Клонирование симбиотических генов гороха посевного (Pisum sativum L.) с использованием синтении геномов бобовых растений

Клонирование симбиотических генов гороха посевного (Pisum sativum L.) с использованием синтении геномов бобовых растений

Автор: Жуков, Владимир Александрович

Шифр специальности: 03.00.15

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2008

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 197 с. ил.

Артикул: 4134684

Автор: Жуков, Владимир Александрович

Стоимость: 250 руб.

Содержание
Введение
Глава 1. Генетический контроль развития бобоворизобиального симбиоза со стороны растения обзор литературы
1.1. Основные стадии развития бобоворизобиального симбиоза.
1.1.1. Взаимовыгодные симбиозы, образуемые бобовыми растениями
1.1.2. Специфичность азотфиксирующего симбиоза бобовых растений.
1.1.3. Инициация взаимодействия при АФС.
1.1.3.1. Молекулярный диалог между макро и микросимбионтом.
1.1.3.2. Ыобфактор, важнейшая сигнальная молекула АФС
1.1.3.3. Комплексность сигнальных систем АФС.
1.1.4. Ранние этапы взаимодействия при АФС.
1.1.4.1. Физиологические изменения в растении
1.1.4.2. Рост инфекционной нити эпидермальная программа развития.
1.1.4.3. Развитие клубенькового примордия кортикальная программа развития
1.1.5. Поздние стадии развития АФС
1.1.5.1 Э1 щоцитоз бактерий из ИН
1.1.5.2. Образование симбиосом
1.1.6. Заключение к разделу 1.1.
1.2. Идентификация ключевых генов, вовлеченных в развитие АФС.
1.2.1. Идентификация генов методами прямой и обратной генетики
1.2.2. Привлечение модельных бобовых растений для изучения развития АФС
1.2.3. Подходы, используемые для клонирования симбиотических генов модельных бобовых растений.
1.2.3.1. Клонирование гена ГуМл, выявленного путем транспозонового мутагенеза.
1.2.3.2. Позиционное клонирование симбиотических генов бобовых
1.2.3.3. Клонирование симбиотических генов на основании анализа их экспрессии.
1.2.4. Генетический контроль рецепции 1о1фактора со стороны растения.
1.2.4.1. Идентификация генов компонентов рецепторного комплекса у лядвенца японского
1.2.4.2. Идентификация рецепторов к Ыофактору у диплоидной люцерны и гороха посевного
1.2.5. Схема функционирования нуги сигнальной трансдукции при развитии симбиозов
1.2.6. Заключение к разделу 1.2.
1.3. Генетическос картирование у гороха посевного.
1.3.1. Теоретические аспекты генетического картирования
1.3.1.1. Составление карт хромосом
1.3.1.2. Построение генетических карт.
1.3.1.3. Построение физических карт.
1.3.1.4. Интеграция физических и генетических карт
1.3.2. Генетическое картирование с помощью ДНКмаркеров.
1.3.2.1. Преимущества использования молекулярных ДНКмаркеров.
1.3.2.2. Генспецифичные ДНКмарксры
1.3.3. Синтсния геномов бобовых растений
1.3.3.1. Сходство генетической организации геномов бобовых
1.3.3.2. Сравнительная генетика бобовых.
1.3.4. Клонирование генов гороха посевного, основанное на картировании
1.3.4.1. Картирование генов в геноме гороха посевного.
1.3.4.2. Клонирование генов гороха но гомологии с генами модельных бобовых
1.3.4.3. Клонирование генов гороха пугем выбора геновкандидатов в геноме модельных бобовых.
1.3.5. Заключение к разделу 1.3.
Глава 2. Материалы и методы.
2.1. Растительный материал
2.2. Клубеньковые бактерии ii i v. vii.
2.3. Условия вегетации растений и инокуляционные эксперименты.
2.4. Световая микроскопия .
2.5. Гибридологический анализ и генетическое картирование.
