Біологічні системи: теорія та інновації

Розроблення ilp-маркерів для генів pfkfb4 та ras у Aegilops tauschii

С.О. Гординський
Завантажити статтю
Анотація

Актуальність дослідження зумовлена поширеністю зернових культур, зокрема пшениці м'якої, одним з предків якої є Aegilops tauschii. Розробка нових маркерів, які можуть бути використані для дослідження генетичного різноманіття злаків є актуальною проблемою сьогодення. Метою роботи було розробити ILP (intron length polymorphism) маркери для вивчення поліморфізму довжини інтронів PFKFB4 та RAS-генів у Aegilops tauschii, перевірити можливість використання розроблених маркерів для генетичної диференціації Ae. tauschii та Ae. biuncialis. Для отримання EST послідовностей було використано базу даних NCBI, онлайн інструменти CD-HIT, BLAST та Primer3Plus (для розроблення праймерів). Було розроблено молекулярні маркери Aet_ILP_1.1, Aet_ILP_1.2 і Aet_ ILP_2 та перевірено ефективність їхнього застосування на зразках Ae. tauschii та Ae.biuncialis. Ампліфіковані фрагменти розділяли за допомогою електрофорезу у неденатуруючому поліакриламідному гелі та фарбували сріблом. За використання маркера Aet_ILP_1.1 п’ятнадцять зразків Ae. biuncialis диференційовано на дві групи. Використовуючи маркер Aet_ILP_1.2 встановлено, що певні зразки Ae. tauschii та Ae. biuncialis мали додатковий амплікон на електрофореграмі. За використання маркерної системи Aet_ILP_2 візуалізувалися амплікони лише у зразків Ae. biuncialis. Загалом отримані результати вказують на невисокий рівень внутрішньовидової генетичної мінливості Ae. tauschii за розробленими маркерами, натомість, вони можуть бути ефективно використані для оцінки міжвидової диференціації Ae. tauschii та Ae. biuncialis

Ключові слова

Aegilops tauschii; Aegilops biuncialis; генетичні маркери; поліморфізм довжини інтронів

ЦИТУВАТИ
Hordynskyi, S. (2023). Development of ilp markers for pfkfb4 and ras genes of Aegilops tauschii. Biological Systems: Theory and Innovation, 14(1), 45-52. https://doi.org/10.31548/biologiya14(1-2).2023.005
Використані джерела

[1] Ashfaq, M., Zulfiqar, F., Sarwar, I., Quddus, M.A., & Baig, I.A. (2011). Impact of climate change on wheat productivity in mixed cropping system of Punjab. Plant, Soil and Environment, 30(2), 110-144.
Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/215527994_Impact_of_Climate_Change_on_Wheat_Productivity_in_Mixed_Cropping_System_of_Punjab.

[2] Cen, W., Liu, J., Lu, S., Jia, P., Yu, K., Han, Y., & Luo, J. (2018). Comparative proteomic analysis of QTL CTS-12 derived from wild rice (Oryza rufipogon Griff.), in the regulation of cold acclimation and de-acclimation of rice (Oryza sativa L.) in response to severe chilling stress. BioMed Central Plant Biology, 18, article number 163. doi: 10.1186/s12870-018-1381-7.

[3] Geigenberger, P. (2011). Regulation of starch biosynthesis in response to a fluctuating environment. Plant Physiology, 155(4), 1566-1577. doi: 10.1104/pp.110.170399.     

[4] Jafarzadeh, J., Bonnett, D., Jannink, J.-L., Akdemir, D., Dreisigacker, S., Sorrells, M.E. (2016). Breeding value of primary synthetic wheat genotypes for grain yield. PLoS ONE, 11(9), p. 0162860. doi: 10.1371/journal.pone.0162860.

[5] Konev, R.Yu. (2014). Ukraine on the world wheat market: Export potential and its realization. The Youth Scientific Herald of the Educational and Research Institute of Business, Economics and Management: Economic Sciences, 7, 615-626. Retrieved from https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream-download/123456789/52449/2/Koniev_agriculture.pdf;jsessionid=7A6FDEE7749E6760C9CC0B4FE6C25B19.

[6] Li, C., Li, N., Huang, R., Chen, C., Guo, J., Yang, X., & Wang, P. (2020). A single nucleotide substitution at the 3’-end of SBPase gene involved in Calvin cycle severely affects plant growth and grain yield in rice. BioMed Central Plant Biology, 20(1), article number 135. doi: 10.1186/s12870-020-02541-x.

[7] Luo, M.C., Gu, Y.Q., Puiu, D., Wang, H., Twardziok, S.O., Deal, K.R., & Dvořák, J. (2017). Genome sequence of the progenitor of the wheat D genome Aegilops tauschii. Nature, 551, 498-502. doi: 10.1038/nature24486.   

[8] Mao, X., Zhang, H., Tian, S., Chang, X., & Jing, R. (2010). TaSnRK2.4, an SNF1-type serine/threonine protein kinase of wheat (Triticum aestivum L.), confers enhanced multistress tolerance in Arabidopsis. Journal of Experimental Botany, 61(3), 683-696. doi: 10.1093/jxb/erp331.

[9] Nielsen, T.H., Rung, J.H., & Villadsen, D. (2004). Fructose-2, 6-bisphosphate: A traffic signal in plant metabolism. Trends in Plant Science, 9(11), 556-563. doi: 10.1016/j.tplants.2004.09.004.

[10] Swarup, R., & Bhosale, R. (2019). Developmental roles of AUX1/LAX auxin influx carriers in plants. Frontiers in Plant Science, 10, article number 1306. doi: 10.3389/fpls.2019.01306.

[11] Tiwari, M., Kumar,T.P., & Pandey, A. (2021). Emerging tools and paradigm shift of gene editing in cereals, fruits, and horticultural crops for enhancing nutritional value and food security. Food and Energy Security, 10(1), p. 258.    doi: 10.1002/fes3.258.

[12] van Ha, C., Le, D.T., Nishiyama, R., Watanabe, Y., Sulieman, S., Tran, U.T., et al. (2013). The auxin response factor transcription factor family in soybean: Genome-wide identification and expression analyses during development and water stress. DNA research, 20(5), 511-524. doi: 10.1093/dnares/dst027.

[13] Wang, X., Zhao, X., Zhu, J., & Wu, W. (2005). Genome-wide investigation of intron length polymorphisms and their potential as molecular markers in rice (Oryza sativa L.). DNA Research, 12(6), 417-427. doi: 10.1093/dnares/dsi019.   

[14] Wei, S., Peng, Z., & Yang, Z. (2015). A simple approach based on intron length polymorphism (ILP) for chromosomal localization of gene WAG-2. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 75(3), 314-317. doi: 10.5958/0975-6906.2015.00049.8.

[15] Zhang, H., Zhang, J., Xu, Q., Wang, D., Di, H., Huang, J., & Zhou, Y. (2020). Identification of candidate tolerance genes to low-temperature during maize germination by GWAS and RNA-seq approaches. BioMed Central Plant Biology, 20, 333. doi: 10.1186/s12870-020-02543-9.