. Виявлено унiкальн...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8534 |
| 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: | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України / М.О. Твардовська, Н.М. Страшнюк, В.М. Мельник, I. I. Конвалюк, В.А. Кунах // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 200-204. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859665132105236480 |
|---|---|
| author | Твардовська, М.О. Страшнюк, Н.М. Мельник, В.М. Конвалюк, І.І. Кунах, В.А. |
| author_facet | Твардовська, М.О. Страшнюк, Н.М. Мельник, В.М. Конвалюк, І.І. Кунах, В.А. |
| citation_txt | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України / М.О. Твардовська, Н.М. Страшнюк, В.М. Мельник, I. I. Конвалюк, В.А. Кунах // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 200-204. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | За допомогою RAPD-аналiзу виявлено генетичнi вiдмiнностi мiж представниками роду Gentiana L. флори України. Визначено рiвень мiжвидового полiморфiзму тирличiв та встановлено взаємозв’язки мiж ними. Показано значну генетичну гетерогеннiсть роду та вiддаленiсть окремих його таксонiв. Виявлено унiкальнi амплiкони, що можуть бути використанi для видової iдентифiкацiї генотипiв Gentiana.
Genetic differences between the members of Gentiana L. species from the Ukrainian flora have been found through RAPD-analysis. The level of gentians interspecies polymorphism was determined, and relationships between them were established. The significant genetic heterogeneity of the genus as well as large distances between particular taxa are shown. Unique amplicons valuable for the species identification of Gentiana genotypes are detected.
|
| first_indexed | 2025-11-30T10:32:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 575.22:582.923.1
© 2009
М. О. Твардовська, Н. М. Страшнюк, В.М. Мельник,
I. I. Конвалюк, член-кореспондент НАН України В.А. Кунах
RAPD-аналiз геномного полiморфiзму деяких видiв
роду Gentiana L. флори України
За допомогою RAPD-аналiзу виявлено генетичнi вiдмiнностi мiж представниками роду
Gentiana L. флори України. Визначено рiвень мiжвидового полiморфiзму тирличiв та
встановлено взаємозв’язки мiж ними. Показано значну генетичну гетерогеннiсть ро-
ду та вiддаленiсть окремих його таксонiв. Виявлено унiкальнi амплiкони, що можуть
бути використанi для видової iдентифiкацiї генотипiв Gentiana.
Тирлич (Gentiana L.) — типовий рiд родини Gentianaceae Juss., який включає близько 400
видiв. Його представники є типовими альпiйськими рослинами, бiльшiсть з яких зустрiча-
ється на висотi понад 1000 м, а деякi види зростають виключно на рiвнинах [1].
Об’єм i таксономiчний рiвень рiзних груп видiв роду тирлич до цього часу є предметом
протирiч i суперечок. Загальноприйнятої класифiкацiї роду немає, а найбiльш вiдомi вiд-
рiзняються положенням не лише окремих видiв, але й бiльших систематичних одиниць —
секцiй. В основу iснуючих на сьогоднi класифiкацiй покладено морфологiчнi, анатомiчнi,
еколого-географiчнi, онтогенетичнi ознаки [2–5]. Проте питання про систематизацiю ро-
ду залишається вiдкритим, а взаємозв’язки мiж видами потребують подальшого вивчення
i уточнення.
Для вирiшення суперечливих питань класифiкацiї, з’ясування особливостей еволюцiї та
виявлення фiлогенетичних зв’язкiв складних у систематичному вiдношеннi таксонiв поряд
з iншими часто використовують молекулярно-генетичнi методи, якi характеризуються висо-
кою диференцiйною здатнiстю i на сьогоднi загальноприйнятi в таксономiї та популяцiйнiй
генетицi. Останнiм часом значного поширення при дослiдженнi генетичної мiнливостi ро-
слин набув метод полiмеразної ланцюгової реакцiї (ПЛР) з використанням довiльних прай-
мерiв, або RAPD-аналiз, який має низку переваг, зокрема дозволяє виявляти полiморфiзм
генетичних локусiв, розсiяних по всьому геному.
У цьому повiдомленнi наведено результати вивчення мiжвидового полiморфiзму пред-
ставникiв роду Gentiana L. флори України за допомогою RAPD-аналiзу.
