Phát triển các mốc PCR dựa trên cho các fi cation identi
của
S
-
RNase
alen ở các loài khoai tây hoang dại
Olga Marcellan '• Alberto Acevedo đã nhận: ngày 14 tháng 11 2011 / Được chấp nhận: ngày 19 tháng 4 năm 2012 / Xuất bản trực tuyến: 10 Tháng Năm 2012 _ Springer Science + Business Media BV 2012 Tóm tắt tình dục tự không tương thích trong hoang dã lưỡng bội loài khoai tây được điều khiển bởi một multiallelic đơn S -locus mã hóa một ribonuclease vòi nhuỵ đa hình (S - RNase) đó là trách nhiệm của phụ nữ trong chức năng công nhận phấn hoa nhụy hoa. Trong nghiên cứu này, một cách tiếp cận sử dụng dấu PCR dựa trên ban đầu được phát triển để khuếch đại S - RNase alen trong Solanum chacoense. Sau đó, để điều tra áp dụng chung của họ trong Solanum, cách tiếp cận phân tử này đã thành công trong thử nghiệm trên S. spegazzinii và S. kurtzianum. ứng dụng của phương pháp PCR-SSCP tiết lộ tiềm năng mới S - RNase alen trong ba loài, thể hiện lần đầu tiên kinh sự tồn tại của S - RNase di truyền biến thiên trong và giữa các quần thể hoang dã của loài khoai tây lưỡng bội. Fi c dấu SSCP loài đặc hiệu có thể được sử dụng thành công trong gen fl ow nghiên cứu được cũng được phát hiện trong cuộc điều tra này. Từ khóa Gametophytic tự không tương thích _ S - RNase alen _ PCR-SSCP _ Solanum chacoense _ S. spegazzinii _ S. kurtzianum Giới thiệu Các introgression nguồn gen khoai tây hoang dã vào các loài trồng (Solanum tuberosum L. ssp. tubero- sum) là một trong những mục tiêu chính của giống khoai tây chương trình vì các loài hoang dã rất quan trọng chứa các biến dị di truyền và các nguồn kháng chống cự để sinh học và các yếu tố bất lợi vô sinh. Hầu hết các loài này đang chéo bón phân diploids do để tự không tương thích (SI). SI cho phép nhụy hoa của một ower fl để phân biệt giữa liên quan di truyền (self) và không liên quan (không tự) phấn hoa. Công nhận kết quả này ức chế sự tăng trưởng của ống tự phấn hoa ở phía trên là một phần của phong cách. Như vậy, SI là một sinh sản prezygotic rào cản bởi đó không tương thích phấn hoa ống được ngăn cản việc cung cấp các tế bào tinh trùng vào buồng trứng để đạt được thụ tinh kép (Kao và Tsukamoto 2004). Các Solanaceae, Rosaceae và họ mã đề gia đình hiện gametophytic tự không tương thích hệ thống kiểm soát bởi một đơn S -locus với nhiều S -haplotype. Mỗi S -haplotype mang hai gen liên kết gen, vòi nhuỵ ribonuclease (S - RNase) và S - locus F - hộp hoặc S - haplotype - Speci fi c F - protein hộp, O. Marcellan ('&) Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Mar del Plata, CC 276, 7620 Balcarce, Buenos Aires, Argentina e-mail: omarcellan@balcarce.inta.gov.ar A. Acevedo Centro de Investigacion de Recursos Naturales, Instituto 'Nacional de TECNOLOGIA Agropecuaria (INTA Castelar), "De los Reseros y Las Caban~as s / n, 1686 Hurlingham, Buenos Aires, Argentina 123 Euphytica (2012) 187: 19-29 DOI 10,1007 / s10681-012-0703-3 kiểm soát phụ nữ và nam thành phố fi Speci, respec- cực (Lai . et al 2002; Takayama và Isogai 2005; Rea và Nasrallah 2008). Các S - RNase gen có fi ve vùng bảo tồn cao (C1-C5) và một hypervari- khu vực có thể (với hai lĩnh vực, HVA và HVB, trong Solanaceae và một trong Rosaceae) nằm giữa C2 và C3. Gen này mã hóa một loạt alen của vòi nhuỵ glycoprotein (S - RNases) với các hoạt