Integrated karyotyping of sorghum by in situ hybridization of landed BACs
The reliability of genome analysis and proficiency of genetic manipulation are increased by assignment of linkage groups to specific chromosomes, placement of centromeres, and orientation with respect to telomeres. We have endeavored to establish means to enable these steps in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), the genome of which contains ca. 780 Mbp spread across n = 10 chromosomes. Our approach relies on fluorescence in situ hybridization (FISH) and integrated structural genomic resources, including large-insert genomic clones in bacterial artificial chromosome (BAC) libraries. To develop robust FISH probes, we selected sorghum BACs by association with molecular markers that map near the ends of linkage groups, in regions inferred to be high in recombination. Overall, we selected 22 BACs that encompass the 10 linkage groups. As a prelude to development of a multiprobe FISH cocktail, we evaluated BAC-derived probes individually and in small groups. Biotin- and digoxygenin-labeled probes were made directly from the BAC clones and hybridized in situ to chromosomes without using suppressive unlabelled C
0
t-1 DNA. Based on FISH-signal strength and the relative degree of background signal, we judged 19 BAC-derived probes to be satisfactory. Based on their relative position, and collective association with all 10 linkage groups, we chose 17 of the 19 BACs to develop a 17-locus probe cocktail for dual-color detection. FISH of the cocktail allowed simultaneous identification of all 10 chromosomes. The results indicate that linkage and physical maps of sorghum allow facile selection of BAC clones according to position and FISH-signal quality. This capability will enable development of a high-quality molecular cytogenetic map and an integrated genomics system for sorghum, without need of chromosome flow sorting or microdissection. Moreover, transgeneric FISH experiments suggest that the sorghum system might be applicable to other Gramineae.Key words: integrated karyotyping, FISH, sorghum, BAC.
La fiabilité de l'analyse génomique et les possibilités de modification génétique se trouvent accrues par l'assignation de groupes de liaison à des chromosomes spécifiques, par la localisation des centromères et par la détermination de l'orientation relative aux télomères. Les auteurs ont cherché à développer les moyens techniques nécessaires à l'atteinte de ces objectifs chez le sorgho (Sorghum bicolor (L.) Moench), une espèce dont le génome compte environ 780 Mb distribués sur n = 10 chromosomes. L'approche repose sur l'emploi de l'hybridation in situ en fluorescence (FISH) et de ressources intégrées en génomique structurale dont des banques de chromosomes bactériens artificiels (BAC) à inserts de grande taille. Afin de produire des sondes FISH robustes, les auteurs ont sélectionné des clones BAC portant des marqueurs moléculaires situés près des extrémités des groupes de liaison, dans des régions postulées comme étant riches en événements de recombinaison. En tout, les auteurs ont choisi 22 clones BAC qui couvrent les 10 groupes de liaison. Préalablement au développement d'une sonde FISH à plusieurs composantes, les sondes dérivées de BAC ont été évaluées individuellement et en petits groupes. Des sondes marquées à la biotine ou à la dioxygénine ont été produites directement à partir des clones BAC et hybridées in situ aux chromosomes sans utiliser d'ADN C 0 t-1 non-marqué comme agent de blocage. En fonction de l'intensité du signal FISH et du degré relatif de bruit de fond, 19 sondes ont été jugées satisfaisantes. En tenant compte de leur localisation et de leur représentation des 10 groupes de liaison, 17 des 19 BAC ont été employés afin de mettre au point une sonde mixte (à 17 composantes) pour des fins de détection en mode bicolore. Une hybridation FISH avec la sonde mixte a permis d'identifier simultanément tous les 10 chromosomes. Les résultats indiquent que les cartes génétiques et physiques du sorgho permettent une sélection aisée des clones BAC en fonction de leur position et de la qualité de leur signal FISH. Cette capacité permettra de développer une carte cytogénétique moléculaire de grande qualité et un cadre intégré d'analyse génomique pour le sorgho sans avoir besoin de recourir à la sélection chromosomique en flux ou à la m
La fiabilité de l'analyse génomique et les possibilités de modification génétique se trouvent accrues par l'assignation de groupes de liaison à des chromosomes spécifiques, par la localisation des centromères et par la détermination de l'orientation relative aux télomères. Les auteurs ont cherché à développer les moyens techniques nécessaires à l'atteinte de ces objectifs chez le sorgho (Sorghum bicolor (L.) Moench), une espèce dont le génome compte environ 780 Mb distribués sur n = 10 chromosomes. L'approche repose sur l'emploi de l'hybridation in situ en fluorescence (FISH) et de ressources intégrées en génomique structurale dont des banques de chromosomes bactériens artificiels (BAC) à inserts de grande taille. Afin de produire des sondes FISH robustes, les auteurs ont sélectionné des clones BAC portant des marqueurs moléculaires situés près des extrémités des groupes de liaison, dans des régions postulées comme étant riches en événements de recombinaison. En tout, les auteurs ont choisi 22 clones BAC qui couvrent les 10 groupes de liaison. Préalablement au développement d'une sonde FISH à plusieurs composantes, les sondes dérivées de BAC ont été évaluées individuellement et en petits groupes. Des sondes marquées à la biotine ou à la dioxygénine ont été produites directement à partir des clones BAC et hybridées in situ aux chromosomes sans utiliser d'ADN C 0 t-1 non-marqué comme agent de blocage. En fonction de l'intensité du signal FISH et du degré relatif de bruit de fond, 19 sondes ont été jugées satisfaisantes. En tenant compte de leur localisation et de leur représentation des 10 groupes de liaison, 17 des 19 BAC ont été employés afin de mettre au point une sonde mixte (à 17 composantes) pour des fins de détection en mode bicolore. Une hybridation FISH avec la sonde mixte a permis d'identifier simultanément tous les 10 chromosomes. Les résultats indiquent que les cartes génétiques et physiques du sorgho permettent une sélection aisée des clones BAC en fonction de leur position et de la qualité de leur signal FISH. Cette capacité permettra de développer une carte cytogénétique moléculaire de grande qualité et un cadre intégré d'analyse génomique pour le sorgho sans avoir besoin de recourir à la sélection chromosomique en flux ou à la m
Keywords: BAC; FISH; caryotypage intégré; integrated karyotyping; sorgho; sorghum
Document Type: Research Article
Publication date: 01 April 2002
- Published since 1959, this monthly journal reports research in the fields of genetics and genomics.
- Editorial Board
- Information for Authors
- Submit a Paper
- Subscribe to this Title
- Sign up for journal newsletters
- Ingenta Connect is not responsible for the content or availability of external websites
- Access Key
- Free content
- Partial Free content
- New content
- Open access content
- Partial Open access content
- Subscribed content
- Partial Subscribed content
- Free trial content