Матерiалом для дослiдження були iнтактнi рослини семи видiв тирличу флори України:
т. жовтого — G. lutea, т. крапчастого — G. punctata, т. безстеблового — G. acaulis, т. ваточни-
ковидного — G. asclepiadea, т. хрещатого — G. cruciata, т. звичайного — G. pneumonanthe,
т. весняного — G. verna.
Видiлення ДНК та гель-електрофорез продуктiв амплiфiкацiї здiйснювали за пiдiбра-
ними ранiше методиками [6]. У роботi використано 27 десятинуклеотидних праймерiв, по-
слiдовностi яких наведено у табл. 1.
Амплiфiкацiю проводили в термоциклерi Терцик МС2 (“Биотехнология”, Росiя). Реак-
цiйна сумiш для проведення ПЛР об’ємом 20 мкл мiстила: 20 нг ДНК, 0,2 мМ dNTP, 1,25 U
Taq-полiмерази, 0,25 мкМ праймера, 1 × ПЛР-буфер з 1,5 мM MgCl2. На реакцiйну сумiш
нашаровували 15 мкл мiнеральної олiї. Як негативний контроль використовували стан-
дартну реакцiйну сумiш без ДНК. Амплiфiкацiю проводили в такому режимi: 94 ◦С — 2 хв,
200 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5
5 циклiв (94 ◦С — 30 с, tгiбр — 30 с, 72 ◦С — 1 хв), 35 циклiв (94 ◦С — 20 с, tгiбр — 20 с,
72 ◦С — 40 с), 72 ◦С — 2 хв 30 с. Температура гiбридизацiї (tгiбр) для праймерiв А16 та А17
становила 38 ◦С, для iнших — 37 ◦С.
Реакцiю з кожним праймером повторювали щонайменше двiчi, враховували тiльки добре
помiтнi i вiдтворюванi у повторних реакцiях фрагменти. Для позначення амплiкона вико-
ристовували назву праймера, за допомогою якого вiн був отриманий, i його розмiр у парах
нуклеотидiв (п. н.).
Результати обробки електорофореграм RAPD-продуктiв наведено у виглядi бiнарної ма-
трицi, у якiй наявнiсть чи вiдсутнiсть однакових за розмiром амплiконiв позначено вiдпо-
вiдно “1” або “0”. Полiморфiзм спектрiв амплiконiв оцiнювали методом попарного незваже-
ного кластерування з арифметичним усередненням (UPGMA), використовуючи програму
POPGENE 1.31 [7]. Дендрограму генетичних вiдстаней за Неєм, Лi [8] мiж проаналiзовани-
ми об’єктами побудовано з використанням програми MEGA 3.1 [9].
Для оцiнки мiжвидової мiнливостi геному тирличiв було використано 27 десятинуклео-
тидних праймерiв, якi iнiцiювали синтез 844 амплiконiв, завдовжки 300–2700 п. н. Зразки
характеризувалися специфiчними RAPD-спектрами, якi вiдрiзнялися за кiлькiстю та розмi-
ром фрагментiв (рис. 1). Дослiдженi види вiдрiзнялися i за кiлькiстю унiкальних фрагмен-
тiв — видоспецифiчних амплiконiв, частка яких коливалася вiд 13,2% (G. lutea) до 25,6%
(G. cruciata) (табл. 2).
Фрагментiв, спiльних для усiх дослiджених видiв тирличу, нами не виявлено. Деякi
амплiкони були характерними для бiльшостi видiв: А01–720 та А19–370 — для усiх, крiм
