Reporter Gene-Based Recombination Lines for Studies of Genome Stability

Abstract

Homologous recombination is a double-strand break repair mechanism operating in somatic cells and involved in meiotic crossovers in plants. It is responsible for the maintenance of genome stability and thus plays a crucial role in adaptation to stress. Recombination between homologous loci is believed to be regulated in part by epigenetic machinery such as methylation. Therefore, the recombination frequency at a specific locus can reflect the chromatin status.Several reporter gene-based recombination constructs have been developed to study HR frequencies in plants. Among them, the luciferase and beta-glucuronidase-based recombination reporter systems are the most widely used. Here, we explain how reporter gene recombination assays operate and in which applications they are used. We also present a conceptually new system for analysis of sequence-specific recombination frequency. These assays can be effectively used for analysis of locus-specific endogenous and stress-induced recombination frequencies.

Long term effects of Chernobyl contamination on DNA repair function and plant resistance to different biotic and abiotic stress factors

“…Various methods are available for screening mutation processes in somatic plant cells. These range from the analysis of chromosome aberration frequencies and analysis of micronuclei formation to more advanced techniques, such as measuring mutation frequencies in the repetitive DNA sequences termed "expanded simple tandem repeats" (ESTR) or using reporter genes in transgenic plants to follow mutations, homologous recombination rates and genome stability [80][81][82].…”

Genetic consequences of Chornobyl disaster: 35 years of study

“…Для скринінгу мутацій доступні різні методи, що вивчають процеси в соматичних рослинних клітинах. Вони варіюють від аналізу частоти аберацій хромосом та аналізу утворення мікроядер до більш передових методів, таких як вимірювання частоти мутацій у повто-рюваних послідовностях ДНК, використання репортерних генів у трансгенних рослинах для відстежування мутацій, гомологічних показників рекомбінації та стабільності геному [39]. Розрахунки, виконані на основі вивчення наслідків опромінення, показали, що ймовірність виявлення аберацій хромосом у 10 3 -10 4 разів вища, за ймовірність виявлення мутації окремого локусу, а оцінка мутаційного процесу за допомогою цитогенетичного аналізу дає результати, зіставні з результатами, отриманими методом електрофоретичного аналізу ізоферментів [40].…”