Study of the chloroplast genomes of Aegilops aucheri Boiss. accessions K-2278 and K-657

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Sequencing of chloroplast genomes provides new data for phylogenetic studies of controversial species of the tribe Triticinae. One such species is Aegilops aucheri Boiss., which is considered to be a subspecies of Ae. speltoides Tausch. The chloroplast genomes of accessions k-2278 and k-657 of Ae. aucheri from different geographical origins were sequenced and annotated to complete the picture of the phylogenetic position of this representative of the genus Aegilops. The size of the plastomes of both samples was 135668 bp. A phylogenetic tree based on the complete nucleotide sequence data of the chloroplast genomes of seven different Ae. aucheri accessions (five of which were already sequenced in the previous study) showed a separate position of this representative of the genus Aegilops from Ae. speltoides. The species status of Ae. aucheri is discussed in the context of these results.

About the authors

A. R. Kuluev

Institute of Biochemistry and Genetics – Subdivision of the Ufa Federal Research Centre,Russian Academy of Sciences (IBG UFRC RAS)

Email: vladimir.v.bobrov@gmail.com
Russian Federation, Ufa, Russia

R T. Matniyazov

Institute of Biochemistry and Genetics – Subdivision of the Ufa Federal Research Centre, Russian Academy of Sciences (IBG UFRC RAS)

Email: kuluev.azat91@yandex.ru
Russian Federation, Ufa, Russia

B. R. Kuluev

Institute of Biochemistry and Genetics – Subdivision of the Ufa Federal Research Centre, Russian Academy of Sciences (IBG UFRC RAS)

Email: kuluev.azat91@yandex.ru
Russian Federation, Ufa, Russia

E. V. Zuev

Federal Research Center, Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR)

Email: kuluev.azat91@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, Russia

N. N. Chikida

Federal Research Center, Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR)

Email: kuluev.azat91@yandex.ru
Russian Federation, Saint Petersburg, Russia

A. V. Chemeris

Institute of Biochemistry and Genetics – Subdivision of the Ufa Federal Research Centre, Russian Academy of Sciences (IBG UFRC RAS)

Author for correspondence.
Email: kuluev.azat91@yandex.ru
Russian Federation, Ufa, Russia

