Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

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

Для цитирования:

Пархоменко А. С., Павленко К. С., Епифанов В. С., Ефименко С. Ф., Гребенюк Л. В., Скапцов М. В. Оптимизация методики пробоподготовки и выявление возможности использования разных типов растительного материала двух видов Colchicum (Colchicaceae) в проточной цитометрии // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025. Т. 25, вып. 4. С. 437-446. DOI: 10.18500/1816-9775-2025-25-4-437-446, EDN: VXQVZG

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 14)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Биология
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
576.08
DOI: 
10.18500/1816-9775-2025-25-4-437-446
EDN: 
VXQVZG

Оптимизация методики пробоподготовки и выявление возможности использования разных типов растительного материала двух видов Colchicum (Colchicaceae) в проточной цитометрии

Авторы: 
Пархоменко Алена Сергеевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Павленко Кристина Сергеевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Епифанов Владимир Сергеевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Ефименко Савелий Федорович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Гребенюк Людмила Владимировна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Скапцов Михаил Викторович, Алтайский государственный университет
Аннотация: 

В статье представлены результаты апробирования и оптимизации методики пробоподготовки образцов для анализа на проточном цитометре двух, ранее не изученных в данном аспекте, видов – Colchicum bulbocodium subsp.versicolor и C. laetum. Показано, что в качестве буфера для выделения интактных ядер из исходного растительного материала оптимален буфер LB01 с добавлением тиосульфата натрия, а в качестве внутреннихстандартов – Petroselinum crispum и Secale cereale. Впервые установлено содержание ДНК в живых образцах C. bulbocodium subsp. versicolor (2С=8.049 пг) и C. laetum (2С=5.412 пг) из естественных местообитаний на территории РФ. Показано, что в качестве материала для исследования размера генома методом проточной цитометрии двух видов рода Colchicum можно использовать и семена при условии учёта их особенности – количество событий, соответствующих зародышу гораздо меньше, чем клеток эндосперма. Гербарные образцы Colchicum мало пригодны в качестве материала для анализа содержания ДНК, так как данный параметр сильно завышен в сравнении с живым материалом. Полученные данные дополняют и расширяют представления о содержании уровня ДНК у представителей рода Colchicum. 

Ключевые слова: 
Colchicum
проточная цитометрия
семена
гербарный материал
проростки
содержание ДНК
Список источников: 
  1. Оганезова Г. Г. Проблемы рода Colchicum L. Colchicum sensu lato или Colchicum sensu stricto в свете категорий прерывности и непрерывности. Ереван : НАН РА, Институт ботаники им. А. Тахтаджяна, 2019. 176 с.
  2. Vinnersten A., Manning J. A new classification of Colchicaceae // Taxon. 2007. Vol. 56, № 1. P. 171–178.
  3. Агапοва Н. Д. Числа хрοмοсοм цветкοвых растений флοры СССР: Семейства Asteraceae – Menyanthaceae / под ред. А. Л. Тахтаджяна. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1990. 509 с.
  4. Persson K. Nomenclature synopsis of the genus Colchicum (Colchicaceae) with some new species and combinations // Bot. Jahrb. Syst. 2007. Vol. 127, № 2. P. 166–242.
  5. Оганезова Г. Г. Особенности географии и направлений эволюции гистерантных и синантных видов рода Colchicum s. str. (Colchicaceae) // Takhtajania. 2011. № 1. С. 87–97.
  6. Kashin A. S., Parkhomenko A. S., Kulikova L. V., Petrova N. A., Shilova I. V., Lavrentiev M. V., Shushunov V. A. Potential Range of Bulbocodium versicolor (Ker-Gawl.) Spreng (Colchicaceae, Liliopsida) in Russia // Povolzhskiy Journal of Ecology. 2020. № 2. P. 241–247. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2020-2-241-247
  7. Veselý P., Bureš P., Šmarda P., Pavlicek T. Genome size and DNA base composition of geophytes: The mirror of phenology and ecology? // Annals of Botany. 2012. Vol. 109, № 1. P. 65–75. https://doi.org/10.1093/aob/mcr267
  8. Šmarda P., Bureš P., Horová L., Leitch I. J., Mucina L., Pacini E., Tichý L., Grulich V., Rotreklová O. Ecological and evolutionary significance of genomic GC content diversity in monocots // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014. Vol. 111, № 39. P. 4096–4102. https://doi.org/10.1073/pnas.1321152111
  9. Bou Dagher-Kharrat M., Abdel-Samad N., Douaihy B., Bourge M., Fridlender A., Siljak-Yakovlev S., Brown S. C. Nuclear DNA C-values for biodiversity screening: Case of the Lebanese flora // Plant Biosystems. 2013. Vol. 147, № 4. P. 1228–1237. https://doi.org/10.1080/11263504.2013.861530
  10. Fridlender A., Brown S., Verlaque R., Crosnier M. T., Pech N. Cytometric determination of genome size in Colchicum species (Liliales, Colchicaceae) of the western Mediterranean area // Plant Cell Reports. 2002. Vol. 21, № 4. P. 347–352. https://doi.org/10.1007/s00299-002-0522-4
  11. Николаева M. Г., Разумова M. В., Гладкова В. Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1985. 506 с.
  12. Skaptsov M. V., Kutsev M. G., Smirnov S. V., Vaganov A. V., Uvarova O. V., Shmakov A. I. Standards in plant flow cytometry: An overview, polymorphism and linearity issues // Turczaninowia. 2024. Vol. 27, № 2. P. 86–104. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.27.2.10
  13. Грибок Н. А., Власова Т. М., Матюшина М. В., Курченко В. П. Содержание вторичных метаболитов у представителей рода Colchicum L., интродуцированных в условиях Беларуси // Тр. Белорус. гос. ун-та. Сер.: Физиол., биохим. и молекуляр. основы функционирования биосистем. 2010. Т. 4, ч. 2 : Инновац. биотехнологии XXI в. С. 129–137.
  14. Doležel J., Sgorbati S., Lacretti S. Comparison of three DNA fluorochromes for flow cytometric estimation of nuclear DNA content in plants // Physiol. Plant. 1992. № 85. P. 625–631.
  15. Obermayer R., Leitch I. J., Hanson L., Bennett M. D. Nuclear DNA C-values in 30 species double the familial representation in pteridophytes // Ann. Bot. 2002. Vol. 90, № 2. P. 209–217. https://doi.org/10.1093/aob/mcf167
  16. Doležel J., Greilhuber J., Lucretti S., Meister A., Lysák M., Nardi L. Plant genome size estimation by flow cytometry: Inter-laboratory comparison // Ann. Bot. 1998. Vol. 82. P. 17–26 https://doi.org/10.1006/anbo.1998.0730
  17. Levan A. Bulbocodium to the c-mitotic action of colchicine // Cyto-genetic laboratory of the Swedish seed association. 1947. Vol. 33, № 4. P. 552–566. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1947.tb02821.x
  18. Кунах В. А. Пластичность генома соматических клеток и адаптивность растений // Молекулярная и прикладная генетика. 2011. № 12. С. 7–12.
  19. Matzk F., Meister A., Schubert I. An efficient screen for reproductive pathways using mature seeds of monocots and dicots // Plant J. 2000. Vol. 21, №1. P. 97–108. https://doi.org/10.1046/j.1365-313x.2000.00647.x
  20. Servick S., Visger C. J., Gitzendanner M. A., Soltis P. S., Soltis D. E. Population genetic population, geographic structure, and multiple origins of autopolyploidy in Galax Urceolata // Am. J. Bot. 2015. № 102. P. 973–982. https://doi.org/10.3732/ajb.1400554
  21. Suda J., Trávnícek P. Reliable DNA ploidy determination in dehydrated tissues of vascular plants by DAPI flow cytometry new prospects for plant research // Cytometry A. 2006. Vol. 4. P. 273–80. https://doi.org/10.1002/cyto.a.20253
  22. Viruel J., Conejero M., Hidalgo O., Pokorny L., Powell R. F., Forest F., Kantar M. B., Soto Gomez M., Graham S. W., Gravendeel B., Wilkin P., Leitch I. J. A Target Capture-Based Method to Estimate Ploidy From Herbarium Specimens // Frontiers in Plant Science. 2019. Vol. 10. URL: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls... (дата обращения: 15.05.2025).
  23. Skaptsov M. V., Vaganov A. V., Kechaykin A. A., Kut sev M. G., Smirnov S. V., Dorofeev V. I., BorodinaGra bovskaya A. E., Seregin A. P., Sinitsina T. A., Friesen N., Zhang X., Shmakov A. I. The cytotypes variability of the complex Selaginella sanguinolenta s. l // Turczaninowia. 2020. № 23. P. 5–14. https://doi.org/10.14258/turczaninowia.23.2.1
  24. Bainard J. D., Husband B. C., Baldwin S. J., Fazekas A. J., Gregory T. R., Newmaster S. G., Kron P. The effects of rapid desiccation on estimates of plant genome size // Chromosome Res. 2011. № 19. P. 825–842. https://doi.org/10.1007/s10577-011-9232-5
  25. Wang G., Yang Y. The effects of fresh and rapid desiccated tissue on estimates of Ophiopogoneae genome size // Plant Divers. 2016. № 38. P. 190–193. https://doi.org/10.1016/j.pld.2016.08.001
  26. Tomaszewska P., Pellny T. K., Hernández L. M., Mitchell R. A. C., Castiblanco V., de Vega J. J., Schwarzacher T., Heslop-Harrison P. Flow Cytometry-Based Determination of Ploidy from Dried Leaf Specimens in Genomically Complex Collections of the Tropical Forage Grass Urochloa s. l. // Genes. 2021. № 12. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34201593/ (дата обращения: 15.05.2025).
  27. Staats M., Cuenca A., Richardson J. E., Vrielink-van Ginkel R., Petersen G., Seberg O., Bakker T. F. DNA Damage in Plant Herbarium Tissue // PLoS ONE. 2011. Vol. 12, № 6. P. 1–9. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0028448
  28. Darzynkiewicz Z., Traganos F., Kapuscinski J., Staiano-Coico L., Melamed M. R. Accessibility of DNA in situ to various fluorochromes: Relationship to chromatin changes during erythroid differentiation of Friend leukemia cells // Cytometry A. 1984. Vol. 5, № 4. P. 355–363. https://doi.org/10.1002/cyto.990050411
Поступила в редакцию: 
15.08.2025
Принята к публикации: 
05.09.2025
Опубликована: 
25.12.2025
Краткое содержание:
скачать
(загрузок: 11)