Izvestiya of Saratov University.

Chemistry. Biology. Ecology

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


For citation:

Parhomenko A. S., Kuzmina U. S., Musin K. G., Efimenko S. F., Epifanov V. S., Kashin A. S. Preliminary assessment of nuclear DNA content in Chondrilla (Asteraceae) plants of European Russia and Western Kazakhstan using fl ow cytometry. Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 2023, vol. 23, iss. 2, pp. 197-208. DOI: 10.18500/1816-9775-2023-23-2-197-208, EDN: PPPUOB

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Full text:
(downloads: 85)
Полный текст в формате PDF(En):
(downloads: 40)
Language: 
Russian
Heading: 
Article type: 
Article
UDC: 
576.08+58.087+575.224.234
EDN: 
PPPUOB

Preliminary assessment of nuclear DNA content in Chondrilla (Asteraceae) plants of European Russia and Western Kazakhstan using fl ow cytometry

Autors: 
Parhomenko Alena Sergeevna, Saratov State University
Kuzmina Ulyana Sh., 2Institute of Biochemistry and Genetics UFRC RAS
Musin Khalit G., 2Institute of Biochemistry and Genetics UFRC RAS
Efimenko Savelii F., Saratov State University
Epifanov Vladimir S., Saratov State University
Kashin Alexandr Stepanovich, Saratov State University
Abstract: 

 Preliminary data on the genome size of representatives of the genus Chondrilla (Asteraceae) of European Russia and Western Kazakhstan were obtained using fl ow cytometry. Among all studied specimens of the genus, for specimens of C. ambigua and C. pauciflora, a direct dependence of the genome size on the number of chromosomes was established. In our study, the DNA content of the diploid C. ambigua was 2С = 1.69 pg, and that of the triploid C. pauciflora was 2С = 2.65 pg. 2С values are within 2.29–2.69 pg in most specimens of the genus Chondrilla (typical for 13 out of 23 specimens) belonging to the following taxa: C. paucifora, C. laticoronata, C. brevirostris, C. canescens, C. graminea, C. latifolia, C. juncea. Most likely, they are triploids, and in many cases with a number of chromosomes deviating from a multiple of the main number of chromosomes. The C. latifolia sample from the population of the Kamyshinsky district of the Volgograd region showed two peaks on the histogram of the relative fl uorescence intensity, corresponding to two values of the relative DNA content, 1.68 and 2.58 pg, i.e. it turned out to be a mixoploid with two levels of ploidy (2n = 2x = 10 and 2n = 3x = 15). The diversity of genome sizes within the genus can be explained by the previously established high variability in the number of chromosomes associated with aneu- and mixoploidy.

