Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân lập các trình tự LTR tiềm năng của Ty1-copia và việc sử dụng chúng như một công cụ để phân tích sự đa dạng di truyền ở Olea europaea
Tóm tắt
Một đoạn DNA có khả năng thuộc về các retrotransposon Ty1-copia đã được phân lập từ DNA tế bào của Olea europaea L. bằng phương pháp PCR, sử dụng các mồi suy diễn từ các cơ sở dữ liệu trình tự. Đoạn DNA này bao gồm các phần của enzym phiên mã ngược và RNAseH của một yếu tố giống copia và đã được mở rộng, bằng cách sử dụng các kỹ thuật lần theo nhiễm sắc thể, đến các đầu retrotransposon, tức là các lặp lại đầu cuối dài (LTRs). Mười trình tự LTR tiềm năng đã được phân lập, và phân tích trình tự cho thấy chúng thuộc về ba tiểu nhóm copia khác nhau. Các trình tự LTR tiềm năng đã được đánh giá trong các thí nghiệm lai kiểu dạng tấm về số lượng bản sao: chỉ có ba trình tự (Oec04, Oec06 và Oec07), thuộc về cùng một tiểu nhóm, được chỉ ra là có tính chất tái lặp giữa, với độ dư từ 2.0 × 103 đến 2.4 × 103 bản sao mỗi bộ gen. Các thí nghiệm Southern blot sử dụng Oec06 làm đầu dò cho thấy các kiểu lai với nhiều băng yếu và một vết mờ nền nặng, cho thấy sự xen kẽ gen của các trình tự liên quan. Oec06 cũng được sử dụng để thiết kế một mồi và tạo ra các dấu hiệu phân tử REtroelement Microsatellite Amplified Polymorphism (REMAP) để phân biệt các giống khác nhau của Olea europaea. Tổng cộng có 108 băng, trong đó 100 băng có tính đa hình, đã được thu thập. Các tương đồng di truyền giữa các giống đã được tính toán theo Chỉ số Tương đồng Phù hợp Đơn giản và được sử dụng để xây dựng một cây phả hệ dựa trên UPGMA. Một so sánh giữa tính đa hình chỉ dựa trên các trình tự retrotransposon và các lặp lại giữa các trình tự đơn giản (ISSR) cho thấy rằng tính đa hình liên quan đến các trình tự trước cao hơn nhiều so với các trình tự sau. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng các dấu hiệu REMAP có thể hữu ích trong việc đánh giá sự đa dạng di truyền của Olea europaea và trong việc phân loại các giống.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Anderson JA, Churchill GA, Autrique JE, Sorells ME, Tanksley SD (1993) Optimizing parental selection for genetic-linkage maps. Genome 36:181–186
Belaj A, Satovic Z, Cipriani G, Baldoni L, Testolin R, Rallo L,Trujillo I (2003) Comparative study of the discriminating capacity of RAPD, AFLP and SSR markers and their effectiveness in establishing genetic relationships in olive. Theor Appl Genet 107:736–744
Bennetzen JL (2000) Transposable element contributions to plant gene and genome evolution. Plant Mol Biol 42:251–269
Busconi M, Sebastiani L, Fogher C (2006) Development of SCAR markers for germplasm characterisation in olive tree (Olea europaea L.). Mol Breed 17:59–68
Cormack RS, Somssich IE (1997) Rapid amplification of genomic ends (RAGE) as a simple method to clone flanking genomic DNA. Gene 194:273–276
Doyle JJ, Doyle JL (1987) Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus 12:13–15
Hernandez P, De La Rosa R, Rallo L, Martin A, Dorado G (2001a) First evidence of a retrotransposon-like element in olive (Olea europaea): implications in plant variety identification by SCAR-marker development. Theor Appl Genet 102:1082–1087
Hernandez P, De La Rosa R, Rallo L, Dorado G, Martin A (2001b) Development of SCAR markers in olive (Olea europaea) by direct sequencing of RAPD products: applications in olive germplasm evaluation and mapping. Theor Appl Genet 103:788–791
Kalendar R, Grob T, Regina M, Suoniemi A, Schulman A (1999) IRAP and REMAP: two new retrotransposon-based DNA fingerprinting techniques. Theor Appl Genet 98:704–711
Kalendar R, Tanskanen J, Immonen S, Nevo E, Schulman AH (2000) Genome evolution of wild barley (Hordeum spontaneum) by BARE-1 retrotransposon dynamics in response to sharp microclimatic divergence. Proc Natl Acad Sci USA 97:6603–6607