động ribonuclease thể hiện trong ma trận ngoại bào của nhụy hoa. S - RNases có lẽ tác động gây độc tế bào của họ bên trong ống phấn không tương thích bằng cách làm giảm ống phấn RNA trong một S -haplotype- Speci fi c cách. Như S - RNases đã được hiển thị để nhập ống phấn trong S cách -haplotype độc lập, các cơ chế SI phải liên quan đến khả năng của ống phấn để vô hiệu bất cứ sự không tự S - RNase, trong khi tự S - RNases được bằng cách nào đó được bảo vệ . từ bất hoạt (. Liu et al 2009) Hai cách tiếp cận không loại trừ lẫn nhau đã được sử dụng để ước tính sự đa dạng của các S - RNase gen ở các loài khác nhau. Một mặt, các phương pháp tiếp cận cổ điển đã được tập trung vào cách sử dụng của cây thánh giá được kiểm soát và đánh giá tiếp theo của phấn hoa, nhụy hoa phản ứng tương thích bằng fl uorescence kính hiển vi (Camadro và Peloquin 1981; Marcellan và Camadro 1996; '. Camadro et al 1997). Mặt khác, các phân tử cách tiếp cận đã được giải quyết với việc áp dụng các phương pháp khác nhau được dựa trên: (1) detec tion của S -glycoproteins bằng Western blot (Hinata và Nishio 1981; Nou et. Al 1991), hai chiều điện (Kirch et al 1989; Sassa et al 1994;.. Tao et al 1999). đẳng điện tập trung hoặc (Eijlander et al. 2000), (2) phân tích cDNA của Southern blot sử dụng như thăm dò cDNA của S - RNase đã được biết đến (Nasrallah et al 1985;. Gebhardt et al 1991;. Tao et al 1999.), (3) phân tích RNA bằng RT-PCR (Oldknow và lưa 1995; Richman et al 1996;.. Kurup et al 1998; Igic et al. 2007; Savage và Miller 2006; Miller và Kostyun 2010) hoặc Northern blot (Kirch et al 1989; Tao et al.. 1999; Xu et al 1990), và (4) identi fi cation của. S - RNase alen của ampli fi cation của DNA của bộ gen với cặp mồi được thiết kế trên cơ sở bảo tồn các vùng của gen (Ishimizu et al. 1999 và những người khác sẽ bổ sung sau). Bởi vì các phương pháp sau này là đơn giản và cho phép khảo nghiệm giống cây trồng thay vì chờ đợi cho đến khi giai đoạn phát triển của quả fl owering, nó đã được sử dụng trong nghiên cứu này. Trong vài năm qua, những nỗ lực mãnh liệt đã được đưa ra cho các nhân bản và phân tử characteriza- tion của S - RNase gen trong một số trái cây Rosaceae loài bao gồm táo (Sassa et al 1994;. Brootha- Erts et al 1995)., hạnh nhân (Tao et al 1997)., sweet cherry (Tao et al 1999;.. Sonneveld et al 2003), và lê châu Âu (Zuccherelli et al 2002;. Sanzol et al. 2006) trong số những người khác. Về Solanaceae, các trình tự đầu tiên fi của S - RNase được suy ra từ các nhân bản và trình tự cDNA tương ứng trong Nicotiana alata (Anderson et al 1986.). Biệt biệt trong khoai tây, bốn S - RNase alen đã được nhân bản vô tính và identi fi ed trong các tứ bội trồng khoai S. tuberosum spp. Tuberosum (St): S1, S2, S3, và S4. Kaufmann et al. (1991) báo cáo các axit amin chuỗi của S1, trong khi các phần của bộ gen chuỗi các S2 có sẵn trong DDBJ / EMBL / cơ sở dữ liệu GenBank theo nhập số X62727. Kể từ khi trình tự axit amin của S3 và S4 báo cáo của Kirch et al. (1989) đã rất từng phần và diện sented chỉ các vùng được bảo vệ 2, họ đã không đưa vào nghiên cứu này. Đối với khoai tây hoang dã lưỡng bội loài, Solanum chacoense Bitt. (Sc), bảy S - RNase alen đã được nhân bản vô tính và identi fi ed: S2, S3, S11, S12, S13, S14, và S16 (DDBJ / EMBL / GenBank