2.6. Выделение нуклеиновых кислот из растительного материала
2.6.1. Выделение ДНК с использованием буфера СТАВ.
2.6.2. Выделение ДНК путем щелочного лизиса.
2.6.3. Выделение РНК с использованием буфера 1.
2.7. ПЦР и рестрикционный анализ.
2.7.1. Полимеразная ценная реакция.
2.7.2. Рестрикционный анализ
2.7.3. ПЦР в реальном времени
2.8. Ссквсиированис фрагментов ДНК.
2.9. Компьютерная обработка полученных результатов.
Глава 3. Результаты и обсуждение.
3.1. Клонирование генов гороха, ответственных за рецепцию бактериального фактора, анализ первичной структуры, разработка молекулярных инструментов для сравнительного анализа и изучение их роли в бобоворнзобиальном симбиозе
3.1.1. Р.ч8ут кандидат на роль гена, кодирующего рецептор к Ыобфактору
3.1.2. Клонирование генов гороха, гомологичных гену Дг лядвенца японского.
3.1.3. Поиск мутаций в генах РбК1 и РбКЮ у линий Ря.чутЗТ и К
РБзутЗТ
3.1.3.1. Система праймеров для амплификации участков генов Р.чК1 и РзКЮ.
3.1.3.2.Первичные последовательности генов РэК1 и РбКЮ
3.1.3.3. Толковые замены в последовательюсти гена РзКЮ у мутантов но Р.чяут.
3.1.4. Анализ косегрегации РбК1, Р.чКЮ и мутантного фенотипа Рчут с помощью гснспсцифичных молекулярных маркеров.
3.1.4.1. Создание молекулярных маркеров, представляющих участки генов РяК1 и РбКЮ
3.1.4.2. Совместное наследование генов РзК1 и К и мутантного фенотипа Рззут
3.1.4.3. Попытка локализации РзК1 и РяЗутЗ 7 относительно маркеров, использованных для картирования Рз8ут2
3.1.5. Анализ экспрессии генов Рз8ут и РбК1.
3.1.5.1. Подбор генов сравнения для анализа экспрессии Ря3ут и РзК1.
3.1.5.2. Анализ уровня экспрессии генов Рз8ут и РзК1
3.1.6. Сравнительный анализ мутантов по гену Рззут и афганских разновидностей гороха посевного
3.1.6.1. Аллельные отношения между Рз8ут и Р.уул2
3.1.6.2. Анализ развития инфекции у мутантов по Рззут.
3.1.6.3. Анализ развития инфекции у афганских разновидностей гороха.
3.1.6.4. Штаммспсцифичиос проявление мутантной аллели Рззут и афганской аллели Рут2А.
3.1.7. Сскветгирование генов Рз8ут и РзК1 у европейских и афганских линий гороха.
3.1.7.1. Ссквснированис генов Рз8ут и РзК1 у линии .
3.1.7.2. Оценка способности к клубенькообразованию европейских и афганских линий
3.1.7.3. Секвенирование фрагментов генов Рз8ут и РбК1 у серии европейских и афганских линий
3.1.8. Секвенироиание гена у серии афганских и европейских генетических линий гороха.
3.1.9. Заключение к разделу 3.1.
3.2. Генетическое картирование симбиотических генов гороха посевного с целыо их последующего клонирования.
3.2.1. Картирование гена с помощью морфологических и молекулярных маркеров
3.2.2. Генетическая локализация симбиотических генов V группы сцепления.
3.2.2.1. Создание молекулярных маркеров, основанных на последовательностях экспрессирующихся генов гороха
3.2.2.2. Генетическое картирование симбиотических генов V группы сцепления с помощью i специфичных маркеров
3.2.2.3. Сопоставление карт V группы сцепления гороха и 7 хромосомы диплоидной люцерны.
3.2.3. Клонирование симбиотического гена гороха на основании результатов его точной генетической локализации.
3.2.3.1. Инссрциоппый мутант диплоидной люцерны
3.2.3.2. Геныкандидаты на роль гомолога у люцерны.
3.2.3.3. Секвсиирование гена гороха на основании гомологии с геном
диплоидной люцерны
3.2.4. Заключение к разделу 3.2.
Заключение
Выводы
Список литературы


