Генетика, 2020, T. 56, № 3, стр. 292-301

Полиморфизм гена SQS, кодирующего сквален-синтазу у видов амаранта (Amaranthus L.)

А. Б. Щербань 1*, А. И. Стасюк 1

1 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук
630090 Новосибирск, Россия

* E-mail: atos@bionet.nsc.ru

Поступила в редакцию 11.03.2019
После доработки 07.05.2019
Принята к публикации 24.06.2019

Полный текст (PDF)

Аннотация

Статья посвящена анализу полиморфизма гена, кодирующего сквален-синтазу (SQS) у видов амаранта зернового и овощного направлений селекции, а также у их дикорастущих предшественников. Структурный анализ кодирующей части гена у различных видов амаранта выявил низкий уровень полиморфизма и консерватизм основных функциональных доменов. Особое внимание уделено структурному полиморфизму промоторного района гена как наиболее вариабельному. Выявлено два основных гаплотипа гена по структуре этого района: С и Р; при этом вариант С оказался тесно сцепленным с признаком желтой окраски зерна у образцов зернового амаранта. Обсуждается возможное влияние структуры промотора SQS-гена на уровень его экспрессии и концентрацию сквалена в зерне.

Ключевые слова: амарант, сквален, сквален-синтаза, ген, первичная структура, полиморфизм.

DOI: 10.31857/S0016675820030145

Амарант (род Amaranthus) относится к двудольным травянистым растениям семейства Амарантовые (Amaranthaceae) и включает около 75 видов, произрастающих в теплых и умеренных областях земного шара [1]. В настоящее время наиболее общепринято деление рода Amaranthus на три подрода: Аmaranthus, Albersia и Acnida [2]. Подрод Аmaranthus содержит три вида: A. caudatus L., A. cruentus L. и A. hypochondriacus L., происходящих из Южной и Центральной Америки. В странах указанного региона эти виды использовались с древнейших времен, в основном как зерновые культуры, лишь немного уступая по своему значению кукурузе и бобовым. В России амарант долгое время не считали культурным растением, так как у нас в основном были распространены его дикие формы. Тем не менее, на необходимость применения амаранта в сельском хозяйстве (как новой кормовой культуры) указывал академик Н.И. Вавилов еще в 1932 г. и им же во Всесоюзном институте растениеводства была собрана первая коллекция амаранта. После ареста Вавилова, начатая по его инициативе исследовательская работа с амарантом была прекращена. Возрождение интереса к амаранту в конце XX в. связано с изучением механизма С4-фотосинтеза, который присущ амаранту как представителю “аспартатной” подгруппы С4-растений, а также с его уникальными пищевыми и биохимическими свойствами и поистине универсальным потенциалом в качестве зерновой, овощной и кормовой культуры [3, 4]. Масло семян амаранта является богатым источником сквалена – сложного углеводорода, предшественника стероидных соединений. Сквален имеет широкое применение в медицине: в качестве адьюванта в вакцинах, иммуномодулятора и антиоксиданта в комплексной терапии ряда заболеваний: таких как диабет, ишемическая болезнь и др., а также в составе косметических средств [5, 6]. Его содержание в масле амаранта составляет 2.2–10%, что значительно превышает содержание сквалена в оливковом и других растительных маслах [1, 7]. До сих пор сквален получают главным образом из печени акул и китов, поэтому масло амаранта может служить альтернативным сырьевым источником этого ценного вещества.

Повышенная продукция сквалена у амарантовых, по сравнению с другими растениями, может быть следствием мутационных изменений в кодирующих или регуляторных районах генов, контролирующих биосинтез этого вещества. В настоящее время установлена ключевая роль SQS-гена в биосинтезе сквалена [8]. Этот ген кодирует фермент сквален-синтазу, который катализирует последний этап синтеза – образование молекулы сквалена из двух молекул фарнезил-пирофосфата [9]. Ранее был проведен анализ структуры и экспрессии данного гена у одного из видов амаранта – амаранта багряного (A. cruentus), и было показано, что наивысший уровень его экспрессии наблюдается в тканях семян, в которых и происходит накопление сквалена [10]. Целью данной работы является анализ полиморфизма структуры SQS-гена у различных представителей рода Amaranthus как зернового, так и овощного направлений селекции и у их дикорастущих предшественников. Данный анализ позволит установить механизм эволюции этого гена и впоследствии оценить влияние тех или иных изменений его структуры на его экспрессию и концентрацию сквалена.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Растительный материал

В качестве материала использованы 60 образцов амаранта, относящиеся к 16-ти видам (табл. 1). Данные образцы были взяты из коллекции д-ра А.В. Железнова (ИЦиГ СО РАН); большинство образцов этой коллекции были предоставлены Всесоюзным институтом растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР, Санкт-Петербург) в 1988 г. и в дальнейшем этот материал размножали раз в пять лет в полевых условиях ИЦиГ для получения семян (под изоляторами).