X56896, X56897 , S69589, AF1911732, L36667, AF232304, và DQ007316, tương ứng). Tất cả các S - RNase alen, với ngoại lệ của S16, được phân lập và đặc trưng trên cơ sở của RNA cô lập và tiếp theo RT-PCR hoặc Northern blot phân tích. Các S16 - RNase alen là identi fi ed trong một Argentina S. chacoense dân số theo nhóm của chúng tôi sử dụng mồi được thiết kế trên cơ sở của các tiên fi và. Khu vực thứ tư bảo tồn (. Marcellan et al 2006) "Thật không may, phân tích PCR được thực hiện bằng cách sử dụng này cặp mồi là không thể để khuếch đại khác S - RNases alen trong S. chacoense. Hiện nay, không có thông tin liên quan đến các alen đa dạng của S - RNase gen có sẵn trong khoai tây, mặc dù S2, S11, S12, S13 và alen của S. chacoense và S2 alen của S. tuberosum đã được bao gồm trong S - RNase nghiên cứu sự đa dạng gen ở loài Solanaceae khác (Savage và Miller 2006;.. Igic et al 2007; Miller và Kostyun 2010) Trong cuộc điều tra này một cách tiếp cận phân tử sử dụng PCR dựa trên đánh dấu là ban đầu được phát triển để xác định S - RNase alen khác hơn S16 trong S. chaco- ense loài. Ngoài ra, để kiểm tra mở rộng ứng dụng của này phân tử cách tiếp cận trong khác Solanum loài, các dấu PCR dựa trên đã được thử nghiệm trên hai hoang dã loài khoai tây lưỡng bội S. spegazzinii và S. kurtzianum. 20 Euphytica (2012) 187: 19-29 123 Vật liệu và các phương pháp vật liệu thực vật để khuếch đại và đặc trưng của S - RNase alen trong S. chacoense (2n = 2 9 = 24), hai đan có thực sự S11 - RNase alen (Matton et al 1999;. Marcellan '. et al 2006) và S16 - RNase (. Marcellan et al alen 'năm 2006) đã được sử dụng (Bảng 1). Khả năng tương thích phấn hoa nhụy hoa các mối quan hệ bên trong và giữa các đan có được phân tích bằng cách thử nghiệm thụ phấn trong đó bao gồm thập kiểm soát được thực hiện theo một không đầy đủ thiết kế diallel giao phối và quan sát của ống phấn phát triển dọc theo phong cách của fl uorescence kính hiển vi (Bảng 2;. Hình 1). Để nghiên cứu tiềm năng sử dụng các đánh dấu trong Solanum, hai đan có của S. spegazzinii và S. kurtzianum đã được sử dụng (Bảng 1). Những đan có đã được sử dụng trong mối quan hệ nhiều crossability nghiên cứu (Erazzu et al 1999;.. Raimondi et al 2003). "Ngoại trừ nhập QBCM, mà nhà máy đã được thu thập trong thực địa tại các nông Experimental Trạm Balcarce, các đan có khác là lòng được cung cấp bởi các mầm khoai tây Bank đặt tại Trạm thực nghiệm nông nghiệp của Balcarce. DNA ly Để khuếch đại S - RNase alen, tổng DNA của bộ gen đã được phân lập từ lá non của mỗi nhà máy accord- ing để Dellaporta et al. . (1983) Sơn lót thiết kế Mục đích của thủ tục này là để thiết kế mồi với xác suất cao của khuếch đại mỗi S - RNase alen của. Solanum Để kết thúc này, các mồi được thiết kế trên cơ sở các vùng bảo tồn (Hình 2a). De fi được xác định bởi các liên kết của S - RNase nucleotide trình tự từ Solanum [Sc - S2, S3, S11, S12, S13 và S14 (DDBJ / EMBL / GenBank X56896, X56897, S69589, AF191 1732, L36667 và AF232304, tương ứng), và St- S2 (DDBJ / EMBL / GenBank X62727)]. Các cặp vợ chồng của cặp mồi được thiết kế trên cơ sở của C2 và C3 chỉnh được không thoái hóa (Bảng 3) vì C2 và C3 cho thấy amin rất cao các S - RNase alen, sơn lót được thiết kế trên cơ sở của những r bảo tồn '2006) đã được sử dụng (Bảng 1). Khả năng tương thích