Она носит также название двурецепторная модель восприятия фактора, и в соответствии с ней один из рецепторов растения рецептор узнавания, или ii , обладает высокой чувствительностью к фактора, но низкой специфичностью к его структуре, в то время как второй рецептор проникновения, или , имеет большую специфичность к структуре молекулы фактора, но, вероятно, воспринимает микромолярные его концентрации рис. Рисунок 2. Двурецепторная модель восприятия фактора из i . Недавно были описаны примеры клубенькообразования, индуцируемого штаммами ВгаАугЫгоЫит эр. Мобфактора и поэтому не экскретирующими его Сиаш е1 а. Африки и А. Северной Америки на месте разрывов коры корня, которые заселяются ризобиями. Клубеньки у . Для образования клубеньков у . Предполагается, что у . Первой регистрируемой реакцией бобовых растений на появление в ризосфере факторов микросимбионта является характерная деполяризация мембраны клетки корневого волоска . Через несколько минут после контакта клетки корневого волоска с факторами бактерий наблюдается характерное колебание концентрации ионов Са2 в районе клеточной цитоплазмы, расположенной в непосредственной близости от ядра, генерация так называемых кальциевых волн англ. Изменение концентрации внутриклеточного кальция, наблюдаемое у бобовых растений в ответ на присутствие факторов определенного микросимбионта, а также отсутствие данной реакции у небобовых растений, позволяет считать ее одной из ранних симбиотических реакций макросимбионта , i, . Колебания концентрации ионов Са2 с определенной частотой и амплитудой, возникающие при восприятии растением фактора, вызывают дифференциальную экспрессию определенных симбиотических генов и, в конечном итоге, приводят к формированию клубенька , i, . Интересен факт, что ионы Са2, также играют роль вторичного посредника мессенджера на начальном этапе развития арбускулярномикоризного симбиоза, однако амплитуда кальциевых волн в этом случае значительно ниже, а частота менее постоянна , i, . Частота и амплитуда кальциевых волн, воспринимаемые кальцийкальмодулинзависимой киназой см. АФС или i . В случае развития АФС упорядоченные колебания концентрации ионов Са2 индуцируют экзоцитоз материала клеточной стенки в районе кончика корневого волоска, а также вызывают перестройку цигоскелета разборку и сборку актиновых мнкрофиламентов, ведущую к переориентации направления роста корневого волоска и образованию характерного скручивания волоска рис. Эти деформации кончиков корневых волосков являются первым морфологически различимым ответом растения на появление в ризосфере факторов i . В экспериментах добавление очищенного фактора в ризосферу вызывает лишь набухания и деформации корневых волосков, в то время как характерные скручивания наблюдаются только в случае взаимодействия с бактериями или локального добавления фактора, и именно в точке приложения фактора i . Первичный ответ растения на присутствие факгора в ризосфере деформации корневых волосков обусловлен способностью рецептора узнавания распознавать нано и пикомолярные концентрации фактора. Прикрепление бактерий к корневому волоску, приводящее к локальному повышению концентрации фактора, позволяет рецептору проникновения осуществить более точное распознавание структуры фактора. В дальнейшем, в результате скручивания корневого волоска бактерии локализуются внутри сформированного кармана, где концентрация факгора повышается более чем в раз по сравнению с исходной, что, повидимому, является си талом для последующих процессов развития АФС , ii, . Дальнейшее развитие азотфиксирующих клубеньков можно подразделить на два процесса образование и развитие структур, позволяющих бактериям проникнуть в ткани корня растения, и развитие клубенькового примордия, который впоследствии будет заселен проникшими в корень бактериями i, i, . Эти процессы, называемые соответственно эпидермальной и кортикальной программами развития, находятся под контролем разных регуляторных генов, будучи, однако, четко скоррелированными между собой рис. Взаимосвязь программ развития и их относительная независимость друг от друга была предсказана на основании фенотипического анализа серии мутантов гороха, так как мутантные растения, дефектные по гену, контролирующему развитие одной программы, харакгеризуются остановкой развития второй программы на болсс поздней стадии v .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.290, запросов: 145