Khadari B, Breton C, Moutier N, Roger JP, Besnard G, Bervillé A, Dosba F (2003) The use of molecular markers for germplasm management in a French olive collection. Theor Appl Genet 106:521–529
Kumar A, Bennetzen JL (1999) Plant retrotransposons. Ann Rev Genet 33:479–532
Lewis PO, Zaykin D (2001) Genetic Data Analysis: Computer program for the analysis of allelic data http://www.lewis.eeb.uconn.edu/lewishome/software.html
Montemurro C, Simeone R, Pasqualone A, Ferrara E, Blanco A (2005) Genetic relationships and cultivar identification among 112 olive accessions using AFLP and SSR markers. J Hort Sci Biotech 80:105–110
Owen CA, Bita EC, Banilas G, Hajjar SE, Sellianakis V, Aksoy U, Hepaksoy S, Chamoun R, Talhook SN, Metzidakis I, Hatzopoulos P, Kalaitzis P (2005) AFLP reveals structural details of genetic diversity within cultivated olive germplasm from the Eastern Mediterranean. Theor Appl Genet 110:1169–1176
Pearce SR, Stuart-Rogers C, Knox MR, Kumar A, Ellis THN, Flavell AJ (1999) Rapid isolation of plant Ty1-copia group retrotransposon LTR sequences for molecular marker studies. Plant J 19:711–717
Powell W, Morgante M, Andre C, Hanafey M, Vogel J, Tingey SV, Rafalski JA (1996) The comparison of RFLP, RAPD, AFLP and SSR (microsatellite) markers for germplasm analysis. Mol Breed 2:225–238
Rohlf F (1998) NTSYS-pc: numerical taxonomy and multivariate analysis system. Exeter Software, Setauket, NY
Rugini E, Baldoni L (2004) Olea europaea–olive. In: Litz R (ed) Biotechnology of fruit and nut crops. CABI Publishing, Wallingford, UK, pp404–428
Rugini E, Pannelli G, Ceccarelli M, Muganu M (1996) Isolation of triploid and tetraploid olive (Olea europaea L.) plants from mixoploid cv ‘Frantoio’ and ‘Leccino’ mutants by in vivo and in vitro selection. Plant Breed 115:23–27
Schulman AH, Gupta PK, Varshney RK (2004a) Organization of retrotransposons and microsatellites in cereal genomes. In: Gupta PK, Varshney RK (eds) Cereal genomics. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands, pp83–118
Schulman AH, Flavell AJ, Ellis THN (2004b) The application of LTR retrotransposons as molecular markers in plants. In: Miller WJ, Capy P (eds) Mobile genetic elements and their application in genomics, vol. 260, Humana Press, Totowa NJ, pp145–173
Shannon CE, Weaver W (1949) The mathematical theory of communication. University of Illinois Press, Urbana, IL
Sneath PHA, Sokal RR (1973) Numerical taxonomy. WH Freeman and Company, San Francisco, USA
Stergiou G, Katsiotis A, Hagidimitriou M, Loukas M (2002) Genomic and chromosomal organization of Ty1-copia-like sequences in Olea europaea and evolutionary relationships of Olea retroelements. Theor Appl Genet 104:926–933
Terzopoulos PJ, Kolano B, Bebeli PJ, Kaltsikes PJ, Metzidakis I (2005) Identification of Olea europaea L. cultivars using inter-simple sequence repeat markers. Sci Hortic 105:45–51
Voytas DF, Cummings MP, Konieczny A, Ausubel FM, Rodermel SR (1992) Copia-like retrotransposons are ubiquitous among plants. Proc Natl Acad Sci USA 89:7124–7128
Waugh R, McLean K, Flavell AJ, Pearce SR, Kumar A, Thomas BT, Powell W (1997) Genetic distribution of BARE1-like retroelements in the barley genome revealed by sequence-specific amplification polymorphisms (S-SAP). Mol Gen Genet 253:687–694
Yap IV, Nelson RJ (1996) Winboot: a program for performing bootstrap analysis of binary data to determine the confidence limits of UPGMA-based dendrograms. IRRI Discussion Paper Series No. 14. International Rice Research Institute, PO Box 933, Manila, Philippines
Yeh FC, Yang RC, Boyle TBJ (1999) POPGENE version 1.32, Microsoft Window-based free ware for population genetic analysis. Computer program and documentation distributed by University of Alberta and Centre for International Forestry Research, Alberta, Canada, website: http://www.ualberta.ca/;fyeh/index.htm