Comparative analysis of subtelomeric heterochromatin in Allium fistulosum L., Allium cepa L. and Allium wakegi using BAC-FISH | Сравнительный анализ субтеломерного гетерохроматина у Allium fistulosum L., Allium cepa L. и Allium wakegi с использованием BAC-FISH

English. The search of clones carrying telomeric and/or subtelomeric DNA sequences have been carried out within a BAC (bacterial artificial chromosome) library of Allium fistulosum. Screenings probing with a common subtelomeric repeat for Allium species identified four BAC clones were. Cross dot blot analysis of BAC library with Cot-1 fractions of A. cepa and A. fistulosum identified one BAC clone 5.12.7 with weak homology to the Cot-1 fraction of A. cepa. The selected five BAC clones were physically mapped by fluorescence in situ hybridization (FISH) on chromosomes of A. fistulosum, A. cepa and A. wakegi. Four clones that carry the common subtelomeric repeat (SR), were localized in the distal end of chromosomes in all three species. End-sequencing of the BAC clones and bioinformatic analysis of the sequence data revealed their high homology to the common onion SR and to the genome survey sequences (GSS) of A. cepa. One BAC clone revealed homology to the common SR at both ends. Three BAC clones had homology from the one end to the common SR, and from the other to the GSS of A. cepa. Alignment of DNA sequences with the homology to the GSS to each other did not reveal common sequences. FISH analysis of BAC clone 5.12.7 revealed strong signals in the subtelomeric region only on chromosomes of A. fistulosum. FISH analysis of BAC clone 5.12.7 on A. wakegi, which is a natural hybrid between A. cepa and A. fistulosum, revealed strong signals on the chromosomes of A. fistulosum and weak signals on the chromosomes of A. cepa. Using the PCR product with primers on the common SR and genomic DNA of A. cepa and A. fistulosum as a block DNA in FISH probing with BAC clone 5.12.7 on A. wakegi, the signals were not observed on chromosomes of A. cepa. ВАС-FISH on A. cepa with block-DNA on the common SR also did not show any hybridization signals. This may point into the presence in BAC clone 5.12.7 species-specific SR having homology to the GSS of A. cepa only, which to be sequenced in the future.

Russian. В ВАС (bacterial artificial chromosome) библиотеке Allium fistulosum проведен поиск ВАС клонов, несущих теломерные или субтеломерные последовательности ДНК. Скрининг с ДНК-зондом на общий для луковых субтеломерный повтор (СП) позволил выявить 4 ВАС клона. Перекрестный дот-блот анализ ВАС библиотеки с Cot-1 фракциями A. cepa и A. fistulosum выявил один ВАС клон 5.12.7 со слабой гомологией к Cot-1 фракции A. cepa. Отобранные 5 ВАС клонов были физически картированы на хромосомах с помощью флуоресцентной in situ гибридизации (FISH) на 3 видах луков (A. fistulosum, A. cepa и A. wakegi). Четыре клона, несущие общий СП, локализовались в дистальных окончаниях хромосом у всех 3 видов. Концевое секвенирование этих ВАC клонов и биоинформатический анализ полученных сиквенсов выявили их высокую гомологию к общему для луковых СП и GSS (Genome Survey Sequence) A. cepa. У одного ВАС клона гомология к общему СП была с обоих концов, а у 3 - только с одного конца, а с другого - к GSS A. сepa. Выравнивание полученных последовательностей ДНК с гомологией к GSS между собой не выявило у них общих последовательностей. FISH анализ ВАC клона 5.12.7 выявил ярко выраженные сигналы в субтеломерных регионах хромосом только на A. fistulosum. В результате FISH с ВАC клоном 5.12.7 на A. wakegi (естественный гибрид A. fistulosum и A. cepa) были получены четкие сигналы на хромосомах A. fistulosum и слабые сигналы на хромосомах A. cepa. В FISH эксперименте на A. wakegi, в котором использовали в качестве блока ПЦР-продукт, полученный с праймерами на общий СП и геномной ДНК A. cepa и A. fistulosum, не было выявлено сигналов на хромосомах A cepa. ВАС-FISH на A. cepa с использованием блок-ДНК на общий СП также не выявил сигналов гибридизации. Это указывает на наличие в ВАС клоне 5.12.7 видоспецифичного повтора, имеющего гомологию к GSS A. cepa, секвенирование которого необходимо осуществить.