Таблица 1.  

Распределение P- и C-гаплотипов промоторного района SQS-гена среди проанализированных образцов амаранта

Вид Каталожный номер образца* Происхождение Тип промотора** Окраска зерна
A. caudatus L.         11001 (к-40198) Таджикистан, местный Pm Розовый
11002 (к-вр.191) Бурунди, местный Pm Розовый
11003 (к-27152) Россия, Красноярский р-н Pm Розовый
11015 (к-67) Гана, местный P Коричневый
11023 (к-65) Польша, местный Pm Черный
11047 Украина Pm Розовый
11049 Россия, Башкотарстан P Светло-коричневый
11064 (к-вр.231) Венгрия P Розовый
11079 Россия Pm Светло-коричневый
A. edulis Spegazzini 11030 (к-70) Гана, местный P Черный
A. edulis L. 11070 (к-36) Аргентина C Желтый
11072 (к-45913) Россия, сорт “Эльбрус” C Желтый
A. cruentus L.           11006 (к-50) Румыния P Черный
11008 (к-71) Непал C Желтый
11011 (к-64) Канада C Желтый
11014 (к-26) Казахстан, местный P Черный
11017 (к-78) Западный Камерун P Черный
11018 Китай C Желтый
11019 (к-21) Китай P Черный
11073 (к-9) Индия P Черный
11074 (к-12) Индия P Черный
11075 Россия, Томск P Черный
11080 Россия P Черный
A. hypochondriacus L.    11010 (к-61) США C Желтый
11022 (к-51) Германия, местный P Черный
11024 (к-вр.127) Ямайка C Желтый
11071 (к-4) Китай C Желтый
A. hybridus L.  11083 (к-28024) Германия P Черный
11088 Россия, Томск P Черный
A. leucospermus L.  11058 Россия, Новосибирск, ВАСХНИЛ C Желтый
11059 Россия, Новосибирск P Желтый
A. mangostanus L. 11009 (к-28) Китай P Коричневый
A. spinosus L. 11013 (к-77) Германия, дикораст. P Черный
A. lividus L.  11036 (к-57) Румыния, местный P Черный
11037 Россия, Томск P Черный
A. mantegazzianus Passerini 11028 (к-69) Австралия, дикораст. P Черный
A. aureus L.  11055 (к-вр.160) Германия P Черный
11093 Молдавия P Черный
A. deflexus L. 11057 (к-вр.106) Германия P Черный
A. erythrostachys L. 11060 Россия, Москва P Черный
A. nobilis L. 11062 Россия, Томск P Черный
A. powellis L.  11065 (к-62) Греция P Черный
11066 (к-59) Чехия P Черный
A. tricolor L. 11089 Румыния P Черный
Не определен          11007 (к-53) Западный Камерун Р Черный
11029 (к-вр.190) Италия P Темно-коричневый
11034 (к-вр.170) Мексика, местный С Желтый
11035 (к-вр.116) Гана, местный P Черный
11046 (к-10) Индия, местный P Черный
11050 (к-42) Танзания, местный P Темно-коричневый
11051 (к-43) Танзания, местный P Черный
11052 (к-46) Мали, местный C Черный
11054 (к-44) Индия, местный P Черный
11067 (к-вр.72) Узбекистан, местный P Черный
  11068 (к-вр.155) Заир, местный P Черный
  11077 (к-вр.29) Индия, местный P Черный
  11081 (к-14) Индия, местный P Черный
  11082 (к-17) Индия, местный P Черный
  11084 (к-вр.147) Конго, местный P Черный
  11090 США P Черный

Примечание. Данные по окраске зерна взяты из монографии [1]. Случаи ассоциации желтой окраски зерна с С-вариантом промотора SQS-гена выделены серым фоном. Случаи несоответствия между черной и желтой окрасками зерна и двумя вариантами промотора выделены жирным шрифтом.  * Номера образцов коллекции ИЦиГ СО РАН (в скобках соответствующие номера из каталога ВИР). ** C – “cruentus-подобный” тип; P – преобладающий тип; Pm – модифицированный Р-гаплотип содержит трек (TAA)3 вместо (TAA)2 вблизи предполагаемого TATA-бокса.

