Секвенирование и GO аннотация транскриптома культуры клеток и тканей Rumex acetosa in vitro

  • M. V. Skaptsov Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
  • M. G. Kutsev Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
  • M. A. Krasnoborodkina Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
  • S. V. Smirnov Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
  • O. V. Uvarova Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
  • T. A. Sinitsyna Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
  • A. A. Kechaykin Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
  • A. I. Shmakov Южно-Сибирский Ботанический сад, Алтайский государственный университет
Ключевые слова: кДНК, культура in vitro, РНК, транскриптом, Rumex acetosa

Аннотация

В работе представлены данные секвенирования, de novo сборки и функциональная аннотация транскриптома каллусной культуры Rumexacetosa . Каллусную культуру поддерживали в течение двенадцати месяцев в присутствии бензиладенина и нафтилуксусной кислоты. Библиотеку кДНК готовили с использованием метода лигирования адаптеров по стандартному протоколу производителя секвенатора. В работе не использовали технику «shotgun», так как требовался только спектр экспрессирующих генов. Всего было получено 74067 прочтений с общим содержанием нуклеотидов 25110194 п.о. В результате сборки было получено 10169 контиг cо средней длиной 339 п.о. На основе гомологии последовательностей из общего количества контиг в категории «биологические процессы» доминировали для транскриптома каллуса: «процессы клеточного метаболизма», «процессы метаболизма азота», «биосинтетические процессы» и «процессы метаболизма органических субстанций». В категории «молекулярные функции» доминировали: «трансферазная активность», «активность связывания гетероцикличных соединений» и «активность связывания ионов». В категории «клеточный компонент» доминировали: «макромолекулярный комплекс», «органеллы», «клетка», «мембрана». По сравнению с контрольным транскриптомом полученный нами результат отличался сниженным разнообразием GO подкатегорий. Вариации в экспрессии групп генов могут являться доказательством эпигенетической изменчивости, выявленными нами в результате анализа транскриптома и GO аннотации. Пул мРНК менее разнообразен в каллусных линиях, что, видимо, связано со снижением специализации и дедифференцировкой клеток. Для пула мРНК культуры клеток R. acetosa было отмечено высокое содержание транскриптов ретроэлементов, таких как Copia и Gypsy. Подобные результаты свидетельствуют о возможном стрессовом ответе культур invitro клеток и тканей R. acetosa и высокой изменчивости генома.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Литература

