Apomikt Boechera holboellii (Hornem.) Á. Löve & D. Löve anter gelişimine katılan bazı gen ifadelerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, apomikt Boechera holboellii (Hornem.) Á.Löve & D.Löve bitkisinde PHERES1 (PHE1) gen ortoloğunun yapısı ve ifadesi ortaya çıkarılmıştır. Boechera anterleri ve döllenme öncesi ve sonrasında karpellerinden PHE1 cDNA'sı RT-PCR aracılığı ile elde edilmiştir. PHE1 tipI MADS MADS-box proteini kodlar ve tohum gelişimini teşvik eder. Ayrıca, tek bir allelden ifade olan PHE1 anneye özgü suskun, babaya özgü ifade olacak şekilde etiketlenmiş bilinen tek bitki genidir. Arabidopsis bitkisinde, PHE1 geni bitki Polycomb grup kompleksi 2 olarak da bilinen FERTILIZATION INDEPENDENT SEED (FIS) kompleksi tarafından baskılanır. FIS kompleksi Arabidopsis thaliana bitkisinde döllenme öncesinde endosperm gelişimi baskılar ve döllenmeyi takiben endosperm gelişimini kontrol eder. Buna karşın, apomiktlerin endosperm gelişimini düzenlenmesinde ana gametlerin mayoz eksikliği nedeniyle ortaya çıkan ebeveyn genom dengesizliği üstesinden nasıl geldiği bilinmemektedir. Bu nedenle, A.thaliana bitkisinin yakın akrabası olarak triploid apomikt Boechera türleri pseudogamik apomiktlerde PHE1 geni fonksiyonunu araştırmak için cazip bir imkan sağlar. Büyüklüğü 310 bç olan Boechera PHE1 transkripti AtPHE1 geni ile homoloji gösterir. Filogenetik analizler Boechera PHE1 geninin AtPHE1 ile yakın benzerlik gösterdiğini ortaya çıkarmıştır. Doğal apomikt Boechera bitkisinde PHE1 geninin tohum gelişimi sırasında ifade şekli ana PHE1 alellin de döllenme öncesinde karpellerde ifade olduğunu göstermiştir.

Here we report the structure and expression patterns of orthologs for PHERES1 (PHE1) gene in the apomict Boechera holboellii. The PHE1 cDNAs were obtained by RT-PCR from Boechera anthers and carpels before and after fertilization. PHE1 encodes a type 1 MADS box protein and promotes seed growth. Also, PHE1 shows monoallelic expression is the only plant gene known to be paternally express and maternally silenced imprinted gene. In Arabidopsis, PHE1 repress by the FERTILIZATION INDEPENDENT SEED (FIS) complex, also known as plant the Polycomb group complex 2. The FIS complex represses endosperm development in Arabidopsis thaliana prior to fertilization and plays an important role in regulating the development of endosperm following fertilisation. However, it is not known how apomicts have adjusted endosperm development to deal with parental genome imbalance due to non-reduction of maternal gametes. Therefore, the triploid apomictic Boechera species, as a close relative of A. thaliana, provide an attractive opportunity to investigate PHE1 function in pseudogamous apomicts. The 310 bp cDNA fragment of Boechera PHE1 transcript showed homology with AtPHE1. Phylogenetic analyses revealed that Boechera PHE1 is closely related to A. thaliana. The expression patterns of PHE1 in natural apomict Boechera during seed development were also revealed that the maternal BhPHE1 allele is also expressed before fertilization in carpels.