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Identification and characterization of RAPD markers inferring genetic relationships among Pine species

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Abstract:

Total genomic DNAs were extracted from several populations of pine species and amplified using oligonucleotides of random sequences. Polymorphism in random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers was high and sufficient in distinguishing each of the species. Genetic relationships among eight pine species (Pinus sylvestris, Pinus strobus, Pinus rigida, Pinus resinosa, Pinus nigra, Pinus contorta, Pinus monticola, and Pinus banksiana) from different provenances were analyzed. The degree of band sharing was used to evaluate genetic distance between species and to construct a phylogenetic tree. In general, the dendrogram corroborated the description of relationships based on morphological characteristics and crossability, but also provided new insights into pine taxonomy. RAPD markers specific to some pine species were cloned and sequenced. PCR amplifications using pairs of designed specific primers revealed that all the cloned sequences were likely genus specific because they were not found in spruce or larch. True species-specific sequences were identified using designed primers flanking cloned RAPD fragments. The analysis of RAPD fragment sequences confirmed the genetic relationships among species. A 2281-bp RAPD band called PI-Mt-Stb-23 from P. strobus was used as a probe in restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis and produced distinct banding patterns for each species examined, consistent with the highly polymorphic character of DNA-fingerprinting probes.Key words: Pine, RAPD, RFLP, cloning, species-specific sequences.

L'ADN génomique total a été extrait de plusieurs individus provenant de populations de diverses espèces de pins et il a été amplifié à l'aide d'oligonucléotides de séquence aléatoire. Le polymorphisme des marqueurs d'ADN polymorphe amplifié au hasard (RAPD) était élevé et suffisant pour distinguer chacune des espèces. Les relations génétiques parmi les huits espèces de pin (Pinus sylvestris, Pinus strobus, Pinusrigida, Pinus resinosa, Pinus nigra, Pinus contorta, Pinus monticola et Pinus baksiana) de provenances diverses ont été analysées. La fréquence de bandes partagées a été employée pour évaluer la distance génétique entre les espèces et pour assembler un arbre phylogénétique. En général, le dendrogramme a corroboré la description des relations s'appuyant sur les caractères morphologiques et la croisabilité, mais elle a fourni de nouvelles informations sur la taxonomie des pins. Des marqueurs RAPD spécifiques de certaines espèces de pins ont été clonés et séquencés. Des amplifications PCR utilisant des amorces spécifiques ont révélé que toutes les séquences clonées étaient vraisemblablement spécifiques au genre Pinus car aucune amplification n'a été observée chez l'épinette ou le mélèze. De véritables amorces spécifiques d'une espèce ont été développées en synthétisant des amorces pour les régions adjacentes aux fragments clonés. L'analyse de la séquence d'amplicons RAPD a confirmé la relation génétique parmi les espèces. Un amplicon de 2281 bp, appelée PI-Mt-Stb-23 et provenant du P. strobus, a été employé comme sonde polymorphisme de longueur des fragments de restriction (RFLP) et a produit des motifs différents pour chacune des espèces examinées. Ces motifs variables reflètent le caractère très polymorphe des sondes d'ADN employées pour produire des empreintes génétiques.Mots clés : pin, RAPD, RFLP, clonage, séquences spécifiques d'une espèce.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: Pine; RAPD; RFLP; clonage; cloning; pin; species-specific sequences; séquences spécifiques d'une espèce

Document Type: Research Article

Publication date: 2002-02-01

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