Выделение геномной ДНК

Семена амаранта (минимум 30 семян/образец) помещали на влажную фильтровальную бумагу в чашки Петри и проращивали в течение одной недели при комнатной температуре. Геномную ДНК выделяли из молодых проростков с помощью набора для выделения ДНК из сухих растений и семян (Diamond DNA Plant kit D; www.diamond-dna.ru). Качество и количество ДНК оценивали электрофорезом в агарозном геле относительно разведений геномной ДНК фага λ (“Медиген”, Россия).

Дизайн праймеров и условия ПЦР

С использованием ранее расшифрованной последовательности SQS-гена A. cruentus [10], а также полной геномной последовательности вида A. hypochondriacus (id40120; https://genomevolution.org/coge/) были сконструированы специфические праймеры sqsf2: 5'-tgcacgaaattgcgaagatg-3' и sqsr3: 5'-ccaatgagattcagatggga-3' для амплификации промоторного района SQS-гена длиной ~580 пн от старта трансляции (рис. 1). Для амплификации части кодирующего района SQS-гена (между экзонами 5 и 9) были использованы две пары праймеров: 1) sqse5f (5'-attaccaaaaggatgggtgcg-3')/sqsi7r (5'-catctcatatacctcatatccaccg-3') и 2) sqse7f (5'-tgtcgcatgttttggcctcg-3')/sqse9r (5'-cgtctcattttaaccacacctct-3') в отдельных реакциях (рис. 1). Каждый из амплифицированных перекрывающихся ПЦР-фрагментов был далее секвенирован. Условия ПЦР: 2 мин при 94°С; 35 циклов (94°С, 40 с; 55–60°С, 40 с; 72°С, 1 мин); 2 мин при 72°С. Реакционная смесь в объеме 25 мкл содержала 67 мМ трис-НСL (pH 8.7), 18 мМ (NH4)2SO4, 2 мМ MgCl2, 0.01% Твин-20, по 0.25 мМ каждого дНТФ, по 0.5 мкМ каждого праймера, 50–100 нг ДНК-матрицы и 1 е. а. Таq-полимеразы. Электрофоретическое разделение продуктов ПЦР проводили в 1%-ном агарозном геле, содержащем бромистый этидий. Гели фотографировали в УФ-свете. ПЦР-фрагменты, вырезанные из геля очищали с помощью набора для элюции ДНК из агарозного геля (ДИА-М; www.dia-m.ru).

Рис. 1.

Общая схема SQS-гена. Экзоны обозначены черными прямоугольниками. Предположительная стартовая точка транскрипции обозначена угловой стрелкой. 5'- и 3'-нетранслируемые районы: 5'-UTR и 3'-UTR. Над схемой обозначены участки экзонов, кодирующие основные функциональные домены I–V, а также специфические праймеры для амплификации промоторного и части кодирующего районов.

Анализ первичной структуры

Амплифицированные фрагменты ДНК секвенировали с использованием ABI PRISM Dye Terminator Cycle Sequencing ready reaction kit (Perkin Elmer Cetus, USA) и соответствующих специфических праймеров. Секвенирование проводили на базе Центра коллективного пользования “Геномика” СО РАН (Новосибирск, http://sequest.niboch.nsc.ru). Для сравнения полученных нуклеотидных и аминокислотных последовательностей использовали программу Сlustal Omega (https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/). Поиск предполагаемых цис-регуляторных элементов в составе промоторных районов проводили с помощью базы данных PlantPAN 2.0 (http://plantpan2.itps.ncku.edu.tw). Полученные промоторные и кодирующие последовательности депонированы в ГенБанке NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/) под номерами: MK587531–MK587574 и MK598767–MK598768 соответственно.

