Диференціація генотипів сосни звичайної за поліморфізмом довжини інтронів генів дефензинів

  • V. A. Kovaleva Національний лісотехнічний університет України, м. Львів https://orcid.org/0000-0002-3099-2747
  • Yu. M. Yusypovych Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
  • Yu. I. Shalovylo Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
  • N. I. Hrunyk Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
  • R. T. Gout Національний лісотехнічний університет України, м. Львів
Ключові слова: Pinus sylvestris L.; генетичний поліморфізм; коренева губка; кластерний аналіз

Анотація

Наведено результати дослідження генотипів сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) із використанням молекулярних маркерів на підстаі генетичного поліморфізму довжини інтронів генів дефензинів PsDef1-4. Виявлено високу інформативність маркерів на підстаі інтрону гена PsDef2 (IPL-PsDef2) для дослідження внутрішньовидового поліморфізму в сосни звичайної. Встановлено межі осередка інфекції кореневої губки (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.) в сосновому насадженні за допомогою полімеразно-ланцюгової реакції (ПЛР) із використанням видоспецифічних праймерів. Проведено ДНК-профілювання модельних дерев способом електрофоретичного розділення ампліконів IPL-PsDef2 маркерів. За результатами поліморфізму довжини інтронів генів дефензинів здійснено кластеризацію генотипів сосни звичайної із використанням алгоритму UPGMA. на підстаі дендрограми виділено два кластери генотипів зі 100 % бутстреп підтримкою, які відрізняються за стійкістю до кореневої губки. Методом К-середніх визначено значущість кожного з ампліконів для диференціації генотипів сосни на групи. Виявлено амплікони, які можуть бути генетичними маркерами для оцінки потенційної стійкості генотипів сосни звичайної до кореневої губки. Отримані дані щодо поліморфізму локусів генів дефензинів, а також результати кластерного аналізу вказують на перспективність використання IPL-PsDef2 маркерів для генотипування сосни звичайної.

