Cytogenetic mapping of BAC contigs assigned to barley chromosome 3H and comparative subchromosomal analysis within the genus Hordeum - [kumulative Dissertation]

Abstract

Die genetische Karte zeigt häufige Abweichungen der Marker-Positionen in Vergleich zur physikalischen Karte, besonders im Zentromerbereich. Um dieses Problem in der Gerste zu lösen, wurden 70 Einzelkopie-Sonden des Chromosoms 3H aus dem 5,5 cM langen Zentromerbereich abgeleitet und mittels Fluoreszenz in situ Hybridisierungkartiert. Die physikalische Länge des genetischen Zentromers vom mitotischen Metaphasenchromosom 3H der Gerste umfasst 58% des physischen Chromosoms. Die Analyse von posttranslationalenHiston H3-Modifikationen zeigt, dass die Rekombinationshäufigkeit mit einer bestimmten Chromatinstruktur korreliert. Mithilfe der Kartierung von chromosomenspezifischen Einzelkopie-Sonden auf verwandten Arten der kultivierten Gerste wurde eine hohe Ähnlichkeit zwischen den zu vier verschiedenen Subgenomen zugehörenden untersuchten Arten der Gattung Hordeum nachgewiesen. Die Unterschiede in Markerpositionen zwischen untersuchten Arten können entweder auf die konservierten, jedoch nicht kollinearen Gene im Tribus Triticeae zurückgeführt werden, oder auf subchromosomale Translokationen innerhalb Hordeum hinweisen.

Genetic maps often show different positions of molecular markers in comparison to physical maps, particularly in the centromere. To decipher the position and order of DNA sequences genetically mapped to the centromere of barley’s chromosome 3H, fluorescence in situhybridization was performed with 70 genomic single-copy probes derived from 65 fingerprinted BAC contigs genetically assigned to this region. The total physical distribution of the centromeric 5.5 cM bin of 3H comprises 58% of the chromosome length. The analysis of posttranslational histone H3 modifications makes clear that more than the half of the physical length of chromosome 3H is associated with reduced recombination. Comparative FISH mapping of chromosome-specific single copy probes in related species demonstrated a high degree of similarity at the chromosomal level among Hordeum species from different subgenome groups. Detected positional differences within Hordeum occurred either due toconserved, but non-collinear genes among Triticeae, or to small-scale chromosomal rearrangements.