Маркирование SQS-гена по структуре промоторного района

Для идентификации двух различных типов промоторного района SQS-гена в образцах амаранта были использованы две комбинации праймеров. Р-тип: sqsрf1 (5'-cgaatgaatcgaatcccaggat-3')/sqspr1 (5'-gctgattctgtaaaagatttgttc-3'). C-тип: sqscf1 (5'-cgaatgaatcgaatcccagaag-3')/sqscr1 (5'-gctgattctgtaaaagatttgtaac-3'). Размер ПЦР-продукта в обоих случаях ~180 пн (рис. 2). Для амплификации использована методика “Touch Down” ПЦР: 2 мин при 94°С; 15 циклов (94°С, 30 с; 65°С, 30 с; 72°С, 30 с); 25 циклов (94°С, 30 с; 55°С, 30 с; 72°С, 30 с); 2 мин при 72°С.

Рис. 2.

Сравнение нуклеотидных последовательностей промоторного района SQS-гена A. cruentus (11019; Р-вариант) и A. hypochondriacus (11010; С-вариант). Линиями подчеркнуты предполагаемые цис-регуляторныe сайты (внизу дана их краткая характеристика). ATG-кодон, или сайт инициации трансляции выделен серым фоном. Предполагаемые ТАТА-боксы выделены рамками (звездочкой отмечен наиболее вероятный). Места отжига праймеров для ПЦР-маркирования вариантов промотора обозначены прямыми стрелками.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Ранее на основе анализа кДНК была проанализирована первичная структура SQS-гена в геноме A. cruentus и показано, что этот ген присутствует в одной копии [10]. Его кодирующая часть вместе с интронами имеет длину 6490 пн и включает 13 экзонов (рис. 1). С помощью BLAST-поиска в составе референсной полной геномной последовательности вида A. hypochondriacus (см. Методы) нами была установлена аналогичная последовательность SQS-гена вместе с 5'-прилегающим протяженным районом. Степень ее гомологии с предыдущей по аминокислотной последовательности составляет 98%. Для анализа полиморфизма SQS-гена у различных видов амаранта, нами были разработаны специфические праймеры к промоторному (~0.5 тпн от ATG-кодона) и кодирующему районам. Для частичного анализа последнего был выбран участок между экзонами 5 и 9, содержащий три важнейших функциональных домена (рис. 1).

Промоторный район

С использованием специфических праймеров sqsf2/sqsr3 к промоторному району SQS-гена у всех проанализированных образцов амаранта был обнаружен ПЦР-фрагмент длиной примерно 600 пн (результат не представлен). Секвенирование выделенных ПЦР-продуктов показало, что полиморфизм в данном районе гена ограничен двумя основными структурными вариантами, обозначенными как: С-гаплотип (или cruentus-подобный) и P-гаплотип (преобладающий тип). Уровень гомологии между ними составляет 92%. Внутри каждого типа полиморфизм незначительный и как правило не превышает 1%. С-тип распространен в ограниченном числе видов, главным образом среди культурных образцов зернового направления: A. cruentus, A. hypochondriacus, A. leucospermus L., A. edulis L. (син. сaudatus). Р-гаплотип является наиболее распространенным и встречается как среди образцов зерновых видов: A. сaudatus, A. cruentus (часть образцов) и др., у представителей овощного направления: A. lividus, A. tricolor, а также у дикорастущих видов: A. hybridus, A. powellis, A. nobilis, A. spinosus (табл. 1).

Сравнение первичной структуры С- и Р-типов промотора SQS-гена выявило наряду с предполагаемыми консервативными сайтами, такими как: ТАТА-бокс, G-бокс и GATA-мотив (чувствительность к свету), GCN4-бокс (экспрессия в эндосперме), также и ряд сайтов, варьирующих по структуре между этими типами и связанных с действием гормонов: этилена, цитокинина и гиббериллина (рис. 2). Данные варьирующие сайты относятся к потенциальным цис-регуляторным элементам, способным обусловливать межвидовые различия в уровне транскрипции SQS-гена в зависимости от ткани и стадии развития растения.

Выявленные структурные особенности С- и Р‑гаплотипов промоторного района позволили разработать специфические праймеры для их маркирования и быстрого ПЦР-скрининга образцов амаранта (см. Методы). Комбинации праймеров, несущих SNP на 3'-концах ограничивают один и тот же участок промоторного района длиной около 180 пн (рис. 2). Обе комбинации были успешно апробированы на всей выборке образцов, что подтвердило предыдущие данные секвенирования (на рис. 3 представлен результат для восьми образцов).

Рис. 3.

