Analysis of Mutations of the Maize Genes of Autonomous Embryo-, Endospermogenesis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The gynogenesis and parthenogenesis genes in Saratov maize lines was evaluated. In particular, the (Zm_Gex2, Zm_Gcs1, Zm_Pla1, Zm_CenH3, Zm_Dmp7) genes in haploid-inducing (ZMS-8, ZMSP) and (Zm_Chr106, Zm_Hdt104 and Zm_Fie1) genes in parthenogenetic (AT-1, AT-3, AT-4) and ordinary (KM, GPL-1) maize lines were sequenced. Using bioinformatic methods, gene sequences were compared in different maize lines and changes in nucleotide sequences were revealed. We suppose that it is possible to use Zm_Pla1, Zm_Gex2, and Zm_Fie1 genes for maize line genotyping.

About the authors

E. M. Moiseeva

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Federal Research Center
“Saratov Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”,

Email: chumakov_m@ibppm.ru
Russia, 410049, Saratov

V. V. Fadeev

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Federal Research Center
“Saratov Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”,

Email: chumakov_m@ibppm.ru
Russia, 410049, Saratov

Yu. V. Krasova

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Federal Research Center
“Saratov Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”,

Email: chumakov_m@ibppm.ru
Russia, 410049, Saratov

M. I. Chumakov

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Federal Research Center
“Saratov Scientific Center of the Russian Academy of Sciences”,

Author for correspondence.
Email: chumakov_m@ibppm.ru
Russia, 410049, Saratov

References

  1. Чумаков М.И., Гусев Ю.С., Богатырева Н.В., Соколов А.Ю. Оценка рисков распространения генетически модифицированной кукурузы с пыльцой при выращивании с нетрансформированными сортами (обзор) // С-хоз. биология. 2019. Т. 54. № 3. С. 426–445. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.3.426rus
  2. Тырнов В.С., Завалишина А.Н. Индукция высокой частоты возникновения матроклинных гаплоидов кукурузы // Докл. АН СССР. 1984. Т. 276. С. 735–738.
  3. Zavalishina A.N., Tyrnov V.S. Induction of matroclinical haploidy in maize in vivo // Reprod. Biol. and Plant Breeding. XIII EUCARPIA Congr. L 1992. P. 221–222.
  4. Еналеева Н.Х., Тырнов В.С., Селиванова Л.П., Завалишина А.Н. Одинарное оплодотворение и проблема гаплоиндукции у кукурузы // Докл. АН СССР. 1997. Т. 353. С. 405–407.
  5. Гуторова О.В., Апанасова Н.В., Юдакова О.И. Создание генетически маркированных линий кукурузы с наследуемым и индуцированным типами партеногенеза // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2016. Т. 18. № 2. С. 341–344.
  6. Тырнов B.C., Еналеева Н.Х. Автономное развитие зародыша и эндосперма у кукурузы // Докл. АН СССР. 1983. Т. 272. № 3. С. 722–725.
  7. Enaleeva N.Kh., Tyrnov V.S. Cytological investigation of apomixis in AT-1 plants of corn // Maize Genet. Cooperation Newsletter. 1997. V. 71. P. 74–75.
  8. Апанасова Н.В., Титовец В.В. Цитоэмбриологическое изучение проявления апомиксиса у кукурузы линии АТ-3 после опыления // Бюлл. ботан. сада Саратовского гос. ун-та. 2003. № 2. С. 194–197.
  9. Kolesova A.Y., Tyrnov V.S. Embryological peculiarities of tetraploid parthenogenetic maize forms // Maize Genet. Cooperation Newsletter. 2012. V. 85. P. 65–66.
  10. Апанасова Н.В., Гуторова О.В., Юдакова О.И., Смолькина Ю.В. Особенности строения и развития женских генеративных структур у линий кукурузы с наследуемым и индуцированным типами партеногенеза // Изв. Самарского науч. центра РАН. 2017. Т. 19. № 2 (2). С. 216–219.
  11. Чумаков М.И., Мазилов С.И. Генетический контроль гиногенеза у кукурузы (обзор) // Генетика. 2022. Т. 58. № 4. С. 388–397. https://doi.org/10.31857/S001667582204004X
  12. Coe E.H. A line of maize with high haploid frequency // Am. Naturalist. 1959. V. 59. P. 381–382. https://doi.org/10.1086/282098
  13. Hu H., Schrag T.A., Peis R. et al. The genetic basis of haploid induction in maize identified with a novel genome-wide association method // Genetics. 2016. V. 202. P. 1267–1276. https://doi.org/10.1534/genetics.115.184234
  14. Garcia-Aguilar M., Michaud C., Leblanc O., Grimanelli D. Inactivation of a DNA methylation pathway in maize reproductive organs results in apomixis-like phenotypes // The Plant Cell. 2010. V. 22. P. 3249–3267. https://doi.org/10.1105/tpc.109.072181
  15. Mozgova I., Kohler C., Hennig L. Keeping the gate closed: Functions of the polycomb repressive complex PRC2 in development // The Plant J. 2015. V. 83. P. 121–132. https://doi.org/10.1111/tpj.12828
  16. Danilevskaya O.N., Hermon P., Hantke S. et al. Duplicated fie genes in maize: Expression pattern and imprinting suggest distinct functions // Plant Cell. 2003. V. 15. P. 425–438. https://doi.org/10.1105/tpc.006759
  17. Hermon P., Srilunchang K., Zou J. et al. Activation of the imprinted Polycomb group Fie1 gene in maize endosperm requires demethylation of the maternal allele // Plant Mol. Biol. 2007. V. 64. P. 387–395. https://doi.org/10.1007/s11103-007-9160-0
  18. Li S., Zhou B., Peng X. et al. OsFie2 plays an essential role in the regulation of rice vegetative and reproductive development // New Phytol. 2014. V. 201. P. 66–79. https://doi.org/10.1111/nph.12472
  19. Моисеева E.М., Гусев Ю.С., Гуторова О.В., Чумаков М.И. Анализ генов Hap2/Gcs1, Gex2 у линий кукурузы саратовской селекции // Генетика. 2023. Т. 59. № 3. С. 327–335. https://doi.org/10.31857/S0016675823030098
  20. Gilles L.M., Khaled A., Laffaire J.B. et al. Loss of pollen-specific phospholipase NOT LIKE DAD triggers gynogenesis in maize // EMBO J. 2017. https://doi.org/10.15252/embj.201796603

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Е.М. Моисеева, В.В. Фадеев, Ю.В. Красова, М.И. Чумаков

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».