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Fundam.appl.Nemawl.,1992,15Cl),35-41.
DNAhybridizationprobesforstudying
theaffinities ofthreeMeloidogynepopulationsVancouver,B.C.,CanadaV5A1S6.
Acceptedforpublication19January1991.
Summary- AdirectanalysisofthegenorypeofMeloidogynespp.wasdoneusingDNArestrictionfragmentlengthpolymor
phisms plasmid.RandomlyclonedAnalysis
thethreepopulationsrangefrom2.1 ago. directe restriction. fragments d'ADNclonésauhasardsontmarquésaup J2 populationsappartenantàL'analysedesbandesmises
fragments populations surlabasedesdonnèestirèesde d'unancêtrecommunily a 2à4millionsd'années.TheadvancesinrecombinantDNAtechnologynow
al., 1988)Globodera(Burrows&Perry,1988)andBur
saphelenchus(Websterelal.,1990).TheDNAhybridizationprobestonematodetotal
genomicDNAprovideatooltorevealtheRFLP'sand
al.,1986)orRFLP'sofmitochondrialDNA(Powers&
inggenomicDNAandtheaffinitiesofMeloidogyne
neticaffinities betweenthesespecies.Materialsandmethods
CULTUREANDEXTRACTIONOFNEMATODES
McClure)andM.arenanarace1andM.javanica
greenhouseonpottedtomato byDr.B.A.Ebsary. 63ings ona25llm-poresieve,resuspendedin0.1MNaCI and0.05M K 2 P0 4 (pH6.0)buffer(Brenner,1974)and storedinliquidnitrogenuntilneeded.
DNAISOLATION
Onemlofeggsfromeachspecieswerefrozenin
gestedwith6ml of1.0%proteinaseK.TheDNAwas extractedbythephenol-chloroforrn method(CurranelEDTA(1XTE)buffer.RNAwasdigestedbythe
addition of100DNase-freeRNasesolutiontoa finalconcentration of10andincubatedatroom theaddition of8 Mammoniumacetatetoafinal concentration of2M,andthen2volumesof95%PROBEISOLATIONANDLABELLING
thefollowing manner.OneoftheDNAofM. andligatedinto0.2 ofXbalcutplasmidpVZ1DNA.CloningSystems)
thatcontainsanextendedpolylinker segmentinsertedintotheEcoRIsite (Henikoff& FredHutchinsonCancerResearchCenter,Seattle,
21\8 15 .12 g f u.
01234567891011121314151617181920
SizoofClonodDNA(kb)
Meloidogyneincognitarace
#3.TheDNAofM.incognita race3wasdigestedwithXba1andligatedintaXbA1cut
ctedbythealkalinelysismini-preparation.The94plasmids
determined. 36intacompetentE.coliJM83,andselectedonNZY
Iyl-D-galactopyranoside,160
!J.g/mlisopropyl-D-thioga lactopyranoside and100!J.g/mlampicillin.Thebacteria containingplasmidswith nematodeDNAfragments, wereisolated andplasmidDNAwasextractedbythe alkalineIysis mini-preparationmethod(Maniatiselal., electrophoresis andthesizeofeachinsertdeterrnined (Fig. randomlytouseasprobes.Theseplasmids,each0.3-0.5
DNA,wereradiolabelledwith(a_
32p)dATP translation(Rigby elal.,1977).Theselabelledprobes (6x 10 5 cpmpermlhybridizationsolution)wereboiled for
15min,putonicefor5minandthenaddedtothe
prehybridizedfilterforhybridization.SOUTHERNBLOTANDHYBRIDIZATION
TotalDNA,includinggenomicDNAandmitochon
Eco recommendations.DigestedDNAwasfractionatedin
0.7 bluedyefronthadmoved18cm.TheDNAonthegel wasnickedin0.25NHCIfor15min,denaturedin0.5N
1 MNaOAC!0.02MNaOHfor60minandtransferred
to0.45 poresizeBioTraceNTnitrocellulosefilter baked undervacuumfor2.5hat80oc. 5 XSSPE(1XSSPEis180mMNaCI,10mM
NaH 2 P0 4 .H 20and1mMEDTA(pH7.4)),0.3%SDS
(sodiumdodecylsulfate)and5 XDenhardtssolution were incubatedat68oCfor24handwashedfourtimes in0.2XSSPE,0.2%SDSat65oCfor1h.Theabove
minimizefalsehybridization.Thewashedfilterswereair
dried, andautoradiographedat-70oCwithKodakX-OmatARP-Kx-rayfilmwithapairofCronexin
tensifyingscreens.Results
TheclonedXbalDNAfragmentsofM.incognita
hybridizationare showninTable1.Fundam.appl.NemalOl.
genomicONA inkilobases(kb). gyne bandsarefrom0.16ta24.0kb.ThemostnotableEcoRI(Fig.5).