ПЦР с праймерами sqspf1/sqspr1 (a) и sqscf1/sqscr1 (б). 13 – образцы A. cruentus 11008, 11011, 11019; 45A. hypochondriacus 11022, 11010; 6A. caudatus 11001; 7A. edulis 11072; 8A. leucospermus 11058. Внизу указан тип промотора.

Кодирующий район

Для анализа первичной структуры кодирующего района SQS-гена, расположенного между экзонами 5–9 (см. Методы) были взяты два образца амаранта: A. cruentus (Acс № 11019) и A. hypochondriacus (Acс № 11010), имеющие P- и C-гаплотипы промоторного района соответственно. Сравнение полученных нуклеотидных последовательностей с известными последовательностями A. cruentus (С‑гаплотип; AB691229) и A. hypochondriacus (P‑гаплотип; id40120) показало, что последовательности одного типа, но относящиеся к различным видам, имеют высокую гомологию – 99.7%, тогда как последовательности разных типов одного и того же вида характеризуются меньшей степенью гомологии – 96.1%. Почти все различия находятся в составе интронов; при этом преобладают SNP (рис. 4). Самые крупные делеции выявлены в 5-м и 7-м интронах (8 и 12 пн соответственно). Кодирующие последовательности у проанализированных С- и P-вариантов SQS-гена содержат шесть синонимичных замен и две несинонимичные; при этом последние не затрагивают консервативные функциональные домены II–IV (рис. 4).

Рис. 4.

Сравнение нуклеотидных последовательностей части кодирующего района SQS-гена A. cruentus (sqs11019) и A. hypochondriacus (sqs11010). Экзоны 5–9 выделены серым фоном. Соответствующие экзонам аминокислотные последовательности даны под нуклеотидными. Основные функциональные домены II–IV выделены серым фоном. Подчеркнуты кодоны, в которых произошли замены. Прямым шрифтом обозначены кодоны с синонимичными заменами, курсивом – с несинонимичными (соответствующая замена аминокислоты указана сверху).

ОБСУЖДЕНИЕ

Амарант является богатым источником многих ценных питательных веществ, в том числе сквалена [4]. Важную роль в регуляции биосинтеза этого вещества выполняет ген сквален-синтазы, который был достаточно подробно изучен у целого ряда растительных объектов [8, 1116]. Недавно у амаранта A. cruentus была проанализирована структура SQS-гена и его экспрессия в различных тканях [10]. C помощью BLAST-поиска нами была установлена другая последовательность этого гена в составе референсного генома A. hypochondriacus [17, 18]. Эти последовательности оказались высокогомологичными в пределах всего кодирующего района, включающего 13 экзонов (рис. 1). Однако достаточно протяженная структура промоторного района была известна только у последнего вида. Поэтому мы поставили цель – изучить полиморфизм SQS-гена у различных видов амаранта, уделяя особое внимание промотору, как основному регуляторному району, от которого может зависеть уровень экспрессии данного гена. В качестве материала была использована коллекция образцов, большая часть которых была предоставлена ВИР. На протяжении ряда лет эту коллекцию размножали на опытных полях ИЦиГ СО РАН самоопылением, чтобы исключить перекрестную гибридизацию, характерную для амаранта [1].

Вначале, с использованием разработанных праймеров нами было проведено выделение из геномной ДНК образцов и последующее секвенирование фрагментов ДНК в пределах ~0.5 тпн выше старта трансляции SQS-гена (рис. 1). Выявленный полиморфизм этого района был ограничен двумя основными вариантами, или гаплотипами, которые были обозначены как C и P (рис. 2). Последний тип преобладает среди образцов амаранта различного происхождения (как культурных, так и дикорастущих), тогда как C-гаплотип встречается, главным образом, у группы видов зернового амаранта: A. hypochondriacus, A. cruentus, A edulis, A. leucospermus (табл. 1). При этом Р-гаплотип у этих видов также присутствует (у местных дикорастущих форм). Следует отметить, что два последних вида близки к A. caudatus и иногда рассматриваются как его подвиды (http://www.theplantlist.org/tpl1.1/record/kew-2632762).

