РЕЗЮМЕ. Генні кодомінантні мультиалельні маркери надзвичайно важливі для ідентифікації генетичної варіативності, різноманітності популяції та еволюційної історії виду. Соя (Glycine max) – це основна рослина з родини бобових, важливість якої полягає в тому, що вона є і зернобобовою рослиною, багатою на білки, і маслянистою культурою з високим виходом олії. Наразі у цій надзвичайно важливій рослині не було виявлено жодних загальногеномних генних SSR маркерів. Мета цієї статті полягає в ідентифікації та валідації регуляторних генних SSR маркерів у сої. Кодуючі послідовності Glycine max було завантажено з PlantTFDB і використано для ідентифікації, після чого було проведено локалізацію SSR маркерів за використання скрипту Perl 5 (MISA, інструмент ідентифікації мікросателітів). Було розроблено фланкуючі праймери для SSR і виконано пошук хромосомного розподілу та онтології гену за допомогою BLAST2GO. Двадцять рандомізованих SSR маркерів було валідовано для перевірки переносимості між видами та проведення дослідження генетичної різноманітності. Набір із 1138 маркерів простих повторюваних послідовностей із генів кодування фактору транскрипції було створено і визначено в якості SSR маркерів, отриманих за допомогою ФТ. Вони були зафіксовані на 20 G. max хромосомах, частота мотиву SSR становила 1 на 4,64 кб. Було виявлено велику кількість тринуклеотидних повторів, а частота тетра- і пентануклеотидних повторів у сої була найменшою. Пошук онтології гену продемонстрував різні ролі ФТ, що містили SSR, у сої. Вісім ізолятів сої було проаналізовано щодо двадцяти ідентифікованих кандидатів на генну диверсифікацію SSR, було проведено аналіз основних координат і побудовано дерево незваженим методом приєднання сусідів на основі генної відмінності. Наші результати слугуватимуть потенційним ресурсом функціональних маркерів для маркерасистованої селекції та геномної характеристики сої.
Ключові слова: фактор транскрипції (ФТ), SSR, генний маркер, онтологія гену, генетична різноманітність
Повний текст та додаткові матеріали
Цитована література
Bandelj, D. and Jakše, J., Assessment of genetic variability of olive varieties by microsatellite and AFLP markers, Euphytica, 2004, vol. 136, pp. 93–102. https://doi.org/10.1023/B:EUPH.0000019552.42066.10
Beier, S., Thiel, T., Münch, T., et al., MISA-web: A web server for microsatellite prediction, Bioinformatics, 2017, vol. 33, pp. 2583–2585. https://doi.org/10.1093/BIOINFORMATICS/BTX198
Bosamia, T.C., Mishra, G.P., Thankappan, R., and Dobaria, J.R., Novel and stress relevant EST derived SSR markers developed and validated in peanut, PLoS One, 2015, vol. 10, p. e0129127. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PONE.0129127
Conesa, A., Götz, S., García-Gómez, J., et al., Blast2GO: a universal tool for annotation, visualization and analysis in functional genomics research. academic.oup.com
Fredslund, J., Madsen, L.H., Hougaard, B.K., et al., A general pipeline for the development of anchor markers for comparative genomics in plants, BMC Genomics, 2006, vol. 7, no. 1, p. 207. https://doi.org/10.1186/1471-2164-7-207
Gepts, P., Beavis, W., Brummer, E., and Shoemaker, R., Legumes as a model plant family, Genomics for food and feed report of the cross-legume advances through genomics conference, Plant Physiol., 2005, vol. 137, no. 4, pp. 1228–1235.
Hisano, H., Sato, S., Isobe, S., et al., Characterization of the soybean genome using EST-derived microsatellite markers, DNA Res., 2007, vol. 14, pp. 271–281. https://doi.org/10.1093/DNARES/DSM025
Jin, J., Zhang, H., Kong, L., et al., PlantTFDB 3.0: A portal for the functional and evolutionary study of plant transcription factors, Nucleic Acids Res., 2014, vol. 42, pp. D1182–D1187. https://doi.org/10.1093/NAR/GKT1016
Kujur, A., Bajaj, D., Saxena, M.S., et al., Functionally relevant microsatellite markers from chickpea transcription factor genes for efficient genotyping applications and trait association mapping, DNA Res., 2013, vol. 20, pp. 355–374. https://doi.org/10.1093/DNARES/DST015
Kumar Biswas, M., Kumar Nath, U., Howlader, J., et al., Exploration and exploitation of novel SSR markers for candidate transcription factor genes in Lilium species, Genes, 2018, vol. 9, no. 2, p. 97. https://doi.org/10.3390/genes9020097
Liu, Y.L., Li, Y.H., Zhou, G.A., et al., Development of soybean EST-SSR markers and their use to assess genetic diversity in the subgenus Soja, Agric. Sci. China, 2010, vol. 9, pp. 1423–1429. https://doi.org/10.1016/S1671-2927(09)60233-9
Liu, W., Jia, X., Liu, Z., et al., Development and characterization of Transcription Factor Gene-Derived Microsatellite (TFGM) Markers in Medicago truncatula and their transferability in leguminous and non-leguminous species, Molecules, 2015, vol. 20, pp. 8759–8771. https://doi.org/10.3390/molecules20058759
Liu, N., Cheng, F.Yun., Guo, X., and Zhong, Y., Development and application of microsatellite markers within transcription factors in flare tree peony (Paeonia rockii) based on next-generation and single-molecule long-read RNA-seq, J. Integr. Agric., 2021, vol. 20, pp. 1832–1848. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(20)63402-5
Parmar, R., Seth, R., and Sharma, R.K., Genome-wide identification and characterization of functionally relevant microsatellite markers from transcription factor genes of Tea (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze), Sci. Rep., 2022, vol. 12, pp. 1–14. https://doi.org/10.1038/s41598-021-03848-x
Saha, D., Rana, R.S., Das, S., et al., Genome-wide regulatory gene-derived SSRs reveal genetic differentiation and population structure in fiber flax genotypes, J. Ap-pl. Genet, 2019, vol. 60, pp. 13–25. https://doi.org/10.1007/S13353-018-0476-Z
Spitz, F., Genetics EF-N reviews, Transcription factors: from enhancer binding to developmental control, Nat. Rev. Genet., 2012, vol. 13, p. 613–626. https://doi.org/10.1038/nrg3207
Stefanova, P., Taseva, M., Georgieva, T., et al., A modified CTAB method for DNA extraction from soybean and meat products, Biotechnol. Biotechnol. Equip., 2013, vol. 27, pp. 3803–3810. https://doi.org/10.5504/BBEQ.2013.0026
Varshney, R.K., Thiel, T., and Stein, N., In silico analysis on frequency and distribution of microsatellites in ESTs of some cereal species, Cell Mol. Biol. Lett., 2002, vol. 7, no. 2A, pp. 537–546.
Ye, J., Fang, L., Zheng, H., et al., WEGO: a web tool for plotting GO annotations, Nucleic Acids Res., 2006, vol. 34, pp. 293–297. https://doi.org/10.1093/NAR/GKL031