Использование проточной цитометрии и микросателлитного анализа для определения плоидности некоторых образцов Betula L

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Береза карликовая ( Betula nana L.) - циркумполярный низкий кустарник, распространенный в Северном полушарии. Ранее были высказаны предположения о ее гибридизации с симпатическим видом - березой пушистой ( Betula pubescens Ehrh.) - с образованием триплоидных гибридов в северных районах Западной Евразии. Данные о наличии и интенсивности гибридизации этих видов на территории России немногочисленны и требуют дополнительного изучения и верификации. Цель данного исследования - изучение уровня плоидности некоторых образцов березы, произрастающих в горной тундре в Алтайском горном массиве, для выявления триплоидных гибридных форм. В работе использован метод проточной цитометрии в сочетании с анализом ядерных микросателлитных локусов. Среднее содержание ДНК (2С) у исследованных образцов березы карликовой и б. повислой ( B. pendula Roth) составило 0.966 и 0.974 пг соответственно, подтверждая их диплоидный геном, при этом значение этого показателя у предполагаемого гибридного образца отличалось в 1.46 раз и составило 1.413 пг, что свидетельствует о его вероятном триплоидном геноме. Анализ ядерных микросателлитных локусов позволил верифицировать данные, полученные методом проточной цитометрии. Показано, что ядерные локусы L3.1, L7.3, L1.10, L5.4 в наибольшей степени подходят для выявления триплоидных гибридных образцов берез. Выполненная работа подтверждает существование гибридов березы карликовой и б. пушистой в популяциях карликовых берез. Для их поиска эффективно использование метода проточной цитометрии в сочетании с микросателлитным анализом.

Об авторах

С. О. Медведева

Ботанический сад УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: so.medvedeva@gmail.com
Екатеринбург, Россия

О. Е. Черепанова

Ботанический сад УрО РАН

Email: botgarden.olga@gmail.com
Екатеринбург, Россия

Е. Г. Филиппов

Ботанический сад УрО РАН

Email: filorch@mail.ru
Екатеринбург, Россия

А. Ю. Тептина

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: ateptina@gmail.com
Екатеринбург, Россия