phấn hoa nhụy hoa các mối quan hệ bên trong và giữa các đan có được phân tích bằng cách thử nghiệm thụ phấn trong đó bao gồm thập kiểm soát được thực hiện theo một không đầy đủ thiết kế diallel giao phối và quan sát của ống phấn phát triển dọc theo phong cách của fl uorescence kính hiển vi (Bảng 2;. Hình 1). Để nghiên cứu tiềm năng sử dụng các đánh dấu trong Solanum, hai đan có của S. spegazzinii và S. kurtzianum đã được sử dụng (Bảng 1). Những đan có đã được sử dụng trong mối quan hệ nhiều crossability nghiên cứu (Erazzu et al 1999;.. Raimondi et al 2003). "Ngoại trừ nhập QBCM, mà nhà máy đã được thu thập trong thực địa tại các nông Experimental Trạm Balcarce, các đan có khác là lòng được cung cấp bởi các mầm khoai tây Bank đặt tại Trạm thực nghiệm nông nghiệp của Balcarce. DNA ly Để khuếch đại S - RNase alen, tổng DNA của bộ gen đã được phân lập từ lá non của mỗi nhà máy accord- ing để Dellaporta et al. . (1983) Sơn lót thiết kế Mục đích của thủ tục này là để thiết kế mồi với xác suất cao của khuếch đại mỗi S - RNase alen của. Solanum Để kết thúc này, các mồi được thiết kế trên cơ sở các vùng bảo tồn (Hình 2a). De fi được xác định bởi các liên kết của S - RNase nucleotide trình tự từ Solanum [Sc - S2, S3, S11, S12, S13 và S14 (DDBJ / EMBL / GenBank X56896, X56897, S69589, AF191 1732, L36667 và AF232304, tương ứng), và St- S2 (DDBJ / EMBL / GenBank X62727)]. Các cặp vợ chồng của cặp mồi được thiết kế trên cơ sở của C2 và C3 chỉnh được không thoái hóa (Bảng 3) vì C2 và C3 cho thấy amin rất cao các S - RNase alen, sơn lót được thiết kế trên cơ sở của những r bảo tồn '2006) đã được sử dụng (Bảng 1). Khả năng tương thích phấn hoa nhụy hoa các mối quan hệ bên trong và giữa các đan có được phân tích bằng cách thử nghiệm thụ phấn trong đó bao gồm thập kiểm soát được thực hiện theo một không đầy đủ thiết kế diallel giao phối và quan sát của ống phấn phát triển dọc theo phong cách của fl uorescence kính hiển vi (Bảng 2;. Hình 1). Để nghiên cứu tiềm năng sử dụng các đánh dấu trong Solanum, hai đan có của S. spegazzinii và S. kurtzianum đã được sử dụng (Bảng 1). Những đan có đã được sử dụng trong mối quan hệ nhiều crossability nghiên cứu (Erazzu et al 1999;.. Raimondi et al 2003). "Ngoại trừ nhập QBCM, mà nhà máy đã được thu thập trong thực địa tại các nông Experimental Trạm Balcarce, các đan có khác là lòng được cung cấp bởi các mầm khoai tây Bank đặt tại Trạm thực nghiệm nông nghiệp của Balcarce. DNA ly Để khuếch đại S - RNase alen, tổng DNA của bộ gen đã được phân lập từ lá non của mỗi nhà máy accord- ing để Dellaporta et al. . (1983) Sơn lót thiết kế Mục đích của thủ tục này là để thiết kế mồi với xác suất cao của khuếch đại mỗi S - RNase alen của. Solanum Để kết thúc này, các mồi được thiết kế trên cơ sở các vùng bảo tồn (Hình 2a). De fi được xác định bởi các liên kết của S - RNase nucleotide trình tự từ Solanum [Sc - S2, S3, S11, S12, S13 và S14 (DDBJ / EMBL / GenBank X56896, X56897, S69589, AF191 1732, L36667 và AF232304, tương ứng), và St- S2 (DDBJ / EMBL / GenBank X62727)]. Các cặp vợ chồng của cặp mồi được thiết kế trên cơ sở của C2 và C3 chỉnh được không thoái hóa (Bảng 3) vì C2 và C3 cho thấy amin rất cao các S - RNase alen, sơn lót được thiết kế trên cơ sở của những r bảo tồn
đang được dịch, vui lòng đợi..