Исследованные образцы собственно вида A. caudatus представлены либо P-гаплотипом, либо его слабо модифицированной формой Pm, отличающейся вставкой ТАА-тринуклеотида в промоторном районе. На основании ранее проведенной оценки филогении рода [2, 19] виды A. hypochondriacus и A. cruentus, с одной стороны, и A. сaudatus, с другой, имеют разное происхождение и различающиеся первичные ареалы распространения (Центральная и Южная Америка соответственно). Следовательно можно предположить, что С-гаплотип впервые появился до расхождения обеих географических групп зернового амаранта. В этой связи интересен факт отсутствия переходных структурных вариантов между P-типом, как более древним, и типом С, при наличии большого количества независимых мутаций в промоторном районе (рис. 2). Возникает вопрос: имели ли эти мутации какое-либо селективное значение? На связь с процессом доместикации указывает установленный нами факт тесного сцепления С-гаплотипа с желтой окраской зерна (табл. 1). Только два образца являются исключением: у первого (11059) желтая окраска связана с P-гаплотипом, у второго (11052) наблюдалось сочетание черной окраски с типом С. Как известно, пригодное в пищу зерно амаранта имеет светлую (желтую, белую или розовую, как у A. caudatus) окраску, тогда как зерно черного или темно-коричневого цвета не имеет пищевой ценности из-за высокой концентрации токсинов (http://www.echonet.org).

Наряду с этим наличие изменений в потенциальных регуляторных сайтах, связанных с чувствительностью к ряду гормонов, таких как цитокинин, этилен, гиббериллин (рис. 2), указывает на то, что эти изменения в совокупности могли привести к существенной вариации уровня экспрессии гена и соответствующей вариации содержания конечного продукта – сквалена, в зерновой ткани амаранта. Ранее было установлено, что культурные формы зернового амаранта имеют повышенное содержание сквалена относительно дикорастущих форм. Так например у образца 11010 A. hypochondriacus, из которого в ИЦиГ СО РАН был получен сорт “Янтарь”, содержание сквалена достигает 9.7%, что примерно в два раза превышает среднее содержание этого вещества у амаранта [1, 7]. Связано ли это превышение с С‑гаплотипом промотора SQS-гена, и каков механизм регуляции его экспрессии – покажут дальнейшие исследования. Практический аспект работы заключается в разработке молекулярных маркеров для быстрой и эффективной селекции образцов амаранта, несущих различные гаплотипы SQS-гена (рис. 3).

Кодирующая часть SQS-гена включает пять функциональных доменов, структура которых консервативна у разных групп растений [10]. Наибольшая степень консерватизма характерна для доменов II, III и IV, которые, как предполагают, формируют активный центр белка и играют ключевую роль в реакции, катализируемой сквален-синтазой [16]. Поэтому для оценки полиморфизма мы выбрали район длиной около 1.5 тпн, включающий указанные домены (рис. 1). Анализ его первичной структуры у образцов видов A. cruentus (11019) и A. hypochondriacus (11010), имеющих альтернативные типы промотора, показал низкий уровень полиморфизма, за исключением интронов, в которых был обнаружен ряд SNP и две делеции (рис. 4). Изменения в составе экзонов включают восемь замен, из которых только два относятся к несинонимичным, но эти замены находятся за пределами основных фунциональных доменов II–IV.

Таким образом, анализ полиморфизма SQS-гена у культурных и дикорастущих форм амаранта выявил поддержание консервативной структуры кодирующей части, отвечающей за функции белка при наличии выраженных изменений в промоторном районе гена (С-гаплотип), которые могли иметь селективное значение при отборе форм зернового амаранта с высокими питательными качествами зерна, в частности с повышенной концентрацией сквалена. Планируемый анализ экспрессии SQS-гена и содержания сквалена в зерне у образцов амаранта с различными типами промотора позволит выявить связь между структурой промотора, уровнем экспрессии гена и концентрацией сквалена.

Авторы выражают благодарность Н.Б. Железновой за любезно предоставленные семена амаранта.

Работа финансировалась за счет проекта Минобрнауки РФ № 0324-2019-0039.

Список литературы

  1. Железнов А.В., Железнова Н.Б., Бурмакина Н.В., Юдина Р.С. Амарант: научные основы интродукции. М.: Академ. изд-во “Гео”, 2009. 235 с.

  2. Stetter M.G., Schmid K.J. Phylogenetic relationships and genome size evolution within the genus Amaranthus indicate the ancestors of an ancient crop // Mol. Phylogenet. and Evol. 2017. V. 109. P. 80–92. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2016.12.029

  3. Магомедов И.М., Чиркова Т.В. Амарант – прошлое, настоящее и будущее // Усп. современ. естествознания (сер. Биол. науки). 2015. № 1. С. 1108–1113.

