Összehasonlító géntérképezés és szekvenciaszintű összehasonlítás pillangósok és egyéb kétszikűek genomja között = Comparative mapping and sequence analysis of the genomes of legumes and other dicotyledonous plants

摘要

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. | 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.