Список литературы

  1. Агапова Н. Д., Архарова К. Б., Вахтина Л. И., Земскова Е. А., Тарвис Л. В. Числа хромосом цветковых растений флоры СССР: семейства Aceraceae - Menyanthaceae. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1990. 233 с
  2. Князев М. С., Третьякова А. С., Подгаевская Е. Н., Золотарева Н. В., Куликов П. В. Конспект флоры Свердловской области. Ч. III: Двудольные растения (Aristolochiaceae - Monotropaceae) // Фиторазнообразие Восточной Европы. 2018. Т. 12. № 2. С. 4-95
  3. Маслов А. А., Баранов О. Ю., Сирин А. А. Идентификация видов берез в заболоченных лесах центра Русской равнины по результатам молекулярно-генетического анализа // Лесоведение. 2019. № 3. C. 177-187
  4. Медведева С. О., Черепанова О. Е. Таксономические вопросы рода Betula // Сиб. лесн. журн. 2023. № 2. C. 65-75
  5. Медведева С. О., Черепанова О. Е., Филиппов Е. Г., Копориков А. Р. Использование ITS-маркеров для определения видовой принадлежности берез секции Apterocaryon // Пробл. ботаники Юж. Сибири и Монголии. 2023. Т. 22. № 2. С. 187-190
  6. Ревушкин А. С. Высокогорная Флора Алтая. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1988. 320 c
  7. Цвелев Н. Н. Определитель сосудистых растений Северо-Западной России (Ленинградская, Псковская и Новгородская области). СПб.: СПХФА, 2000. 782 с
  8. Чхобадзе А. Б., Филиппов Д. А., Левашов А. Н. Сосудистые растения Вологодской части Андомской возвышенности // Фиторазнообразие Вост. Европы. 2014. T. 8. № 1. C. 20-42
  9. Anamthawat-Jónsson K., Thórsson T., Temsch E. M., Greilhuber J. Icelandic birch polyploids - the case of a perfect fit in genome size // J. Bot. 2010. V. 2. Article 347254. 9 p
  10. Ashburner K., McAllister H. A. The genus Betula: A taxonomic revision of birches. L.: Royal Bot. Gardens, Kew, 2013. 432 p
  11. Cherepanova O., Medvedeva S., Filippov E., Skaptsov M., Ivchenko T., Teptina A. Biodiversity evolution of a shrub Betula nana L. populations in the Urals // Int. J. For. Res. 2024. V. 2024. Iss. 1. Article 2644583. 14 p
  12. Doležel J., Greilhuber J., Suda J. Estimation of nuclear DNA content in plants using flow cytometry // Nat. Protoc. 2007. V. 2. Iss. 9. P. 2233-2244
  13. Doyle J. J., Doyle J. L. Isolation of plant DNA from fresh tissue // Focus. 1990. V. 12. N. 1. P. 13-15
  14. Ellstrand N. C., Whitkus R., Rieseberg L. H. Distribution of spontaneous plant hybrids // PNAS. 1996. V. 93. Iss. 10. P. 5090-5093
  15. Furlow J. The genera of Betulaceae in the southeastern United States // J. Arnold Arboret. 1990. V. 71. N. 1. P. 1-67
  16. Galbraith D. W., Lambert G. M., Macas J., Dolezel J. Analysis of nuclear DNA content and ploidy in higher plants // Curr. Protocols in Cytometry. 1997. V. 2. Iss. 1. Chapter 7 (1). Unit 7.6. Article cy0706s02
  17. Hampe A., Petit R. J. Conserving biodiversity under climate change: the rear edge matters // Ecol. Lett. 2005. V. 8. Iss. 5. P. 461-467
  18. Jadwiszczak K., Banaszek A., Jabłonska E., Sozinov O. V. Chloroplast DNA variation of Betula humilis Schrank. in Poland and Belarus // Tree Genet. Genom. 2012. V. 8. Iss. 5. P. 1017-1030
  19. Karlsdóttir L., Hallsdóttir M., Thorsson A., Anamthawat-Jonsson K. Early Holocene hybridisation between Betula pubescens and B. nana in relation to birch vegetation in Southwest Iceland // Rev. Palaeobot. Palynol. 2012. V. 181 (G 3). P. 1-10
  20. Koropachinskiy I. Yu. North Asian woody plants. In 2 vol. Novosibirsk: GEO Acad. Publ., 2015. V. 1: Taxaceae - Rosaceae, 527 p.; V. 2: Fabaceae - Asteraceae, 391 p
  21. Kulju K. K. M., Pekkinen M., Varvio S. Twenty-three microsatellite primer pairs for Betula pendula (Betulaceae) // Molecul. Ecol. Notes. 2004. V. 4. Iss. 3. P. 471-473
  22. Palmé A. E., Su Q., Palsson S., Lascoux M. Extensive sharing of chloroplast haplotypes among European birches indicates hybridization among Betula pendula, B. pubescens and B. nana // Molecul. Ecol. 2004. V. 13. Iss. 1. P. 167-178
  23. Peñalba J., Runemark A., Meier J., Singh P., Wogan G., Sánchez-Guillén R., Mallet J., Rometsch S., Menon M., Seehausen O., Kulmuni J., Pereira R. The role of hybridization in species formation and persistence // Cold Spring Harbor Perspectives in Biol. 2024. V. 16. Iss. 3. Article a041445. 24 p
  24. Pfosser М., Amon A., Lelle Т., Heberle-Bors E. Evaluation of sensitivity of flow cytometry in detecting aneuploidy in wheat using disomic and ditelosomic wheat-rye addition lines // Cytometry. 1995. V. 21. Iss. 4. P. 387-393
  25. Schley R. J., Twyford A. D, Pennington R. T. Hybridization: a ‘double-edged sword’ for Neotropical plant diversity // Bot. J. Linnean Soc. 2022. V. 199. Iss. 1. P. 331-356
  26. Temsch E. M., Greilhuber J., Krisai R. Genome size in liverworts // Preslia. 2010. V. 82. P. 63-80
  27. Thorsson Æ. Th., Palsson S., Sigurgeirsson A., Anamthawat-Jonsson K. Morphological variation among Betula nana (diploid), B. pubescens (tetraploid) and their triploid hybrids in Iceland // Ann. Bot. 2007. V. 99. Iss. 6. P. 1183-1193
  28. Truong C., Palmé A. E., Felber F., Naciri-Graven Y. Isolation and characterization of microsatellite markers in the tetraploid birch, Betula pubescens ssp. tortuosa // Molecul. Ecol. Notes. 2005. V. 5. Iss. 1. P. 96-98
  29. Wang N., McAllister H. A., Bartlett P. R., Buggs R. J. A. Molecular phylogeny and genome size evolution of the genus Betula (Betulaceae) // Ann. Bot. 2016. V. 117. Iss. 6. P. 1023-1035

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».