G. verna, А18–680 — для усiх, крiм G. asclepiadea, В03–1100 — для усiх, крiм G. acaulis.
Дев’ять спiльних фрагментiв нами виявлено для чотирьох видiв — G. lutea, G. punctata,
G. acaulis та G. asclepiadea. Найбiльшу кiлькiсть спiльних амплiконiв за усiма використа-
Таблиця 1. Нуклеотиднi послiдовностi використаних RAPD-праймерiв
Праймер
Нуклеотидна
послiдовнiсть (5′–3′) Праймер
Нуклеотидна
послiдовнiсть (5′–3′) Праймер
Нуклеотидна
послiдовнiсть (5′–3′)
A01 CAGGCCCTTC А11 CAATCGCCGT B01 GTTTCGCTCC
A02 TGCCGAGCTG A12 TCGGCGATAG B02 TGATCCCTGG
A03 AGTCAGCCAC А13 CAGCACCCAC B03 CATCCCCCTG
A04 AATCGGGCTG A14 TCTGTGCTGG В04 GGACTGGAGT
А05 AGGGGTCTTG A16 AGCCAGCGAA B05 TGCGCCCTTC
А07 GAAACGGGTG A17 GACCGCTTGT B06 TGCTCTGCCC
А08 GTGACGTAGG A18 AGGTGACCGT B07 GGTGACGCAG
A09 GGGTAACGCC A19 CAAACGTCGG B08 GTCCACACGG
А10 GTGATCGCAG A20 GTTGCGATCC В10 CTGCTGGGAC
Таблиця 2. Кiлькiсть унiкальних амплiконiв, виявлених у геномах видiв роду Gentiana
Вид
Загальна кiлькiсть
амплiконiв
Кiлькiсть унiкальних
амплiконiв
Частка унiкальних
амплiконiв, %
G. lutea 242 32 13,2
G. punctata 250 54 21,6
G. acaulis 239 59 24,7
G. asclepiadea 226 51 22,6
G. cruciata 258 66 25,6
G. pneumonanthe 206 46 22,3
G. verna 223 56 25,1
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 201
Рис. 1. Мiжвидовий полiморфiзм RAPD-спектрiв тирличiв (праймер А01):
1 — G. lutea; 2 — G. punctata; 3 — G. acaulis; 4 — G. asclepiadea; 5 — G. cruciata; 6 — G. pneumonanthe;
7 — G. verna.
M — маркер молекулярних мас
ними праймерами виявлено для G. lutea та G. punctata (121), меншу — для G. cruciata та
G. pneumonanthe (72), G. lutea та G. asclepiadea (64) i G. punctata та G. acaulis (64).
На основi результатiв проведеного RAPD-аналiзу розраховано генетичнi вiдстанi (DNL)
за Неєм, Лi (табл. 3). Як видно iз наведених даних, показник DNL мiж дослiдженими видами
варiював у дiапазонi 0,35 — 0,62, а середнє значення дорiвнювало 0,54. Найбiльш близько-
спорiдненими видами виявились G. lutea — G. punctata (0,35). Невеликим було значення
DNL мiж G. asclepiadea — G. lutea (0,48) та G. pneumonanthe — G. cruciata (0,50). Генетично
вiддаленими були види G. asclepiadea — G. cruciata (0,62), G. lutea — G. cruciata (0,61) та
G. punctata — G. cruciata (0,60) (див. табл. 3).
Генетичнi взаємовiдношення мiж дослiдженими видами наведено на дендрограмi
(рис. 2). Вибiрки розподiлилися на два основних кластери: один формували G. cruciata
i G. pneumonanthe, iнший — решта видiв, якi, у свою чергу, утворювали два субкластери.
До першого з них входили G. lutea, G. punctata i G. asclepiadea, до другого — G. acaulis
i G. verna. Найбiльш близькими за топологiєю були G. lutea та G. punctata.
Таблиця 3. Генетичнi вiдстанi за Неєм, Лi (Nei, Li, 1979) мiж дослiдженими видами роду Gentiana за
результатами RAPD-аналiзу
Вид № п/п 1 2 3 4 5 6 7
G. lutea 1
G. punctata 2 0,3513 —
G. acaulis 3 0,5376 0,5458 —
G. asclepiadea 4 0,4843 0,5397 0,5336 —
G. cruciata 5 0,6069 0,6026 0,5875 0,6157 —
G. pneumonanthe 6 0,5320 0,5957 0,5740 0,5218 0,4976 —
G. verna 7 0,5296 0,5499 0,5316 0,5215 0,5875 0,5403 —
202 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5
Рис. 2. Дендрограма генетичної подiбностi тирличiв, побудована UPGMA-методом за генетичними вiдста-
нями Нея, Лi
Отже, використання методу RAPD-ПЛР дозволило диференцiювати на молекулярно-ге-
нетичному рiвнi види тирличiв флори України та встановити генетичнi взаємозв’язки мiж
ними. Результати дослiдження загалом свiдчать про вiддаленiсть окремих таксонiв роду
Gentiana L., мiжвидова варiабельнiсть у межах якого становила 0,54. Це пiдтверджується
вiдсутнiстю фрагментiв, спiльних для усiх видiв, а також невеликою кiлькiстю амплiконiв,
спiльних для певних груп видiв у межах дослiдженої вибiрки. Для порiвняння — показники
мiжвидової варiабельностi родiв Lemna L. та Irys L. були меншими i становили 0,37 та 0,33
вiдповiдно [10, 11].