Reference: 
  1. Ильин М. М. Критический обзор рода Chondrilla L. // Бюллетень отделения каучуконосов. 1930. Т. 3. С. 1–61.
  2. Леοнοва Т. Г. Хοндрилла – Chondrilla L. // Флοра Еврοпейскοй части СССР. Л. : Наука, 1989. Т. 8. С. 57–61.
  3. The World Flora Online. URL: http://www.worldfloraonline.org/search?query=chondrilla&view=&limit=24&st art=0&sort= (дата обращения: 10.01.2023).
  4. Леοнοва Т. Г. Рοд Хοндрилла – Chondrilla L. // Флοра СССР. М. : Наука, 1964. С. 560–586
  5. Маевский П. Ф. Флοра средней пοлοсы Еврοпейскοй части Рοссии. М. : Тοвариществο научных изданий КМК, 2014. 635 с.
  6. Кашин А. С., Крицкая Т. А., Попова А. О., Пархоменко А. С. Генетическая дифференциация видов Chondrilla (Asteraceae) европейской части России по данным ISSR маркирования // Бюллетень МОИП. Отдел биологический. 2017. Т. 122, вып. 1. С. 60–70.
  7. Tutin T. G., Heywood V. H., Burges N. A., Moore D. M., Valentine D. H., Walters S. M., Webb D. A. Flora Europaea: Plantaginaceae to Compositae (and Rubiaceae). Cambridge University Press, 1976. 534 p.
  8. Tuzlacı E. Türkiye Bitkileri Sözlüðü. Istanbul : Alfa, 2006. 353 p.
  9. Baytop T. Türkçe Bitki Adlarý Sözlüðü. Ankara : Türk Dil Kurumu, 2007. 512 p.
  10. Еленевский А. Г., Буланый Ю. И., Радыгина В. И. Конспект флоры Саратовской области. Саратов : ИЦ «Наука», 2008. 232 с.
  11. Nasseh Y., Joharchi M. A. Revision the genus Chondrilla (Asteraceae) in Iran // 15th National & 3rd International Conference of Biology. University of Tehran, 2008. P. 178–179.
  12. Flann C. Global Compositae Checklist, 2009. URL: https://compositae.landcareresearch.co.nz/Default.aspx?Page=NameSearch&s... (дата οбращения: 12.12.2022).
  13. Nasseh Y. A revision on the genera Chondrilla and Heteroderis (Asteraceae) in Iran // American Journal of Botany. 2010. Vol. 16, № 1. P. 92–95.
  14. Кашин А. С., Петрова Н. А., Шанцер И. А., Кондратьева А. О., Шилова И. В., Пархоменко А. С. Изменчивость морфологических параметров некоторых таксонов Chondrilla (Asteraceae) европейской России в связи с их систематикой // Ботанический журнал. 2018. Т. 103, № 11. С. 1407–1436. https://doi.org/10.1134/S0006813618110030
  15. Пархоменко А. С., Кашин А. С. Кариотипическая изменчивость у некоторых видов рода Chondrilla (Asteraceae) // Ботаническийжурнал. 2018. Т. 103, № 6. С. 726–739. https://doi.org/10.1134/S0006813618060030
  16. Кашин А. С., Попова А. О., Кочанова И. С., Угольникова Е. В., Полякова Ю. А. Некоторые параметры системы семенного размножения в популяциях видов Chondrilla L. Нижнего Поволжья // Ботанический журнал. 2015. T. 100, № 8. С. 828–840. https://doi. org/10.1134/S0006813615080074
  17. Угольникова E. В., Кашин А. С., Кондратьева А. О. Частота апомиксиса в популяциях видов Chondrilla L. юга европейской части России // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2017. T. 17, вып. 1. С 53–61. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2017-17-1-53-61
  18. Gregory T. R. Coincidence, coevolution, or causation? DNA content, cell size, and the C-value enigma // Biological Reviews. 2001. Vol. 76. P. 65–101. https://doi.org/10.1111/j.1469-185X.2000.tb00059.x
  19. Bennett M. D., Leitch I. J. Plant DNA C-values database (release 6.0, December 2012). URL: http://data.kew.org/ cvalues/ (дата обращения: 23.12.2022).
  20. Otto F. Chapter 11 DAPI Staining of Fixed Cells for HighResolution Flow Cytometry of Nuclear DNA // Methods in Cell Biology. 1990. Vol. 33. P. 105–110. https://doi.org/10.1016/S0091-679X(08)60516-6
  21. Pfosser M., Heberle-Bors E., Amon A., Lelley T. Evaluation of sensitivity of fl ow cytometry in detecting aneuploidy in wheat using disomic and ditelosomic wheat–rye addition lines // Journal of Quantitative Cell Science. Cytometry Parta. 1995. Vol. 21, iss. 4. P. 387–393. https://doi.org/10.1002/cyto.990210412
  22. Dolezel J., Lucretti S., Meister A., Lysak M., Nardi L., Obermayer R. Plant genome size estimation by fl owcytometry: Inter-laboratory comparison // Annals of Botany. 1998. Vol. 82. P. 17–26. https://doi.org/10.1006/anbo.1998.0730
  23. Скапцов М. В., Смирнов С. В., Куцев М. Г. Содержание ядерной ДНК в некоторых сортах растений, используемых в качестве внешних стандартов в проточной цитометрии // Turczaninowia. 2014. T. 17, № 3. С. 72–78.
  24. Dolezel J., Bartos J. Plant DNA fl ow cytometry and estimation of nuclear genome size // Annals of Botany. 2005. Vol. 95. P. 99–110. https://doi.org/10.1093/aob/mci005
  25. Скапцов М. В., Смирнов С. В., Куцев М. Г., Шмаков А. И. Проблемы стандартизации в проточной цитометрии растений // Turczaninowia. 2016. Т. 19, № 3. С. 120–122. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.19.3.9
  26. Anshika T., Sandhya P. S., Swati S., Ramavtar S., Amitha Mithra S. V., Amolkumar U. S., Nagendra K. S., Tilak R. S., Kishor G. The genome size of clusterbean (Cyamopsis tetragonoloba) is significantly smaller compared to its wild relatives as estimated by fl ow cytometry // Gene. 2019. Vol. 707. P. 205–211. https://doi.org/10.1016/j.gene.2019.02.090
  27. FCS Express 7. URL: https://denovosoftware.com/ (дата обращения: 10.01.2023).
  28. Пархоменко А. С., Кашин А. С., Гребенюк Л. В. Полиморфизм хромосом видов Chondrilla (Asteraceae) европейской части ареала // Ботанический журнал. 2019. Т. 104, № 4. С. 137–154. https://doi.org/10.1134/ S0006813619040069
  29. Dolezel J., Bartos J., Voglmayr H., Greilhuber J. Nuclear DNA content and genome size of trout and human // Cytometry. 2003. Vol. 51. P. 127–128.
Received: 
06.03.2023
Accepted: 
11.03.2023
Published: 
30.06.2023
Short text (in English):
(downloads: 33)