Összehasonlító géntérképezés és szekvenciaszintű összehasonlítás pillangósok és egyéb kétszikűek genomja között
Title in English
Comparative mapping and sequence analysis of the genomes of legumes and other dicotyledonous plants
Panel
Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent
Institute of Genetics (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Kaló, Péter Kereszt, Attila Kevei, Zoltán Perhald, Ariana Titiana Seres, Andrea Ana
Starting date
2002-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
14.076
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
A diploid lucerna térképezése során azonosítottunk egy egyedet, melyben az RPS13 (ribosomal protein S13) génhez homológ lókusz deléciót szenvedett, de nem volt fenotipikus változás. Megállapítottuk, hogy a deléció az RPS13 gén egy csonka változatát érintette, ezért arra következtettünk, hogy ez a génkópia egy mRNS molekulán keresztül retrotranszpozícióval épült vissza a genomba, és a gén nem funkcionál. Egy M. truncatula levélfejlődési mutáns mutációjának állapítottuk meg térképezésen alapuló génizolálás segítségével először a térképhelyét a kettes kapcsoltsági csoporton, majd a fenotípusért felelős mutációt (egy G->A nukleotid csere, amely glutaminsav->lizin aminosav cseréhez vezet). Az érintett génről kiderült, hogy az Arabidopsis thaliana Immutans génnel nagyfokú homológiát mutató, ezért a M. truncatula Immutans homologjának tekintjük. Az Immutans gén egy plasztokinon oxigén: oxidoreduktázt kódol, melynek szerepe van a karotenoid bioszintetikus útvonalban és terminális oxidázként funkcionál a plasztiszokban. Szekvencia homológiák és analízis alapján elmondhatjuk, hogy a kimutatott aminosavcsere a mutáns növényekben az enzim vasion kötésében résztvevő egyik aminosavát érintette, ami a mutáns fenotípushoz vezethetett. Közel 100 gén összehasonlító térképezéséből megállapíthattuk, hogy a Medicago truncatula és a borsó genomjai nagy mértékben kolineárisak, s az eltérések, mint a különböző kromoszómaszám is, pár nagyobb genomiális átrendezéssel megmagyarázható.
Results in English
We have identified a mutant individual during the genetic mapping of the diploid alfalfa, in which a deletion could be demonstrated in one of the locus having sequence homology to the RPS13 gene. This deletion however had no phenotypic effect. It was demonstrated that this allele contained a truncated copy of the RPS13 gene. This truncated gene was absent in the deletion derivative. This copy was the consequence of the reinsertion of a DNA copy of RPS13 mRNA through retrotransposition, consequently, this was not a functional copy. We have identified the map position as well as the nature of the mutation by map based cloning of a mutant gene which originated from a Medicago truncatula mutant displaying leaf variegated phenotype. The mutation was G-A nukleotid transition leading to a glutamate-lysine amino acid changes. The effected gene was homologous to the Arabidopsis thaliana Immutans gene, therefore the gene was considered as the M. truncatula Immutans ortholog. The immutans gene is encoding a plastochinon oxigen:oxidoreductase, which is involved in the carotenoide biosynthesis. From the result it can be concluded that the amino acid change identified was the consequence of the variegated phenotype of the M. truncatula mutant. Almost 100 genes have been mapped in both alfalfa and pea. Comparative mapping revealed that the two genomes are highly syntenic, and that the differences, like the different chromosome numbers too, are the consequences of few large genomic rearrangements.
Hong-Kyu Choi, Dong-Jin Kim, Taesik Uhm, Eric Limpens, Hyunju Lim, Péter Kaló, Varma R. Penmetsa, Andrea Seres, Olga Kulikova, Ton Bisseling, György B. Kiss, and Douglas R. Cook: Sequence-based Genetic Map of Medicago truncatula and comparison of marker co-linearity with Medicago sativa, Genetics 166:1463-15ö2, 2006
Hong-Kyu Choi, Jeong-Hwan Mun, Dong-Jin Kim, Hongyan Zhu, Jong-Min Baek, Joanne Mudge, Bruce Roe, Noel Ellis, Jeff Doyle, Gyorgy B. Kiss, Nevin D. Young, and Douglas R. Cook: Medicago truncatula DMI1 Required for Bacterial and Fungal Symbioses in Legumes, Science 303:1364-1367, 2004
Peter Kalo, Andrea Seres, S. A. Taylor, Julia Jakab, Zoltan Kevei, Attila Kereszt, Gabriella Endre, T.H. Noel Ellis, György B. Kiss: Comparative mapping between Medicago sativa and Pisum sativum, Mol Gen Genomics 272:235-246, 2004
Hong-Kyu Choi, Jeong-Hwan Mun, Dong-Jin Kim, Hongyan Zhu, Jong-Min Baek, Joanne Mudge, Bruce Roe, Noel Ellis, Jeff Doyle, György B. Kiss, Nevin D. Young, and Douglas R. Cook: Estimating genome conservation between crop and, PNAS 101:15289-15294, 2004
Zoltán Kevei, Andrea Seres, Attila Kereszt, Péter Kaló, Péter Kiss, Gábor Tóth, Gabriella Endre, György B. Kiss: Significant microsynteny with new evolutionary highlights is detected between Arabidopsis and legume model plants despite the lack of macrosynteny., Mol Gen Genomics 274:644-57, 2005
Jeong-Hwan Mun, Dong-Jin Kim, Hong-Kyu Choi, John Gish, Frédéric Debellé, Joanne Mudge, Roxanne Denny,Gabriella Endré, Oliver Surat, Anne-Marie Dudez, György B. Kiss, Bruce Roe, Nevin D. Young, and: Distribution of Microsatellites int he Genome of Medicago truncatula: A Resource of Genetic Markers That Integrate Genetic and Phzsical Maps, Genetics 172:2541-2555, 2006
Gábor Tóth, Gábor Deák, Endre Barta, György B. Kiss: PLOTREP: A web tool for defragmentation and visual analysis of, Nucleic Acids Research (in press), 2006
