Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Genetic Analysis of Cytosolic PGI in Festuca ovina

Författare:
Publiceringsår: 2003
Språk: Engelska
Sidor:
Dokumenttyp: Doktorsavhandling
Förlag: Lena Ghatnekar, Dept. of Cell and Organism Biology, Lund University, Sweden,

Sammanfattning

Popular Abstract in Swedish

Mitt försöksmaterial utgjordes av Festuca ovina, fårsvingel, som är ett mycket vanligt gräs och tillhör familjen Poaceae. Fårsvingel är en perenn korsbefruktare och spridd över den tempererade zonen i Euroasien och Nordamerika. Släktet Festuca är uppdelat i smalbladiga svinglar, dit fårsvingel hör, och bredbladiga svinglar. Släktet Lolium, dit rajgräsen hör, är en nära släkting till de bredbladiga svinglarna. Korsningar mellan olika arter inom Festuca-Lolium komplexet resulterar ofta i fertila hybrider. Min avhandling beskriver genetisk analys av variation i ett enzym, cytosoliskt fosfoglukos isomeras (PGI), i F. ovina. Undersökningen initierades sedan en studie av isozymvariation i F. ovina visat att några plantor hade mångbandade elektroforesmönster som inte kunde tolkas genetiskt. Kromosomanalys visade att plantorna inte var polyploida, som man kunde förvänta sig, utan diploida med det normala antalet kromosomer (2n = 14). Klassisk genetisk analys baserad på kontrollerade korsningar visade att en andra PGI-gen segregerade i sydsvenska populationer av F. ovina. Den andra genen (PgiC2) och den normala genen (PgiC1) nedärvdes oberoende av varandra, det vill säga de var inte belägna nära varandra på samma kromosom. Mina sekvensanalyser av PGI visade att de två generna var mycket olika. Dessutom visade det sig att PgiC2 var mycket mer komplext än PgiC1, eftersom alla de tre varianter av PgiC2 som undersökts bestod av två kopplade gener. I ett fall var båda dessa kopplade gener aktiva och resulterade i två olika enzym, medan i de två andra fallen den ena genen resulterade i ett icke-fungerande protein och sålunda utgjorde en så kallad pseudogen. Eftersom de två generna är så olika tyder resultaten på att PgiC2 inte är en inomartsduplikation av PgiC1. Istället måste de ha skilts åt för länge sedan och kanske kan ursprunget spåras ända till bildandet av själva familjen svinglar. Utifrån mina resultat verkar det troligt att PgiC2 etablerades i F. ovina genom en korsningshändelse som involverade ett gräs från en annan art inom Festuca-Lolium komplexet. Den gen i F. ovina som jag betecknat PgiC2 skulle i detta perspektiv vara den normala PgiC genen i denna än så länge okända gräsart. Min avhandling beskriver sålunda ett fenomen som sällan diskuteras, nämligen möjligheten att en växt kan inkorporera gener från en annan art. Detta har betydelse inte bara för praktiska ändamål, som till exempel växtförädling, men också för evolutionära och systematiska undersökningar.
Festuca ovina, sheep's fescue is a widely distributed perennial outbreeder that belongs to the grass family Poaceae and is very common in the northern temperate zone. The genus Festuca s.l. is partitioned into fine-leaved fescues to which F. ovina belongs, and broad-leaved fescues to which the genus Lolium is a close relative. Wide crosses within the Festuca-Lolium complex often yield fertile hybrids. My thesis describes a genetic analysis of the variation for cytosolic phosphoglucose isomerase (PGI) in Festuca ovina. The investigation was initiated since an isozyme study demonstrated that some plants had multibanded electrophoretic patterns that proved genetically uninterpretable. Chromosome analysis showed that the plants were not polyploid, but diploid with the standard number of 14 chromosomes. Classical genetic analysis based on artificial crosses revealed that a second PGI locus segregated in south-Swedish populations of F. ovina. The second locus (PgiC2) and the standard locus (PgiC1) assorted independently, i.e. were not linked. Sequence data revealed that the two loci were highly diverged. Moreover, PgiC2 proved to be more complex than PgiC1, since all three PgiC2 variants analysed were composed of two genes. One of these genes may be a pseudogene. The results demonstrate that PgiC2 is not a simple, duplicated version of PgiC1. The sequences present today at these two loci must have started to diverge a long time ago, perhaps as far back as the time of the differentiation of the genus. I suggest that PgiC2 entered F. ovina recently via an introgression event from another species in the Festuca-Lolium complex, where it normally functions as the "standard" locus for cytosolic PGI. This model is supported by the fact that alleles from PgiC1 and PgiC2 produce enzyme subunits that easily function together despite their wide sequence divergence. Thus, my thesis brings into focus a possible but not much discussed way for eukaryot organisms to add new genes to their genomes.

Disputation

2003-11-29
10:00
Genetics building, Sölvegatan 29, Lund
  • Deborah Charlesworth (Professor)

Nyckelord

  • Biological Sciences
  • Växtgenetik
  • Plant genetics
  • pseudogenes
  • grasses
  • cytosolic PGI
  • introgression
  • duplication
  • Festuca ovina

Övriga

Published
  • Evolutionary Genetics
  • ISBN: 91-85067-07-5

Box 117, 221 00 LUND
Telefon 046-222 00 00 (växel)
Telefax 046-222 47 20
lu [at] lu.se

Fakturaadress: Box 188, 221 00 LUND
Organisationsnummer: 202100-3211
Om webbplatsen