Butenko R. G. 1999. Biologiya kletok vysshikh rasteniy in vitro i biotekhnologii na ikh osnove [Biology of cells of higher plants in vitro and biotechnology based on them]. FBK-Press, Moscow, 160 pp. [In Russian]. (Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе. М.: ФБК-ПРЕСС, 1999. 160 с.).
Clegg M. T., Durbin M. L. 2000. Flower color variation: a model for the experimental study of evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 7016–7023. DOI: 10.1073/pnas.97.13.7016
Erst A. A., Zvyagina N. S., Novikova T. I., Dorogina O. V. 2015. Clonal micropropagation of a rare species Hedysarum theinum Krasnob. (Fabaceae) and assessment of the genetic stability of regenerated plants using ISSR markers. Russ. J. Genet. 51: 158–162. DOI: 10.1134/S1022795415020076.
Evrensel C., Yilmaz S., Temel A., Gozukirmizi N. 2011. Variations in BARE – 1 insertion patterns in barley callus cultures. Genet. Mol. Res. 10, 2: 980–987. DOI: 10.4238/vol10-2gmr965
Hofmann N. E., Raja R., Nelson R. L, Korban S. 2004. Mutagenesis of embryogenic cultures of soybean and detecting polymorphisms using RAPD markers. Biol. Plant. 48, 2: 173–177. DOI: 10.1023/B:BIOP.0000033441.46242.94.
Jin F., Hu L., Yuan D., Xu J., Gao W., He L., Yang X., Zhang X. 2014. Comparative transcriptome analysis between somatic embryos (SEs) and zygotic embryos in cotton: evidence for stress response functions in SE development. Plant Biotechnol. J. 12: 161–173. DOI: 10.1111/pbi.12123.
Khan I. A., Dahot M. U., Bibi N. S. S., Khatri A. 2008. Genetic variability in plantlets derived from callus culture in sugarcane. Pak. J. Bot. 40: 554–564.
Kobayashi S., Goto-Yamamoto N., Hirochika H. 2004. Retrotransposon – induced mutations in grape skin color. Science 304: 982. DOI: 10.1126/science.1095011
Li Q., Zhang S., Wang J. 2014. Transcriptome analysis of callus from Picea balfouriana. BMC Genomics 15: 553. DOI: 10.1186/1471-2164-15-553
Machczyńska J., Zimny J., Bednarek P. T. 2015. Tissue culture – induced genetic and epigenetic variation in triticale (× Triticosecale sP. Wittmack ex A. Camus 1927) regenerants. Plant Mol. Biol. 89, 3: 279–292. DOI: 10.1007/s11103-015-0368-0
Orłowska R., Machczyńska J., Oleszczuk S., Zimny J., Bednarek P. T. 2016. DNA methylation changes and TE activity induced in tissue cultures of barley (Hordeum vulgare L.). J. Biol. Res. (Thessalon) 23: 19. DOI: 10.1186/s40709-016-0056-5
Park K. I., Ishikawa N., Morita Y., Choi J. D., Hoshino A., Iida S. 2007. A bHLH regulatory gene in the common morning glory, Ipomoea purpurea, controls anthocyanin biosynthesis in flowers, proanthocyanidin and phytomelanin pigmentation in seeds, and seed trichome formation. Plant J. 49, 4: 641–654. DOI: 10.1111/j.1365-313X.2006.02988.x
Solov’eva A. I., Vysotskaya O. N., Dolgikh Yu. I. 2016. Effect of dehydration duration of apices on characteristics of in vitro plants of Fragaria vesca after cryopreservation. Russ. J. Plant Physiol. 63: 243–251. DOI: 10.1134/S1021443716020138
Spiridonova E. V., Adnofi D. M., Andreev O., Kunakh V. A. 2007. Dynamics of changes in the genome of callus tissues of Rauwolfia serpentina upon a switch to conditions of submerged cultivation. Cytol. Genet. 42, 2: 101–106. DOI: 10.1007/s11956-008-2006-0
Stanke M., Morgenstern B. 2005. AUGUSTUS: a web server for gene prediction in eukaryotes that allows user-defined constraints. Nucleic Acids Res. 33: 465–467. DOI: 10.1093/nar/gki458
Temel A., Gozukirmizi N. 2013. Analysis of retrotransposition and DNA methylation in barley callus culture. Acta Biol. Hung. 64, 1: 86–95. DOI: 10.1556/ABiol.64.2013.1.8
Wessler S. R. 1996. Turned on by stress. Plant retrotransposons. Curr. Biol. 6, 8: 959–961.
Yilmaz S., Gozukirmizi N. 2013. Variation of retrotransposon movement in callus culture and regenerated shoots of barley. Biotech. Biotechnol. Equip. 27, 6: 4227–4230. DOI: 10.5504/BBEQ.2013.0076
Опубликован
2017-12-01
Как цитировать
Skaptsov, M. V., Kutsev, M. G., Krasnoborodkina, M. A., Smirnov, S. V., Uvarova, O. V., Sinitsyna, T. A., Kechaykin, A. A., & Shmakov, A. I. (2017). Секвенирование и GO аннотация транскриптома культуры клеток и тканей Rumex acetosa in vitro. Turczaninowia, 20(4), 119-124. извлечено от http://turczaninowia.asu.ru/article/view/3512
Раздел
Методика исследований