A first survey of the rye (Secale cereale) genome composition through BAC end sequencing of the short arm of chromosome 1R

0323090 - ÚEB 2009 RIV GB eng J - Článek v odborném periodiku
Bartoš, Jan - Paux, E. - Kofler, R. - Havránková, Miroslava - Kopecký, David - Suchánková, Pavla - Šafář, Jan - Šimková, Hana - Town, C.D. - Lelley, T. - Feuillet, C. - Doležel, Jaroslav
A first survey of the rye (Secale cereale) genome composition through BAC end sequencing of the short arm of chromosome 1R.
[První náhled do genomu žita (Secale cereale) pomocí sekvenování konců BAC klonů z krátkého ramene chromozómu 1R.]
BMC Plant Biology. Roč. 8, č. 95 (2008), s. 1-12. ISSN 1471-2229. E-ISSN 1471-2229
Grant CEP: GA ČR GP521/06/P412; GA ČR GD521/05/H013; GA MŠMT(CZ) LC06004
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z50380511
Klíčová slova: BAC libraries * flow-sorted chromosomes
Kód oboru RIV: EB - Genetika a molekulární biologie
Impakt faktor: 4.030, rok: 2008

Background: Rye (Secale cereale L.) belongs to tribe Triticeae and is an important temperate cereal. It is one of the parents of man-made species Triticale and has been used as a source of agronomically important genes for wheat improvement. The short arm of rye chromosome 1 (1RS), in particular is rich in useful genes, and as it may increase yield, protein content and resistance to biotic and abiotic stress, it has been introgressed into wheat as the 1BL.1RS translocation. A better knowledge of the rye genome could facilitate rye improvement and increase the efficiency of utilizing rye genes in wheat breeding. Results: Here, we report on BAC end sequencing of 1,536 clones from two 1RS-specific BAC libraries. We obtained 2,778 (90.4%) useful sequences with a cumulative length of 2,032,538 bp and an average read length of 732 bp. These sequences represent 0.5% of 1RS arm. The GC content of the sequenced fraction of 1RS is 45.9%, and at least 84% of the 1RS arm consists of repetitive DNA. We identified transposable element junctions in BESs and developed insertion site based polymorphism markers (ISBP). Out of the 64 primer pairs tested, 17 (26.6%) were specific for 1RS. We also identified BESs carrying microsatellites suitable for development of 1RS-specific SSR markers. Conclusion: This work demonstrates the utility of chromosome arm-specific BAC libraries for targeted analysis of large Triticeae genomes and provides new sequence data from the rye genome and molecular markers for the short arm of rye chromosome 1.

Žito (Secale cereale L.) patří do čeledi Triticeae a je důležitou obilovinou. Je jedním z rodičů člověkem vytvořeného druhu Triticale a je používán jako zdroj agronomicky důležitých genů při šlechtění pšenice. Krátké rameno chromozómu 1 (1RS) žita je bohaté na užitečné geny a protože může zvýšit výnos, obsah proteinů a resistenci k biotickému a abiotickému stresu, bývá vnášeno do pšenice jako translokace 1BL.1RS. Lepší znalost genomu žita by mohla usnadnit jeho šlechtění a zvýšila by se schopnost využití genů žita ve šlechtění pšenice. V této práci byly sekvenovány konce 1,536 klonů ze dvou BAC knihoven specifických pro 1RS. Získali jsme 2 778 (90.4%) využitelných sekvencí se souhrnnou délkou 2 032 538bp a průměrnou délkou čtení 732bp. Tyto sekvence reprezentují 0,5% ramene 1RS. Obsah GC bází 1RS je 45.9% a nejméně 84% 1RS se skládá z repetitivní DNA. V sekvencích konců BAC klonů jsme identifikovali místa inzercí transpozónů a odvodili jsme ISBP („insertion site based polymorphism“) markery. Ze 64 testovaných párů primerů bylo 17 (26,6%) specifických pro 1RS. Dále jsme identifikovali sekvence konců BAC klonů nesoucí mikrosatelity vhodné pro vývoj SSR markerů specifických pro rameno 1RS. Tato práce představuje užitečnost BAC knihoven specifických pro ramena chromozómů pro cílenou analýzu velkého genomu Triticeae a poskytuje nová sekvenční data pro genom žita a molekulární markery pro krátké ramene chromozómu 1 této plodiny.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0171153