Біографії авторів

V. A. Kovaleva, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів

канд. біол. наук, ст. наук. співробітник, кафедра лісівництва

Yu. M. Yusypovych, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів

канд. біол. наук, ст. наук. співробітник, кафедра лісівництва

Yu. I. Shalovylo, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів

канд. біол. наук, ст. наук. співробітник, кафедра лісівництва

N. I. Hrunyk, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів

мол. наук. співробітник, кафедра лісівництва

R. T. Gout, Національний лісотехнічний університет України, м. Львів

д-р біол. наук, професор, кафедра лісівництва

Посилання

Andreieva, O. Y., Guzii, A. I., & Vyshnevskyi, A. V. (2018). Рoshyrennia oseredkiv masovoho rozmnozhennia koroidiv u sosnovykh nasadzhenniakh Rivnenskoho Polissia [Spread of bark beetles foci in pine stands of Rivne Polissya]. Scientific Bulletin of UNFU, 28(3), 14–17. [In Ukrainian]. https://doi.org/10.15421/40280302
Benbouza, H., Jean-Marie, J., & Jean-Pierre, B. (2006). Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silverstaining method to detect SSR markers in polyacrylamide gels. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, 10(2), 77–81.
Bigler, C., Bräker, O. U., Bugmann, H., Dobbertin, M., & Rigling, A. (2006). Drought as an inciting mortality factor in Scots pine stands of the Valais, Switzerland. Ecosystems, 9, 330–343. https://doi.org/10.1007/s10021-005-0126-2
Breviario, D., Baird, W. V., Sangoi, S., Hilu, K., Blumetti, P., & Giani S. (2007). High polymorphism and resolution in targeted fingerprinting with combined b-tubulin introns. Molecular Breeding, 20(3), 249–259. https://doi.org/10.1007/s11032-007-9087-9
Chang, S., Puryear, J., & Cairney, J. (1993). A simple and efficient method for isolating RNA from pine trees. Plant Molecular Biology Reporter, 11(2), 113–116. https://doi.org/10.1007/BF02670468
Chen, X., Zhang, G., & Wu, W. (2011). Investigation and utilization of intron length polymorphisms in conifers. New Forests, 41, 378–388. https://doi.org/10.1007/s11056-010-9229
Choi, H.-K., Kim, D., Uhm, T., Limpens, E., Lim, H., Mun, J.-H., & Cook, D. R. (2004). A sequence-based genetic map of Medicago truncatula and comparison of marker colinearity with M. sativa. Genetics, 166(3), 1463–1502. https://doi.org/10.1534/genetics.166.3.1463
Dzialuk, A., Chybicki, I., Gout, R., Maczka, T., Fleischer, P., Konrad, H., Curtu, A. C., Sofletea, N., & Valadon, A. (2014). No reduction in genetic diversity of Swiss stone pine (Pinus cembra L.) in Tatra Mountains despite high fragmentation and small population size. Conservation Genetics, 15(6), 1433–1445. https://doi.org/10.1007/s1059
Eveno, E., Collada C., Guevara, M. A., Leger, V., Soto, A., Dıaz L., Leger, P., Santiago, C., Gonzalez-Martınez, S. C., Cervera, M. T., Plomion, C., & Garnier-Gere, P. H. (2007). Contrasting patterns of selection at Pinus pinaster Ait. drought stress candidate genes as revealed by genetic differentiation analyses. Molecular Biology and Evolution, 25(2), 417–437. https://doi.org/10.1093/molbev/msm272
Hanks, J. N., Snyder, A. K., Graham, M. A., Shah, R. K., Blaylock, L. A., Harrison, M. J., & Shah, D. M. (2017). Defensin gene family in Medicago truncatula: structure, expression and induction by signal molecules. Plant Molecular Biology, 58(3), 385–399. https://doi.org/10.1007/s11103-005-5567-7
Hongtrakul, V., Huestis, G., & Knapp, S. (1997). Amplified fragment length polymorphisms as a tool for DNA fingerprinting sunflower germplasm: genetic diversity among oilseed inbred lines. Theoretical and Applied Genetics, 95(3), 400–407. https://doi.org/10.1007/s001220050576
Khairutdinov, B. I., Ermakova, E., Yusypovych, Y. M., Bessolicina, E. K., Tarasova, N. B., Toporkova, Y. Y., Kovaleva, V., Zuev, Y. F., & Nesmelova, I. V. (2017). NMR structure, conformational dynamics, and biological activity of PsDef1 defensin from Pinus sylvestris. Biochimica et biophysica acta. Proteins and proteomics, 1865(8), 1085–1094. https://doi.org/10.1016/j.bbapap.2017.05.012
Korshikov, I. I., & Demkovich, A. E. (2008). Genetic features of root fungus-resistant scotch pine trees in artificial stands in the steppe zone of Ukraine. Cytology and Genetics, 42(5), 323–328. https://doi.org/10.3103/S0095452708050058
Kovaleva, V. A., Kiyamova, R. G., Cramer, R., Krynytskyy, H. T., Gout, I. T., Filonenko, V. V., & Gout, R. (2009). Purification and molecular cloning of antimicrobial peptides from Scots pine seedlings. Рeptides, 30(12), 2136–2143. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2009.08.007
Kovalyova, V. A., & Gout, I. T. (2008). Molecular cloning and characterization of Scotch pine defensin 2. Cytology and Genetics, 42(6), 408–412. https://doi.org/10.3103/S009545270
Kovalyova, V. A., Gout, I. T., Kiyamova, R. G., Filonenko, V. V., & Gout, R. T. (2007). Cloning and analysis of defensin 1 cDNA from Scots pine. Biopolymers and Cell, 23(5), 398–404. https://doi.org/10.7124/bc.000779
Lučić, A., Isajev, V., Rakonjac, L., Ristić, D., Kostadinović, M., Babić, V., & Nikolić, A. (2011). Genetic divergence of Scots pine (Pinus sylvestris L.) populations in Serbia revealed by RAPD. Archives of Biological Sciences, 63(2), 371–380. https://doi.org/10.2298/ABS1102371L
Siitonen, J. (2014). Ips acuminatus kills pines in southern Finland. Silva Fennica, 48(4), article id 1145. https://doi.org/10.14214/sf.1145
Vankeerberghen, A., Scudiero, O., De Boeck, K., Macek, M. Jr., Pignatti, P. F., Van Hul, N., Nuytten, H., Salvatore, F., Castaldo, G., Zemkova, D., Vavrova, V., Cassiman, J. J., & Cuppens, H. (2005). Distribution of human beta-defensin polymorphisms in various control and cystic fibrosis populations. Genomics, 85(5), 574–581 https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2005.02.003
Williams, C. G., &Neale, D. B. (1992). Conifer wood quality and marker-aided selection: a case study. Canadian Journal of Forest Research, 22(7), 1009–1017 https://doi.org/10.1139/x92-135
Yusypovych, Y. M., Kovaleva, V. A., & Gout, R. (2012). Diahnostyka korenevoi hubky (Heterobasidion annosum (FR.) BREF. S. STR.) metodom polimerazno-lantsiuhovoi reaktsii [Identification of Heterobasidion annosum s. str. by polymerase-chain reaction]. Scientific Bulletin of UNFU, 22(6), 43–49. [In Ukrainian].
Опубліковано
2018-10-25
Як цитувати
Kovaleva, V. A., Yusypovych, Y. M., Shalovylo, Y. I., Hrunyk, N. I., & Gout, R. T. (2018). Диференціація генотипів сосни звичайної за поліморфізмом довжини інтронів генів дефензинів. Науковий вісник НЛТУ України, 28(8), 40-44. https://doi.org/10.15421/40280808
Розділ
Лісове та садово-паркове господарство

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають