Vera A. Kostikova, Mariya S. Voronkova, Evgeny V. Banaev & Tatiana A. Poliakova. The estimation of relative DNA content in the genus Spiraea L., section Calospira C. Koch

Short communication

Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation Preprint
Article first published online: 21 MAY 2018 | DOI: 10.17581/bp.2018.07114

The estimation of relative DNA content in the genus Spiraea L., section Calospira C. Koch

Vera A. Kostikova¹, Mariya S. Voronkova¹, Evgeny V. Banaev¹ & Tatiana A. Poliakova²

¹ Central Siberian Botanical Garden SB RAS, Novosibirsk, Russia
² Vavilov Institute of General Genetics RAS, Moscow, Russia

The estimation of relative DNA content in cell nuclei in the genus Spiraea L. section Calospira C. Koch. from the Russian Far East is given for the first time. The cell nuclei were isolated from a leaf tissue. The relative intensity of fluorescence was measured by the nuclei stained with propidium iodide using flow cytometry. The values of relative DNA amounts in Spiraea differ significantly within a high statistical significance. It is revealed that the relative DNA content of S. betulifolia Pall. (2C = 0.91 and 1.01 pg) is twice higher than those values in other species. The S. beauverdiana Schneid. (2 C = 0.55 and 0.57 pg) and the S. aemiliana Schneid. (2C = 0.45 and 0.48 pg) are close to the amount of DNA they contain.

Костикова В.А., Воронкова М.С., Банаев Е.В., Полякова Т.А. Оценка относительного содержания ДНК у растений рода Spiraea L. cекции Calospira C. Koch. методом проточной цитометрии. Впервые исследовано относительное содержание ДНК у растений рода Spiraea L. секции Calospira С. Koch., произрастающих в российской части ареала. Ядра клеток выделены из тканей листьев. Относительная интенсивность флюоресценции измерена на ядрах, окрашенных йодидом пропидия, с помощью проточной цитометрии. Значения относительного содержания ДНК у Spiraea достоверно отличаются. У S. betulifolia Pall. (2C = 0.91 и 1.01 пикограмм) относительное содержание ДНК в два раза превышает значения у остальных видов. S. beauverdiana Schneid. (2C = 0.55 и 0.57 пг) и S. aemiliana Schneid. (2C = 0.45 и 0.48 пг) более близкие таксоны по содержанию ДНК

Keywords: Spiraea betulifolia, Spiraea beauverdiana, Spiraea aemiliana, nuclear DNA amount, flow cytometry, DNA C-value, относительное содержание ДНК, проточная цитометрия

PDF

References

Bennett, M.D & I.J. Leitch 2012. Angiosperm DNA C-values database (release 8.0, Dec. 2012). http://data.kew.org/cvalues/CvalServlet?querytype=2. Last accessed 15.05.2018.

Dickson, E.E., K. Arumuganathan, S. Kresovich & J.J. Doyle 1992. Nuclear DNA content variation within the Rosaceae. American Journal of Botany 79:1081–1086. CrossRef

Doležel, J., J. Bartoš, H. Voglmayr & J. Greilhuber 2003. Nuclear DNA content and genome size of trout and human. Cytometry 51: 127–128. CrossRef

Doležel, J., S. Sgorbati & S. Lucretti 1992. Comparison of three DNA fluorochromes for flow cytometric estimation of nuclear DNA contrent in plants. Physiologia Plantarum 85: 625–631. CrossRef

Koropachinskii, I.Yu. & T.N. Vstovskaya 2002. Woody plants of Asian Russia. Geo, Novosibirsk, 707 pp. (in Russian). [Коропачинский И.Ю., Встовская Т.Н. 2002. Древесные растения Азиатской России. Новосибирск: Гео. 707 с.].

