Structural analysis of the common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) chloroplast genome

Szerzők

  • Nagy Erzsébet University of Pannonia, Department of Plant Science and Biotechnology, e-mail: nagy.erzsebet@georgikon.hu (levelezőszerző)
  • Taller János University of Pannonia, Department of Plant Science and Biotechnology https://orcid.org/0000-0002-1972-9040

Kulcsszavak:

ürömlevelű parlagfű, kloroplasztisz genom, plasztom gének, ismétlődések, mikroszatellitek

Absztrakt

A kloroplasztisz a növények létfontosságú sejtszervecskéje, mely a fotoszintézisben betöltött kulcsfontosságú szerepe mellett a zsírsavak és több aminosav bioszintézisének helye is egyben. Endoszimbionta származásának köszönhetően a kloroplasztisz saját DNS-el, a cpDNS-el rendelkezik, melyet plasztomnak is nevezünk. A kloroplasztisz genom meghatározott szerkezeti felépítése és konzervatív természete miatt lassú evolúció jellemzi. A jelen tanulmányban a világ számos régiója leggyakoribb gyomnövényének és legfőbb allergén növényének számító ürömlevelű parlagfű (Ambrosia artemisiifolia) plasztomjának szerkezetét elemeztük. Más kloroplasztisz genomokhoz hasonlítva a parlagfű plasztom egyes gének esetében eltérő start kódonnal rendelkezik, különbségek tapasztalhatók a géntartalomban és génszerkezetben, illetve az intron tartalomban. Továbbá meghatároztuk a parlagfű plasztom ismétlődő szekvencia motívumait, különös tekintettel a lehetséges mikroszatellitekre. A jelen tanulmány eredményei jól hasznosíthatók a továbbiakban filogenetikai és genotipizálási vizsgálatokban egyaránt.

Hivatkozások

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J. et al. 2015. Molecular Biology of the Cell. 6th edition. New York, Garland Science. Energy Conversion: Mitochondria and Chloroplasts. 753–812.

Benson, G. 1999. Tandem repeats finder: a program to analyze DNA sequences. Nucleic Acids Research. 27. (2). 573–580. https://doi.org/10.1093/nar/27.2.573

Birky, C. W. 2001. The Inheritance of Genes in Mitochondria and Chloroplasts: Laws, Mechanisms, and Models. Annu. Rev. Genet. 35. 125–148. https://doi.org/10.1146/annurev.genet.35.102401.090231

Chen, X., Zhou, J., Ciu, Y., Wang, Y., Duan, B., Yao, H. 2018. Identification of Ligularia herbs using the complete chloroplast genome as a super-barcode. Front. Pharmacol. 9. 695. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.00695

Curci, P.L., De Paola, D., Danzi, D., Vendramin, G.G., Sonnate, G. 2015. Complete chloroplast genome of the multifunctional crop globe artichoke and comparison with other Asteraceae. Plos One. 10. (3). e0120589. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0120589

Délye, C., Jasieniuk, M., Le Corre, V. 2013. Deciphering the evolution of herbicide resistance in weeds. Trends Genet. 29. 649–658. https://doi.org/10.1016/j.tig.2013.06.001

Doorduin, L., Gravendeel, B., Lammers, Y., Ariyurek, Y., Chin-A-Woeng, T., Vrieling, K. 2011. The complete chloroplast genome of 17 individuals of pest species Jacobaea vulgaris: SNPs, micrsatellites and barcoding markers for population and phylogenetic studies. DNA Research. 18. 93–105. https://doi.org/10.1093/dnares/dsr002

Faircloth, B. 2008. Msatcommander: detection of microsatellite repeat arrays and automated, locus-specific primer design. Molecular Ecology Resources. 8. 92–94. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2007.01884.x

Kim, H. T., Chung, M. G., Kim, K.-J. 2014. Chloroplast genome evolution in early diverged Leptosporangiate ferns. Mol. Cells. 37. (5). 372–382. https://doi.org/10.14348/molcells.2014.2296

Kim, K.-J., Lee, H.-L. 2004. Complete chloroplast genome sequence from Korean ginseng (Panax schinseng Nees) and comparative analysis of sequence evolution among 17 vascular plants. DNA Research. 11. 247–261. https://doi.org/10.1093/dnares/11.4.247

