Physical mapping of genes on the chromosomes of onion (Allium cepa L.) using EST-clones and Tyramide-FISH | Физическое картирование генов на хромосомах лука репчатого (Allium cepa L.) с использованием EST-клонов и Tyramide-FISH

Английский. Expressed sequence tags (ESTs), proved to be a valuable source of information for genomic researches. ESTs do not contain repeats and represent only coding DNA sequences of genes. Therefore, EATs are an excellent resource for genes visualization. For Tyramide-FISH mapping on A. cepa chromosomes were taken EST-clones API66 and API20, previously genetically mapped in the linkage groups corresponding to chromosome 5 and chromosome 1 of A. cepa, respectively. BLASTX established that API66 possesses insert with a high homology to the sucrose transportase gene, and API20 – to the light harvesting-like protein 3 encoding gene. The insert size of EST-clones API66 and API20 was 600 bp and 800 bp, respectively. Tyramide-FISH analysis of EST-clone API66 revealed 25 hybridization sites on the mitotic metaphase chromosomes of A. cepa. The signals were dispersed along all chromosomes. It is known that sucrose transportase gene belongs to a large superfamily of genes in plants with high homology of DNA within and between subfamilies. This may explain the multiple sites of API66 hybridization in our experiment. In Tyramide-FISH the stringencies of hybridization and washing were 80% that allowed visualizing DNA sequences of many genes belonging to the sucrose transportase superfamily. EST-clone API20 showed only one site of hybridization on the long arm of chromosome 1. This data is consistent with the genetic map of Martin et al. (2005), in which EST API20 belongs to linkage group assigned to chromosome 1. With Tyramide-FISH it was possible to detect target sequences on plant metaphase chromosomes as small as 800 bp. Tyramide-FISH is powerful technique for developing of molecular-cytogenetic markers that will assist the identification of individual chromosomes and the integration of genetic and physical maps.

Русский. Экспрессирующиеся секвенированные последовательности (EST) оказались ценным источником информации для геномных исследований. Они не содержат повторов и представляют собой исключительно кодирующие последовательности ДНК-генов, поэтому являются идеальным ресурсом для визуализации генов. Для Tyramide-FISH картирования на хромосомах A. cepa были взяты EST-клоны API66 и API20, генетически картированные ранее в группах сцепления, соответствующих хромосоме 5 и хромосоме 1 A. cepa соответственно. В результате BLASTX было установлено, что API66 кодирует транспортазу сахарозы, а API20 кодирует светопоглощающий белок 3, являющийся частью светопоглощающего комплекса. Размер вставки EST-клонов API66 и API20 составил 600 и 800 п.н. соответственно. В результате Tyramide-FISH анализа митотических метафазных хромосом A. cepa было выявлено 25 сайтов гибридизации EST-клона API66, несущего вставку гена транспортазы сахарозы. Сигналы встречались на всех хромосомах. Ген транспортазы сахарозы принадлежит к большому суперсемейству генов у растений с высокой гомологией ДНК внутри подсемейств и между отдельными подсемействами. Этим объясняются полученные множественные сайты гибридизации in situ в наших экспериментах с учетом параметров жесткости гибридизации и отмывки (80%). Был также выявлен один сайт гибридизации EST-клона API20, гомологичного светопоглощающему белку 3. Эти данные согласуются с данными генетической карты Martin et al. (2005), на которой положение EST-клона API20 также показано на хромосоме 1. Показано, что с помощью чувствительного метода Tyramide-FISH можно визуализировать на высококомпактизированной растительной хромосоме короткие последовательности генов (800 п.н.), что позволяет создавать молекулярно-цитогенетические маркеры для определения индивидуальных хромосом и интегрирования генетических и физических карт.