  4. Venskutonis P.R., Kraujalis P. Nutritional components of amaranth seeds and vegetables: a review on composition, properties, and uses // Comprehensive Rev. in Food Sci. and Food Safety. 2013. V. 12. P. 381–412. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12021

  5. Huang Z.R., Lin Y.K., Fang J.Y. Biological and pharmacological activities of squalene and related compounds: Potential uses in cosmetic dermatology // Molecules. 2009. V. 14. P. 540–554. https://doi.org/10.3390/molecules14010540

  6. Caselato-Sousa V.M., Amaya-Farf’an J. State of knowledge on amaranth grain: a comprehensive review // J. of Food Sci. 2012. V. 77. № 4. P. 93–104. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2012.02645.x

  7. He H.P., Cai Y.Z., Sun M., Corke H. Extraction and purification of squalene from Amaranthus grain // J. Agric. Food Chem. 2002. V. 50. P. 368–372. https://doi.org/10.1021/jf010918p

  8. Nakashima T., Inoue T., Oka A. et al. Cloning, expression, and characterization of cDNAs encoding Arabidopsis thaliana squalene synthase // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1995. V. 92(6). P. 2328–2332. https://doi.org/10.1073/pnas.92.6.2328

  9. Zurer P. Biosynthesis of squalene // Chem. Engineering News. 1997. V. 75(1). P. 6–7. https://doi.org/10.1021/cen-v075n001.p006

  10. Park Y.-J., Nemoto K., Minami M., Matsushima K. Molecular cloning, expression and characterization of a squalene synthase gene from grain amaranth (Amaranthus cruentus L.) // JARQ. 2016. V. 50(4). P. 307–317. https://doi.org/10.6090/jarq.50.307

  11. Hata S., Sanmiya K., Kouchi H. et al. cDNA cloning of squalene synthase genes from mono- and dicotyledonous plants, and expression of the gene in rice // Plant and Cell Physiol. 1997. V. 38(12). P. 1409–14013. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a029137

  12. Devarenne T.P., Shin D.H., Back K. et al. Molecular characterization of tobacco squalene synthase and regulation in response to fungal elicitor // Arch. Biochem. Biophysics. 1998. V. 349(2). P. 205–215. https://doi.org/10.1006/abbi.1997.0463

  13. Akamine S., Nakamori K., Chechetka S.A. et al. cDNA cloning, mRNA expression, and mutational analysis of the squalene synthase gene of Lotus japonicas // Biochimica and Biophysica Acta. 2003. V. 1626. P. 97–101. https://doi.org/10.1016/S0167-4781(03)00042-3

  14. Huang Z., Jiang K., Pi Y. et al. Molecular cloning and characterization of the yew gene encoding squalene synthase from Taxus cuspidate // J. Biochem. Mol. Biol. 2007. V. 40. P. 625–635. https://doi.org/10.5483/BMBRep.2007.40.5.625

  15. Uchida H., Yamashita H., Kajikawa M. et al. Cloning and characterization of a squalene synthase gene from a petroleum plant, Euphorbia tirucalli L. // Planta. 2009. V. 229. P. 1243–1252. https://doi.org/10.1007/s00425-009-0906-6

  16. Kim T.D., Han J.-E., Huh G.H. et al. Expression and functional characterization of three squalene synthase genes associated with saponin biosynthesis in Panax ginseng // Plant Cell Physiol. 2011. V. 52. P. 125–137. https://doi.org/10.1093/pcp/pcq179

  17. Clouse J.W., Adhikary D., Page J.T. et al. The amaranth genome: genome, transcriptome, and physical map assembly // Plant Genome. 2016. V. 9(1). P. 1–14. https://doi.org/10.3835/plantgenome2015.07.0062

  18. Lightfoot D.J., Jarvis D.E., Ramaraj T. et al. Single-molecule sequencing and Hi-C-based proximity-guided assembly of amaranth (Amaranthus hypochondriacus) chromosomes provide insights into genome evolution // BMC Biol. 2017. V. 15:74. P. 1–15. https://doi.org/10.1186/s12915-017-0412-4

  19. Wu X., Blair M.W. Diversity in grain amaranths and relatives distinguished by genotyping by sequencing (GBS) // Frontiers in Plant Sci. 2017. V. 8. P. 1–12. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01960

Дополнительные материалы отсутствуют.