REAL

A köles (Panicum miliaceum) SSR- és ISSR szekvencia-stabilitása a 4. és 15. századi régészeti leletektől a mai fajtákig

Lágler, R. and Gyulai, Gábor and Szabó, Z. and Tóth, Z. and Heszky, László (2007) A köles (Panicum miliaceum) SSR- és ISSR szekvencia-stabilitása a 4. és 15. századi régészeti leletektől a mai fajtákig. AGRÁRTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK = ACTA AGRARIA DEBRECENIENSIS, 27. pp. 10-19. ISSN 1587-1282

[img]
Preview
Text
1166719.pdf

Download (424kB) | Preview

Abstract

A középkori (Budai Vár, 15. századi feltárás) és 4. századi (Mongólia) régészeti leletekből feltárt köles (Panicum miliaceum; 2n=4×=36) magmintákból ősDNS-t izoláltunk. A teljes genom felszaporításával (WGA – whole genome amplification) nagy mennyiségű ősDNS-t állítottunk elő. Az ősDNS szakaszok szelektív felszaporításával (AFLP – amplified fragment length polymorphism) meghatároztuk az ősDNS degradációjának mértékét, a 4. századi mintában azonosított 2 (1.2%) AFLP (MseCAA–EcoAGT) fragmentum kimutatásával (98.8% degradáció), szemben a 15. századi 158 (40%) (60% degradáció), illetve a „Topáz” mai fajtában kimutatott 264 fragmentum azonosításával (100%). Az AFLP szelektív primer-párok közül az EcoAGT–Mse-CAA volt a leghatékonyabb. Nyolc AFLP fragmentum klónozásával és szekvenálásával 2529 nt ősDNS-t azonosítottunk. Az ismétlődő DNS szakaszok közötti DNS vizsgálata során (ISSR – inter simple sequence repeats) a kilenc primerből hét primer, valamint ezek kombinációival 22 ISSR szakaszon (lokuszon) összesen 341 ISSR allélt azonosítottunk a mai fajtákban és a középkori mintában. Az allélek szekvencia adatai teljes azonosságot mutattak a mai fajtákban és a középkori mintában. A felszaporított ősDNS minták restrikciós endonukleázzal történő emésztése (CAPs – cleaved amplified polymorphic sequence) során hat enzimet alkalmaztunk (TaqI, BsuRI, HinfI, MboI, AluI és RsaI) a mitokondrium (mtDNS) 1117 bp hosszúságú 5S-18S rDNS szakaszának elemzésére. Az ALF-SSR allélek szekvencia elemzésében négy génhez kapcsolt ismétlődő DNS szakaszt elemeztünk az sh1 (shrunken1); gln4 (glutamine synthetase4); rps15 (ribosomal proteinS15); rps 28 (rps28 ribosomal protein S28) génekben, összesen 810 nt szekvencia meghatározásával. Egyetlen nukleotid-változást (SNP – single nucleotide polymorphism) mutattunk ki a 15. századi mintában az rps28 DNS szakaszban. A morfológiai fajtarekonstrukcióban a középkori minta egy ősi típusú, terpedt bugájú fajtához (Omszkoje) mutatta a legközelebbi rokonságot. Eredményeink igazolják, az egyszikű köles genom rendkívüli stabilitását, összevetve az azonos korból feltárt kétszikű sárgadinnye genomban végbement nagymértékű mikroevolúciós változásokkal. | Seed remains of medieval millet, recovered from a 15th century layer (King’s Palace, Budapest, Hungary), showed reddish yellow grain color after rehydrating on tissue culture medium that was close to grain color of modern cultivar Omszkoje. aDNA of medieval c. millet was extracted successfully, analyzed and compared to modern common millets by ISSR, SSR, CAPS and mtDNA. Analyses of fragments and sequences revealed polymorphism at seven ISSR loci (22 alleles) and at the 5S-18S rDNA locus of mtDNA. CAPS analysis of the 5S-18S rDNA fragment revealed no SNPs in the restriction sites of six endonucleases TaqI, BsuRI, HinfI, MboI, AluI and RsaI. Sequence alignments of the restriction fragments RsaI also revealed consensus sequence in the medieval sample compared to a modern variety. Morphological characterization of twenty common millet (Panicum miliaceum L., 2n=4×=36) cultivars and landraces revealed four distinct clusters which were apparently consistent with the grain colors of black, black and brown, red, yellow, and white. In the comparative AFLP, SSR and mtDNA analysis modern millet cv. ‘Topáz’ was used. AFLP analysis revealed that extensive DNA degradation had occurred in the 4th CENT. ancient millet resulting in only 2 (1.2%) AFLP fragments (98.8% degradation), compared to the 15th CENT. medieval millet with 158 (40%) fragments (60% degradation) and modern millet cv. ‘Topáz’ with 264 fragments (100%). Eight AFLP fragments were sequenced after reamplification and cloning. Microsatellite (SSR) analysis at the nuclear gln4, sh1, rps28 and rps15 loci of the medieval DNA revealed one SNP (single nucleotide polymorphism) at the 29th position (A to G) of rps28 locus compared to modern millet. Mitochondrial (mtDNA) fragment (MboI) amplified at the 5S-18S-rDNA locus in the medieval millet showed no molecular changes compared to modern millet. The results underline the significance of survived aDNA extraction and analysis of excavated seeds for comparative analysis and molecular reconstruction of ancient and extinct plant genotypes. An attempted phenotype reconstruction indicated that medieval common millet showed the closest morphological similarity to modern millet cultivar Omszkoje.

Item Type: Article
Subjects: Q Science / természettudomány > QH Natural history / természetrajz > QH426 Genetics / genetika, örökléstan
Q Science / természettudomány > QK Botany / növénytan
SWORD Depositor: MTMT SWORD
Depositing User: MTMT SWORD
Date Deposited: 16 Jul 2013 09:06
Last Modified: 16 Jul 2013 09:06
URI: http://real.mtak.hu/id/eprint/5961

Actions (login required)

Edit Item Edit Item