Отриманi нами результати оцiнки мiжвидового полiморфiзму представникiв роду Genti-
ana L. узгоджуються з основними класифiкацiями роду, що грунтуються на анатомо-мор-
фологiчних, онтогенетичних та еколого-географiчних критерiях [2–5]. Винятком є розташу-
вання на дендрограмi генетичної подiбностi G. asclepiadea (секцiя Pneumonanthe) наближе-
но до видiв секцiї Gentiana, а також генетична подiбнiсть мiж видами рiзних секцiй — G.
рneumonanthe i G. cruciata та G. acaulis i G. verna. Однак цi суперечливi, на перший погляд,
результати RAPD-аналiзу тирличiв пiдтверджуються даними iнших дослiдникiв, отримани-
ми на основi молекулярно-генетичних дослiджень рiзних дiлянок ядерного та пластидного
геному [12, 13].
Таким чином, нами з використанням RAPD-методу виявлено мiжвидовий полiморфiзм
та встановлено взаємозв’язки мiж видами Gentiana L. флори України. Показано значну ге-
нетичну гетерогеннiсть роду та вiддаленiсть його окремих таксонiв. Результати RAPD-ана-
лiзу тирличiв загалом узгоджуються з iснуючими класифiкацiями та даними iнших дослiд-
никiв. Виявлено унiкальнi амплiкони, що можуть бути використанi для видової iдентифi-
кацiї генотипiв Gentiana.
1. Страшнюк Н.М., Твардовська М.О., Мельник В.М. Карiологiя європейських видiв роду Genti-
ana L. // Укр. ботан. журн. – 2008. – 65, № 6. – С. 836–848.
2. Кузнецов Н.И. Подрод Eugentiana Kusn. рода Gentiana Turnefort: систематическая, морфологическая
и географическая обработка. – Санкт-Петербург, 1894. – 532 с.
3. Цвелев Н.Н. Семейство Gentianaceae // Флора европейской части СССР. – Ленинград: Наука, 1978. –
Т. 3. – С. 54–87.
4. Ho T.-N., Liu S.-W. The infrageneric classification of Gentiana (Gentianaceae) // Bull. Brit. Mus. (Natur.
Hist.). Bot. – 1990. – 20, No 2. – P. 169–192.
5. Tutin T.G. Gentiana L. // Flora Europea / Eds. T. G. Tutin, V.H. Heywood et al. – Cambridge: University
Press, 1972. – Vol. 3. – P. 59–63.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №5 203
6. Мельник В.М., Спiрiдонова К.В., Андрєєв I.О., Страшнюк Н.М., Кунах В.А. Дослiдження геномiв
деяких видiв роду Gentiana в природi та в культурi клiтин in vitro // Цитология и генетика. – 2002. –
36, № 6. – С. 28–34.
7. Yeh F.C., Rongcai Y., Boyle T. POPGENE. Version 1.31. – Edmonton: Univ. Alberta, 1999.
8. Nei M., Li W.-H. Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases //
Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1979. – 76, No 10. – P. 5269–5273.
9. Kumar S., Tamura K., Nei M. MEGA 3: Integrated software for molecular evolution genetics analysis and
sequences aligment // Briefin. Bioinf. – 2004. – 5. – P. 150–163.
10. Козыренко М.М., Артюкова Е. В., Лауве Л.С., Болтенков Е. В. Аналiз генетической изменчивости
каллусных культур некоторых видов рода Iris L. // Биотехнология. – 2002. – № 4. – С. 38–48.
11. Мартиросян Е. В., Рыжова Н.Н., Скрябин К.Г. и др. RAPD-анализ геномного полиморфизма у
представителей семейства Lemnaceae (Рясковые) // Генетика. – 2008. – 44, № 3. – С. 417–422.
12. Gielly L., Taberlet P. A phylogeny of the European gentians inferred from chloroplast trnl (UAA) intron
sequences // Bot. J. Linn. Soc. – 1996. – 120. – P. 57–75.