Kim, I., Park, J. Y., Lee, Y. S., Lee, H. O., Park, H.-S., Jayakodi, M., Waminal, N. E., Kang, J. H., Lee, T. J., Sung, H. S., Kim, K. Y., Yang, T.-J. 2017. Discrimination and authentication of Eclipta prostrata and E. alba based on the complete chloroplast genomes. Plant Breed. Biotech. 5. (4). 334–343. https://doi.org/10.9787/PBB.2017.5.4.334

Kurtz, S., Choudhuri, J. V., Ohlebusch, E., Schleiermacher, C., Stoye, J., Giergerich, R. 2001. REPuter: the manifold applications of repeat analysis on a genomic scale. Nucleic Acids Research. 29. (22). 4633–4642. https://doi.org/10.1093/nar/29.22.4633

Liu, Y., Huo, N., Wang, Y., Zhang, S., Young, H. A., Feng, X., Gu, Y. Q. 2013. Complete chloroplast genome sequences of mongolian medicine Artemisia frigida and phylogenetic relationships with other plants. Plos One. 8. (2). e575333. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057533

Martins, W. S., Lucas, D. C. S., de Sousa Neves, K. F., Bertioli, D. J. 2009. WebSat- a web software for microsatellite marker development. Bioinformation. 3. (6). 282–283. https://doi.org/10.6026/97320630003282

Nagy, E., Hegedűs, G., Taller, J., Kutasy, B., Virág, E. 2017. Illumina sequencing of the chloroplast genome of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.). Data in Brief. 15. 606–611. https://doi.org/10.1016/j.dib.2017.10.009

Sakamoto, W., Takami, T. 2018. Chloroplast DNA Dynamics: Copy Number, Quality Control and Degradation. Plant & Cell Physiology. 59. (6). 1120–1127. Sato, S., Nakamura, Y., https://doi.org/10.1093/pcp/pcy084

Kaneko, T., Asamizu, E., Tabata, S. 1999. Complete structure of thechloroplast genome of Arabidopsis thaliana. DNA Reasearch. 6. 283–290. https://doi.org/10.1093/dnares/6.5.283

Shimada, H., Fukuta, M., Ishikawa, M., Sugiura, M. 1990. Rice chloroplast RNA polymerase genes: the absence og an intron in rpoC1 and the presence of an extra sequence in rpoC2. Molecular and General Genetics MGG. 221. (3). 395–402. https://doi.org/10.1007/BF00259404

Timme, R. E., Kuehl, J. L., Boore, J. L., Jansen, R. K. 2007. A comparative analysis of the Lactuca and Heliathus (Asteracea) plastid genomes: identification of divergent regions and categorization of divergent regions and categorization of shared repeats. American Journal of Botany. 94. (3). 302–312. https://doi.org/10.3732/ajb.94.3.302

Wang, X.-Y., Zhou, Z.-S., Liu, G., Quian, Z.-Q. 2018. Characteritation of the complete chloroplast genome of the invasive weed Galinsoga quadriradiata (Asterales: Asteraceae). Consevation Genet. Resour. 10. 89–92. https://doi.org/10.1007/s12686-017-0771-8

Wiegert, K. E., Benett, M. S., Triemer, R. E. 2012. Evolution of the chloroplast genome in photosynthetic euglenoids: a comparison of Eutreptia viridis and Euglena gracilis (Eugleniphyta). Protist. 163. 832–843. https://doi.org/10.1016/j.protis.2012.01.002

Letöltések

Megjelent

2020-12-31

Folyóirat szám

Évf. 24 Szám 4 (2020)

Rovat

Cikkek

License

Copyright (c) 2020 Nagy Erzsébet, Taller János

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

The articel is under the Creative Commons 4.0 standard licenc: CC-BY-NC-ND-4.0.  Under the following terms: You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made. You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use. You may not use the material for commercial purposes. If you remix, transform, or build upon the material, you may not distribute the modified material. You may not apply legal terms or technological measures that legally restrict others from doing anything the license permits.