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Reference karyotype and cytomolecular map for loblolly pine (Pinus taeda L.)

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Abstract:

A reference karyotype is presented for loblolly pine (Pinus taeda L., subgenus Pinus, section Pinus, subsection Australes), based on fluorescent in situ hybridization (FISH), using 18S-28S rDNA, 5S rDNA, and an Arabidopsis-type telomere repeat sequence (A-type TRS). Well separated somatic chromosomes were prepared from colchicine-treated root meristems, using an enzymatic digestion technique. Statistical analyses performed on chromosome-arm lengths, centromeric indices, and interstitial rDNA and telomeric positions were based on observations from 6 well-separated metaphase cells from each of 3 unrelated trees. Statistically, 7 of the 12 loblolly pine chromosomes could be distinguished by their relative lengths. Centromeric indices were unable to distinguish additional chromosomes. However, the position and relative strength of the rDNA and telomeric sites made it possible to uniquely identify all of the chromosomes, providing a reference karyotype for use in comparative genome analyses. A dichotomous key was developed to aid in the identification of loblolly pine chromosomes and their comparison to chromosomes of other Pinus spp. A cytomolecular map was developed using the interstitial 18S-28S rDNA and A-type TRS signals. A total of 54 bins were assigned, ranging from 3 to 5 bins per chromosome. This is the first report of a chromosome-anchored physical map for a conifer that includes a dichotomous key for accurate and consistent identification of the P. taeda chromosomes.

Un caryotype de référence est présenté pour le pin à encens (Pinus taeda L., sous-genre Pinus, section Pinus, sous-section Australes). Celui-ci est basé sur les motifs d’hybridation in situ en fluorescence (FISH) à l’aide des ADNr 18S-28S et 5S ainsi que la séquence télomérique (TRS de type A) de l’arabidopsis. Des chromosomes somatiques bien séparés ont été préparés à partir de méristèmes radiculaires traités à la colchicine et une technique de digestion enzymatique. Des analyses statistiques ont été effectuées sur la longueur des bras chromosomiques, les indices centromériques, la localisation des ADNr internes et la position des centromères suite à des observations faites sur six cellules en métaphase bien préparées, celles-ci provenant des trois arbres non-apparentés. Statistiquement, sept des chromosomes du pin à encens se différenciaient sur la base de leurs longueurs relatives. Les indices centromériques n’ont pas permis de distinguer d’autres chromosomes. Cependant, la position et l’intensité relatives des sites d’ADNr et d’ADN télomérique ont rendu possible d’identifier tous les chromosomes, procurant ainsi un caryotype de référence pour fins d’analyse comparée des génomes. Une clé dichotomique a été développée pour faciliter l’identification des chromosomes du pin à encens et la comparaison avec les chromosomes d’autres espèces du genre Pinus. Une carte cytomoléculaire est présentée, celle-ci faisant appel aux signaux de l’ADNr 18S-28S et des séquences TRS de type A. Au total, 54 segments («bins») ont été définis à raison de 3 à 5 segments par chromosome. Il s’agit de la première description d’une carte physique à chromosomes ancrés chez les conifères incluant une clé dichotomique pour l’identification précise et reproductible des chromosomes chez le Pinus taeda.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2007

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