The search for mitochondrial polymorphisms differentiating cytoplasmic male-sterile and male-fertile beets
Streszczenie
Celem badań była identyfikacja cech mitochondrialnego DNA (mtDNA) i proteomu,
które różnicowały cytoplazmatycznie męskosterylne (CMS) i męskopłodne formy
buraka. Analizami objęto linie CMS i dopełniające buraka cukrowego, ćwikłowego
oraz pastewnego. Do poszukiwania polimorficznych sekwencji mtDNA wykorzystano
techniki RAPD- i vectorette PCR. Drugą z tych metod zaadaptowano do analizy
roślinnych mtDNA poprzez zaprojektowanie zestawu uniwersalnych starterów
mitochondrialnych (UMP). W wyniku przeprowadzonych badań zidentyfikowano
26 markerów plazmotypowo-specyficznych – 5 typu RAPD i 21 typu vectorette.
Część tych markerów poddano klonowaniu i sekwencjonowaniu. W ten sposób wykryto
kilka układów sekwencji mtDNA, których nie zawierały dostępne w bazach
danych rekordy sekwencyjne całych genomów. Specyficzność zidentyfikowanych
markerów RAPD i vectorette zweryfikowano także przy użyciu sekwencjonowania
następnej generacji (NGS) – poprzez mapowanie mitochondrialnych odczytów NGS
do sekwencji markerowych. Ponadto sekwencje markerów RAPD i vectorette zostały
wykorzystane do zaprojektowania plazmotypowo-specyficznych markerów
SCAR. Wykazano, iż pięć spośród tych markerów nadaje się do różnicowania roślin
S- i N-plazmatycznych. Na koniec przeprowadzono analizy proteomiczne, w których
poszukiwano białek związanych z cechą CMS u buraka. Porównując białkowe mapy
2-DE, znaleziono 13 białek, które w pewnym kontekście genetycznym wykazywały
związek z plazmotypem. Jedno z tych białek – CBSX3 – było wcześniej wiązane
z męską sterylnością u Arabidopsis thaliana. The research was aimed at the identification of mitochondrial DNA (mtDNA) and
protein features which differentiated cytoplasmic male-sterile (CMS) and malefertile
beets. The analysis encompassed CMS and maintainer lines of sugar beet,
table (red) beet and fodder beet. The polymorphic mtDNA sequences were searched
with the use of both RAPD- and vectorette PCR. The latter method was adopted
for the analysis of plant mtDNAs by designing a series of universal mitochondrial
primers (UMPs). The search resulted in the identification of 26 cytoplasm-specific
markers – 5 RAPDs and 21 vectorette markers. A selection of these markers was
subjected to cloning and sequencing. This revealed a few mtDNA sequence arrangements
which were missing in the whole genome sequence records available in the
databases. Specificity of the identified RAPD and vectorette markers was also verified
with the use of next generation sequencing (NGS) – by mapping mitochondrial
NGS reads to the marker sequences. Moreover, the RAPD and vectorette
marker sequences were used to design plasmotype-specific SCAR markers. Five of
these markers proved to be useful for the differentiation of S- and N-cytoplasmic
beets. Finally, a proteomic study was performed in order to search for proteins associated
with CMS in beets. The comparison of 2-DE protein maps revealed 13
proteins, which in certain genetic background(s) showed plasmotype association.
One of these proteins – CBSX3 – was earlier linked with male sterility in Arabidopsis
thaliana.
Kolekcje
- Książki / Books [2915]
Z tą pozycją powiązane są następujące pliki licencyjne: