Оптимизация методики пробоподготовки и выявление возможности использования разных типов растительного материала двух видов Colchicum (Colchicaceae) в проточной цитометрии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье представлены результаты апробирования и оптимизации методики пробоподготовки образцов для анализа на проточном цитометре двух, ранее не изученных в данном аспекте, видов – Colchicum bulbocodium subsp.versicolor и C. laetum. Показано, что в качестве буфера для выделения интактных ядер из исходного растительного материала оптимален буфер LB01 с добавлением тиосульфата натрия, а в качестве внутреннихстандартов – Petroselinum crispum и Secale cereale. Впервые установлено содержание ДНК в живых образцах C. bulbocodium subsp. versicolor (2С=8.049 пг) и C. laetum (2С=5.412 пг) из естественных местообитаний на территории РФ. Показано, что в качестве материала для исследования размера генома методом проточной цитометрии двух видов рода Colchicum можно использовать и семена при условии учёта их особенности – количество событий, соответствующих зародышу гораздо меньше, чем клеток эндосперма. Гербарные образцы Colchicum мало пригодны в качестве материала для анализа содержания ДНК, так как данный параметр сильно завышен в сравнении с живым материалом. Полученные данные дополняют и расширяют представления о содержании уровня ДНК у представителей рода Colchicum. 

Об авторах

Алена Сергеевна Пархоменко

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Кристина Сергеевна Павленко

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Владимир Сергеевич Епифанов

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0009-0007-5229-8151
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Савелий Федорович Ефименко

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0009-0007-7828-9499
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Людмила Владимировна Гребенюк

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Михаил Викторович Скапцов

Алтайский государственный университет

Россия, 656049, г. Барнаул, пр. Ленина, д. 61

Список литературы

  1. Оганезова Г. Г. Проблемы рода Colchicum L. Colchicum sensu lato или Colchicum sensu stricto в свете категорий прерывности и непрерывности. Ереван : НАН РА, Институт ботаники им. А. Тахтаджяна, 2019. 176 с.
  2. Vinnersten A., Manning J. A new classification of Colchicaceae // Taxon. 2007. Vol. 56, № 1. P. 171–178.
  3. Агапοва Н. Д. Числа хрοмοсοм цветкοвых растений флοры СССР: Семейства Asteraceae – Menyanthaceae / под ред. А. Л. Тахтаджяна. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1990. 509 с.
  4. Persson K. Nomenclature synopsis of the genus Colchicum (Colchicaceae) with some new species and combinations // Bot. Jahrb. Syst. 2007. Vol. 127, № 2. P. 166–242.
  5. Оганезова Г. Г. Особенности географии и направлений эволюции гистерантных и синантных видов рода Colchicum s. str. (Colchicaceae) // Takhtajania. 2011. № 1. С. 87–97.
  6. Kashin A. S., Parkhomenko A. S., Kulikova L. V., Petrova N. A., Shilova I. V., Lavrentiev M. V., Shushunov V. A. Potential Range of Bulbocodium versicolor (Ker-Gawl.) Spreng (Colchicaceae, Liliopsida) in Russia // Povolzhskiy Journal of Ecology. 2020. № 2. P. 241–247. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2020-2-241-247
  7. Veselý P., Bureš P., Šmarda P., Pavlicek T. Genome size and DNA base composition of geophytes: The mirror of phenology and ecology? // Annals of Botany. 2012. Vol. 109, № 1. P. 65–75. https://doi.org/10.1093/aob/mcr267
  8. Šmarda P., Bureš P., Horová L., Leitch I. J., Mucina L., Pacini E., Tichý L., Grulich V., Rotreklová O. Ecological and evolutionary significance of genomic GC content diversity in monocots // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014. Vol. 111, № 39. P. 4096–4102. https://doi.org/10.1073/pnas.1321152111
  9. Bou Dagher-Kharrat M., Abdel-Samad N., Douaihy B., Bourge M., Fridlender A., Siljak-Yakovlev S., Brown S. C. Nuclear DNA C-values for biodiversity screening: Case of the Lebanese flora // Plant Biosystems. 2013. Vol. 147, № 4. P. 1228–1237. https://doi.org/10.1080/11263504.2013.861530
  10. Fridlender A., Brown S., Verlaque R., Crosnier M. T., Pech N. Cytometric determination of genome size in Colchicum species (Liliales, Colchicaceae) of the western Mediterranean area // Plant Cell Reports. 2002. Vol. 21, № 4. P. 347–352. https://doi.org/10.1007/s00299-002-0522-4
  11. Николаева M. Г., Разумова M. В., Гладкова В. Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1985. 506 с.
  12. Skaptsov M. V., Kutsev M. G., Smirnov S. V., Vaganov A. V., Uvarova O. V., Shmakov A. I. Standards in plant flow cytometry: An overview, polymorphism and linearity issues // Turczaninowia. 2024. Vol. 27, № 2. P. 86–104. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.27.2.10
  13. Грибок Н. А., Власова Т. М., Матюшина М. В., Курченко В. П. Содержание вторичных метаболитов у представителей рода Colchicum L., интродуцированных в условиях Беларуси // Тр. Белорус. гос. ун-та. Сер.: Физиол., биохим. и молекуляр. основы функционирования биосистем. 2010. Т. 4, ч. 2 : Инновац. биотехнологии XXI в. С. 129–137.
  14. Doležel J., Sgorbati S., Lacretti S. Comparison of three DNA fluorochromes for flow cytometric estimation of nuclear DNA content in plants // Physiol. Plant. 1992. № 85. P. 625–631.
  15. Obermayer R., Leitch I. J., Hanson L., Bennett M. D. Nuclear DNA C-values in 30 species double the familial representation in pteridophytes // Ann. Bot. 2002. Vol. 90, № 2. P. 209–217. https://doi.org/10.1093/aob/mcf167
  16. Doležel J., Greilhuber J., Lucretti S., Meister A., Lysák M., Nardi L. Plant genome size estimation by flow cytometry: Inter-laboratory comparison // Ann. Bot. 1998. Vol. 82. P. 17–26 https://doi.org/10.1006/anbo.1998.0730
  17. Levan A. Bulbocodium to the c-mitotic action of colchicine // Cyto-genetic laboratory of the Swedish seed association. 1947. Vol. 33, № 4. P. 552–566. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1947.tb02821.x
  18. Кунах В. А. Пластичность генома соматических клеток и адаптивность растений // Молекулярная и прикладная генетика. 2011. № 12. С. 7–12.
  19. Matzk F., Meister A., Schubert I. An efficient screen for reproductive pathways using mature seeds of monocots and dicots // Plant J. 2000. Vol. 21, №1. P. 97–108. https://doi.org/10.1046/j.1365-313x.2000.00647.x
  20. Servick S., Visger C. J., Gitzendanner M. A., Soltis P. S., Soltis D. E. Population genetic population, geographic structure, and multiple origins of autopolyploidy in Galax Urceolata // Am. J. Bot. 2015. № 102. P. 973–982. https://doi.org/10.3732/ajb.1400554
  21. Suda J., Trávnícek P. Reliable DNA ploidy determination in dehydrated tissues of vascular plants by DAPI flow cytometry new prospects for plant research // Cytometry A. 2006. Vol. 4. P. 273–80. https://doi.org/10.1002/cyto.a.20253
  22. Viruel J., Conejero M., Hidalgo O., Pokorny L., Powell R. F., Forest F., Kantar M. B., Soto Gomez M., Graham S. W., Gravendeel B., Wilkin P., Leitch I. J. A Target Capture-Based Method to Estimate Ploidy From Herbarium Specimens // Frontiers in Plant Science. 2019. Vol. 10. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2019.00937/full?field=&id=467104&journalName=Frontiers_in_Plant_Science (дата обращения: 15.05.2025).
  23. Skaptsov M. V., Vaganov A. V., Kechaykin A. A., Kut sev M. G., Smirnov S. V., Dorofeev V. I., BorodinaGra bovskaya A. E., Seregin A. P., Sinitsina T. A., Friesen N., Zhang X., Shmakov A. I. The cytotypes variability of the complex Selaginella sanguinolenta s. l // Turczaninowia. 2020. № 23. P. 5–14. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.23.2.1
  24. Bainard J. D., Husband B. C., Baldwin S. J., Fazekas A. J., Gregory T. R., Newmaster S. G., Kron P. The effects of rapid desiccation on estimates of plant genome size // Chromosome Res. 2011. № 19. P. 825–842. https://doi.org/10.1007/s10577-011-9232-5
  25. Wang G., Yang Y. The effects of fresh and rapid desiccated tissue on estimates of Ophiopogoneae genome size // Plant Divers. 2016. № 38. P. 190–193. https://doi.org/10.1016/j.pld.2016.08.001
  26. Tomaszewska P., Pellny T. K., Hernández L. M., Mitchell R. A. C., Castiblanco V., de Vega J. J., Schwarzacher T., Heslop-Harrison P. Flow Cytometry-Based Determination of Ploidy from Dried Leaf Specimens in Genomically Complex Collections of the Tropical Forage Grass Urochloa s. l. // Genes. 2021. № 12. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34201593/ (дата обращения: 15.05.2025).
  27. Staats M., Cuenca A., Richardson J. E., Vrielink-van Ginkel R., Petersen G., Seberg O., Bakker T. F. DNA Damage in Plant Herbarium Tissue // PLoS ONE. 2011. Vol. 12, № 6. P. 1–9. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0028448
  28. Darzynkiewicz Z., Traganos F., Kapuscinski J., Staiano-Coico L., Melamed M. R. Accessibility of DNA in situ to various fluorochromes: Relationship to chromatin changes during erythroid differentiation of Friend leukemia cells // Cytometry A. 1984. Vol. 5, № 4. P. 355–363. https://doi.org/10.1002/cyto.990050411

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).