Kostikova, V.A. & T.A. Polyakova 2014. Eco-geographical variability of Spiraea betulifolia Pall. and S. beauverdiana Schneid. on the morphological and biochemical markers. Contemporary Problems of Ecology 7(3):315–323. CrossRef

Leitch, I.J., D.E. Soltis, P.S. Soltis & M.D. Bennett 2005. Evolution of DNA amounts across land plants (Embryophyta). Annals of Botany 95:207–217. CrossRef

Marda, P.S., P. Bures, L. Horova, B. Foggi & G. Rossi 2008. Genome size and GC content evolution of Festuca: ancestral expansion and subsequent reduction. Annals of Botany 101:421–433. CrossRef

Nedoluzhko, V.A. 1995. Dendroflora compendium of the Russian Far East. Dalnauka, Vladivostok, 208 pp. (in Russian). [Недолужко В.А. 1995. Конспект дендрофлоры Российского Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука. 208 с.].

Oginuma, K., I.V. Tatarenko & K. Kondo 2004. Karyomorphology of eight species of Spiraea (Rosaceae) in Russia. Chromosome Science 8(1):23–28.

Polyakova, T.A. & E.N. Muratova 2015. Karyological study of some species of the genus Spiraea (Rosaceae) of the Far Eastern and Eastern Siberian flora. Rastitelnyi mir Aziatskoi Rossii 2(18):23–26. (in Russian with English summary). [Полякова Т.А., Муратова Е.Н. 2015. Кариологическое исследование некоторых видов рода Spiraea (Rosaceae) флоры Дальнего Востока и Восточной Сибири // Растительный мир Азиатской России. Т. 2, № 18. С. 23–26].

Siljak-Yakovlev, S., F. Pustahija, E.M. Solic, F. Bogunic, E. Muratovic, N. Bašic, O. Catrice & S.C. Brown 2010. Towards a genome size and chromosome number database of Balkan flora: C-values in 343 taxa with novel values for 242. Advanced Science Letters 3: 190–213. CrossRef

StatSoft, Inc. (1998). STATISTICA for Windows [Computer program manual]., WEB: http://www.statsoft.com.

Svyazeva, O.A. 1967. Distribution of woody Rosaceae in the USSR (notably a case of the genus Spiraea): PhD dissertation theses. Komarov Botanical Garden, Leningrad, 23 pp. (in Russian). [Связева О.А. 1967. Распространение древесных розоцветных в СССР (в особенности на примере рода cпирея): автореферат дис. … докт. биол. наук. Ленинград, Ботан. ин-т им. В.Л. Комарова. 23 с.].

Talluri, R.S. & B.G. Murray 2009. DNA C-values and chromosome numbers in Fuchsia L. (Onagraceae) species and artificial hybrids. New Zealand Journal of Botany 47:33–37. CrossRef

Tsvelyov, N.N. 2008. On meadowsweet species (Spiraea L., Rosaceae) of the section Calospira C. Koch at the Russian Far East. Novosti sistematiki vysshih rastenii 40:76–83 (in Russian). [Цвелёв Н.Н. 2008. О видах спиреи (Spiraea L., Rosaceae) секции Calospira C. Koch на Дальнем Востоке России // Новости систематики высших растений. Вып. 40. С. 76–83].

Yakubov, V.V. 1996. The genus Spiraea L. In: Vascular plants of the Soviet Far East, vol. 8, (S.S. Kharkevich, ed.), pp. 130–136. Nauka, Saint-Petersburg (in Russian). [Якубов В.В. 1996. Род Таволга – Spiraea L. // Сосудистые растения Советского Дальнего Востока. Санкт-Петербург: Наука. Т. 8. С. 130–136].

Zhukova, P.G. 1980. Chromosomal numbers of some plant species in South Chukotka. Botanicheskii Zhurnal 65(1):51–59 (in Russian). [Жукова П.Г. 1980. Хромосомные числа некоторых видов растений Южной Чукотки // Ботанический журнал. Т. 65, № 1. С. 51–59].