13. Yuan Y.-M., Kupfer Ph., Doyle J. J. Infrageneric phylogeny of the genus Gentiana (Gentianaceae) inferred
from nucleotide sequences of the internal transcribed spacers (ITS) of nuclear ribosomal DNA // Amer.
J. Bot. – 1996. – 83, No 5. – P. 641–652.
Надiйшло до редакцiї 13.10.2008Iнститут молекулярної бiологiї i генетики
НАН України, Київ
Тернопiльський нацiональний педагогiчний
унiверситет iм. Володимира Гнатюка
M.O. Twardovska, N.M. Strashniuk, V.M. Mel’nyk, I. I. Konvaliuk,
Corresponding Member of the NAS of Ukraine V.A. Kunakh
RAPD-analysis of the genome polymorphism for some Gentiana L.
species from Ukrainian flora
Genetic differences between the members of Gentiana L. species from the Ukrainian flora have been
found through RAPD-analysis. The level of gentians interspecies polymorphism was determined,
and relationships between them were established. The significant genetic heterogeneity of the genus
as well as large distances between particular taxa are shown. Unique amplicons valuable for the
species identification of Gentiana genotypes are detected.
204 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №5
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8534 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T10:32:36Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Твардовська, М.О. Страшнюк, Н.М. Мельник, В.М. Конвалюк, І.І. Кунах, В.А. 2010-06-08T09:52:43Z 2010-06-08T09:52:43Z 2009 RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України / М.О. Твардовська, Н.М. Страшнюк, В.М. Мельник, I. I. Конвалюк, В.А. Кунах // Доп. НАН України. — 2009. — № 5. — С. 200-204. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8534 575.22:582.923.1 За допомогою RAPD-аналiзу виявлено генетичнi вiдмiнностi мiж представниками роду Gentiana L. флори України. Визначено рiвень мiжвидового полiморфiзму тирличiв та встановлено взаємозв’язки мiж ними. Показано значну генетичну гетерогеннiсть роду та вiддаленiсть окремих його таксонiв. Виявлено унiкальнi амплiкони, що можуть бути використанi для видової iдентифiкацiї генотипiв Gentiana. Genetic differences between the members of Gentiana L. species from the Ukrainian flora have been found through RAPD-analysis. The level of gentians interspecies polymorphism was determined, and relationships between them were established. The significant genetic heterogeneity of the genus as well as large distances between particular taxa are shown. Unique amplicons valuable for the species identification of Gentiana genotypes are detected. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біологія RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України RAPD-analysis of the genome polymorphism for some Gentiana L. species from Ukrainian flora Article published earlier |
| spellingShingle | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України Твардовська, М.О. Страшнюк, Н.М. Мельник, В.М. Конвалюк, І.І. Кунах, В.А. Біологія |
| title | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України |
| title_alt | RAPD-analysis of the genome polymorphism for some Gentiana L. species from Ukrainian flora |
| title_full | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України |
| title_fullStr | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України |
| title_full_unstemmed | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України |
| title_short | RAPD-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду Gentiana L. флори України |
| title_sort | rapd-аналіз геномного поліморфізму деяких видів роду gentiana l. флори україни |
| topic | Біологія |
| topic_facet | Біологія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8534 |
| work_keys_str_mv | AT tvardovsʹkamo rapdanalízgenomnogopolímorfízmudeâkihvidívrodugentianalfloriukraíni AT strašnûknm rapdanalízgenomnogopolímorfízmudeâkihvidívrodugentianalfloriukraíni AT melʹnikvm rapdanalízgenomnogopolímorfízmudeâkihvidívrodugentianalfloriukraíni AT konvalûkíí rapdanalízgenomnogopolímorfízmudeâkihvidívrodugentianalfloriukraíni AT kunahva rapdanalízgenomnogopolímorfízmudeâkihvidívrodugentianalfloriukraíni AT tvardovsʹkamo rapdanalysisofthegenomepolymorphismforsomegentianalspeciesfromukrainianflora AT strašnûknm rapdanalysisofthegenomepolymorphismforsomegentianalspeciesfromukrainianflora AT melʹnikvm rapdanalysisofthegenomepolymorphismforsomegentianalspeciesfromukrainianflora AT konvalûkíí rapdanalysisofthegenomepolymorphismforsomegentianalspeciesfromukrainianflora AT kunahva rapdanalysisofthegenomepolymorphismforsomegentianalspeciesfromukrainianflora |