genomicONAfromeachofthenematodespecies wasdigested withEco RI,fractionated in0.7%agarosegelandtransferred 5 in race3;A,M.arenariarace1;J,M.javanica. JA .c.24 Il ,(,4.9 .c.3.5 .(,2.7 .c.1.6 1- -elProbeSizeProbeSize
Name inKbNameinKb pMi12.40pMi174.30
pMi21.20pMi181.91
pMi30.50pMi192.50 pMi41.43pMi2015.00
pMi51.70pMi212.35
pMi63.41pMi2212.00
pMi72.00pMi232.14 pMi88.82pMi245.55 pMi96.50pMi251.50 pMi105.10pMi261.35 pMiII14.50pMi272.20 pMi121.59pMi282.65
pMi1313.50pMi2913.00
pMi143.61pMi302.70
pMi153.10pMi311.15
pMi169.35pMi321.55 CIESMostoftheclonedM.incognitaDNAfragments
severalrestriction fragmentlengthpolymorphisms about3.3kb,andoneat2.7kbthatoccursinM. nicahasauniquebandat3.5kb.AutoradiographsofEcoRI-digestedtotalDNA
probedwithJ2plabelledDNAfromplasmidpMi10 (Fig.3A)andpMi3(Fig.3B)showdiscretespecies
32Vol.15,no1 -1992
37A B J A .c:.24 "-4.9 "-4.5 .(,2.0 JA1 <24 <14 <5.1 <2.0 andM.arenariaandprobepMi3detectsonlyM.incognitaunderhybridizationconditionsof5 XSSPE,0.3%SDSand5 X
J,M.javanica.
ingwith32plabelledprobes,wasusedtodeterminethe
relationshipbetween j\1eloidogynespecies. digestions ofM.incognita,M.arenariaandM.javanica wascalculatedusingtheformulaF=2Nxy/{N x +N) (Ney&Li,1979;Nei,1987);whereN,=numberof 38M. incognitaandM.javanicaitis0.52. Based ments,thenucleotide substitutionratebetweenspecies wascalculatedbythe formulad= -(2/r)lnG(Nei,
1987);whered=thenumberofnucleotidesubsti
gnized percleavagesiteandGisamaximumlikelihood estimate mula,F=c;J/(3- 2G).Theresuitsshowthattherate
Fundam.appl.NemalOl.
li> '"5 .c o a: :;;3 .c E :J Z 2M.Incognlta
•M.srensris oM./Bv.nlca nica is2.12±0.35,betweenM.arenariaandM. incognita itis3.49±0.42andbetweenM.incognitaandM.javanicaitis3.77±0.45.
to arithmeticmeansdiscussedinNei(1987).
9101112 13 14 15
Number01HybrldizedBands
arenaria divergedinrelativelyrecenttimes.DNAfragmentsisolated
fromonespecies ofMeloidogynehybridizedpartiallywitheach 30270
24I!IM.incognita
210M.arenaria
0M.javanica
18 15D u c: D 12 :J 9 u. 6 3 aa3 6 912 15 182124
51ze01HybrldlzedBands(kb)
mentsforthreeMeloidogynespecieswith32probes.Total
EcoBioTrace
differentprobes underthehybridizationconditionsdescribed inthetext. species. bandsare around1to8kilobases.Vol.15,nO1 -1992
Discussionandconclusion
differentiatesbetweenthepopulations ofthreeMeloido gyne speciesandhelps identifytheirrelationships.Ofthe94randomlycloned
DNAfragments,themolecularsize
rangedfrom0.33to19.54kb andmost(76%)of thefactthatMeloidogynegenomecouIdbecutevery
1.5-6.5
kpwiththe6-baserestrictionenzymeXba tionenzymeEcoRI andhybridizedwiththeseprobes, ofmost range istheexpectedresult,givena 6basecuttershould be foundevery4 6 onaverage.Approximately69%ofthe usefuldifferencesinthe numberofrestrictionfrag ments.Nevertheless, ourresultsshowthatspecieswithin this probes. using lizingthe serepetitivebandsinatotalgenomicdigeston anagarosegelcanbeovercomebyusingprobesas shownbyCurranandWebster(1987).Inourdata,DNA
ThepMi10probehybridizedtoDNAfromtheM.
incognita andM.arenariapopulationsbutjustweaklyto probe large thiskind ofspeciesdifferentiation. 39J1.06M.arenaria
----'O"'.7'->6<---=t .L---'-1"'.8:=.2M.incognita three distance method(PUMA)fromtheestimatesofthepercent representsthe percentageofnucleotidedivergenceinbase substitutions. banding ofprobepMi9couldbeofthetypeassociated withrepetitiveDNA,suchastransposableelementsor
multiplegenefamilies.TherepetitiveregionofpMi9
variesbetweenspeciesand isapotentiallyusefulprobe forgenomicanalysis.Onotherhand,thepMi10and
pergenome. flectedintheirhostspecificity andgeographicaldis tribution,canbeidentifiedbyusing randomprobes.Analysis
ofrestrictionendonudeasegeneratedDNA ciesthere isconsiderabledifferenceingenotype.These and alsotodemonstratetaxonomierelationships.Among32randomlyseleeted
pMiprobestherewere30 probeswhichhybridizedtothreespecies ofMeloidogyne andshowedmore thanoneband.Underthehybridiza occurifthesequenceshaddivergedbymorethan about1982),Meloidogynespecies
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