References

  1. Бадаева Е.Д., Зощук С.А., Чикида Н.Н. и др. Молекулярно-генетическое исследование эволюции геномов диплоидных и полиплоидных видов Aegilops L. // Цитология. 1999. Т. 41 (12). С. 1055–1056.
  2. Белоусова М.Х., Чикида Н.Н. Характеристика эгилопсов секции Sitopsis по морфобиологическим признакам // Изв. Дагестанского ГАУ. 2019. T. 3 (3). С. 18–23.
  3. Гончаров Н.П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей // Новосибирск: Академ. изд-во “Гео”, 2012. 523 с.
  4. Гончаров Н.П., Коновалов А.А. Наследование глюкозофосфатизомеразы, остистости, опушения колоса и типа развития у Aegilops speltoides и Aegilops aucheri // Генетика. 1996. Т. 32 (5). С. 656–662.
  5. Горюнова С.В., Чикида Н.Н., Кочиева Е.З. Молекулярный анализ филогенетических отношений диплоидных видов эгилопса секции Sitopsis // Генетика. 2008. Т. 44 (1). С. 137–141.
  6. Жуковский П.М. Критико-систематический обзор видов рода Aegilops L. // Сб. науч. тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. 1928. Т. 18 (1). С. 417–609.
  7. Кулуев А.Р., Матниязов Р.Т., Кулуев Б.Р. и др. Секвенирование и аннотация хлоропластного генома Triticum militinae – “естественного мутанта” тетраплоидной пшеницы Triticum timopheevii Zhuk. // Генетика. 2024. Т. 60 (8). С. 118–121.
  8. Baidouri M., Murat F., Veyssiere M. et al. Reconciling the evolutionary origin of bread wheat (Triticum aestivum) // New Phytologist. 2017. V. 213 (3). P. 1477–1486.
  9. Belyayev A., Kalendar R., Brodsky L. et al. Transposable elements in a marginal plant population: temporal fluctuations provide new insights into genome evolution of wild diploid wheat // Mobile DNA. 2010. V. 1 (6). P. 1–16.
  10. Belyayev A., Raskina O. Chromosome evolution in margi- nal populations of Aegilops speltoides: causes and consequences // Ann. Botan. 2013. V. 111 (4). P. 531–538.
  11. Bernhardt N., Brassac J., Dong X. et al. Genome-wide sequence information reveals recurrent hybridization among diploid wheat wild relatives // Plant J. 2020. V. 102 (3). P. 493–506.
  12. Bolger A.M., Lohse M., Usadel B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data // Bioinformatics. 2014. V. 30 (3). P. 2114–2120.
  13. Demir P., Onde S., Severcan F. Phylogeny of cultivated and wild wheat species using ATR–FTIR spectroscopy // Spectrochim. Acta Part A Mol. Biomol. Spectr. 2015. V. 135. P. 757–763.
  14. Edler D., Klein J., Antonelli A., Silvestro D. raxmlGUI 2.0: A graphical interface and toolkit for phylogenetic analyses using RAxML // Methods Ecol Evol. 2021. V. 12 (2). P. 373–377.
  15. von Eig A. Monographisch-Kritische Ubersicht der Gattung. Aegilops. Repertorium specierum novarum regni vegetablis. Beihefte. Berlin: Im Selbstverlag, 1929. B. 55. 228 p.
  16. Feldman M., Levy A.A. Origin and evolution of wheat and related Triticeae species // Alien introgression in wheat / Eds Molnár-Láng, M., Ceoloni, C., Doležel, J. Cham: Springer, 2015. P. 21–76.
  17. Graham D.E. The isolation of high molecular weight DNA from whole organisms of large tissue masses // Anal. Biochem. 1978. V. 78. P. 673–678.
  18. Katoh K., Standley, D.M. MAFFT multiple sequence alignment software version 7: improvements in performance and usability // Mol. Biol. Evol. 2013. V. 30 (4). P. 772—780.
  19. Kimber G., Feldman M. Wild wheats: an introduction // Special Report 353. College of Agriculture, Columbia. Missouri, USA. 1987. P. 1–142.
  20. Kuluev A.R., Matniyazov R.T., Kuluev B.R. et al. Complete chloroplast genomes of five Aegilops aucheri Boiss. accessions having different geographical origins // Mitochondrial DNA Part A. 2025. V. 35 (3–4). P. 119–125.
  21. Letunic I., Bork P. Interactive Tree of Life (iTOL) v6: recent updates to the phylogenetic tree display and annotation tool // Nucl. Acids Res. 2024. V. 52 (W1). P. W78–W82.
  22. Li H., Handsaker B., Wysoker A. et al. The sequence alignment/map format and samtools // Bioinformatics. 2009. V. 25 (16). P. 2078–2079.
  23. Li L.-F., Zhang Z.-B., Wang Z.-H. et al. Genome sequences of five Sitopsis species of Aegilops and the origin of polyploid wheat B subgenome // Mol. Plant. 2022. V. 15 (3). P. 488–503.
  24. Luo M.C., Deal K.R., Yang Z.L. et al. Comparative genetic maps reveal extreme crossover localization in the Aegilops speltoides chromosomes // Theor. Appl. Genet. 2005. V. 111. P. 1098–1106.
  25. McIntosh R.A., Dubcovsky J., Rogers W.J. et al. Catalogue of gene symbols for wheat: 2009 Supplement // Ann. Wheat Newslet. 2009. V. 55. P. 256–278.
  26. Miki Y., Yoshida K., Mizuno N. et al. Origin of wheat B-genome chromosomes inferred from RNA sequencing analysis of leaf transcripts from section Sitopsis species of Aegilops // DNA Res. 2019. V. 26 (2). P. 171–182.
  27. Milne I., Stephen G., Bayer M. et al. Using Tablet for visual exploration of second-generation sequencing data // Brief. Bioinform. 2013. V. 14 (2). P. 193–202.
  28. Niranjana M. Gametocidal genes of Aegilops: segregation distorters in wheat–Aegilops wide hybridization // Genome. 2017. V. 60 (8). P. 639–647.
  29. Okonechnikov K., Golosova O., Fursov M., the UGENE team. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit // Bioinformatics. 2012. V. 28 (8). P. 1166–1167.
  30. Quinlan A.R., Hall I.M. Bedtools: a flexible suite of utilities for comparing genomic features // Bioinformatics. 2010. V. 26 (6). P. 841–842.
  31. Raskina O., Belyayev A., Nevo E. Quantum speciation in Aegilops: molecular cytogenetic evidence from rDNA cluster variability in natural populations // PNAS USA. 2004. V. 101 (41). P. 14818–14823.
  32. Sears E.R. Chromosome pairing and fertility in hybrids and amphidiploids in the Triticinae // Univ. Missouri Agric. Exp. Stn. Res. Bull. 1941. V. 337. P. 1–20.
  33. Shams I., Raskina O. Intraspecific and intraorganismal copy number dynamics of retrotransposons and tandem repeat in Aegilops speltoides Tausch. (Poaceae, Triticeae) // Protoplasma. 2018. V. 255. P. 1023–1038.
  34. Shi C., Hu N., Huang H. et al. An improved chloroplast DNA extraction procedure for whole plastid genome sequencing // PLoS One. 2012. V. 7 (2). P. e31468.
  35. Shi L., Chen H., Jiang M. et al. CPGAVAS2, an integrated plastome sequence annotator and analyzer // Nucl. Acids Res. 2019. V. 47 (W1). P. W65–W73.
  36. van Slageren M.W. Wild wheats: a monograph of Aegilops L. and Amblyopyrum (Jaub. and Spach.) Eig (Poaceae) // Wageningen Agric. Univ. Papers. 1994. V. 94 (7). P. 1–512.
  37. Waterhouse A.M., Procter J.B., Martin D.M. A. et al. Jalview Version 2 - a multiple sequence alignment editor and analysis workbench. // Bioinformatics. 2009. V. 25 (9). P. 1189–1191.
  38. Wu P., Xu C., Chen H. et al. NOVOWrap: an automated solution for plastid genome assembly and structure standardization // Mol. Ecol. Resour. 2021. V. 21 (6). P. 2177–2186.
  39. Yang Y., Cui L., Lu Z. et al. Genome sequencing of Sitopsis species provides insights into their contribution to the B subgenome of bread wheat // Plant Commun. 2023. V. 4 (4). P. 100567.
  40. Zhang W., Zhang M., Zhu X., et al. Molecular cytogenetic and genomic analyses reveal new insights into the origin of the wheat B genome // Theor. Appl. Genet. 2017. V. 131. P. 365–375.
  41. Zohary D., Imber D. Genetic dimorphism in fruit types in Aegilops speltoides // Heredity. 1963. V. 18 (2). P. 223–231.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».