Анализ генетической системы гороха (Pisum sativum L.), контролирующей развитие арбускулярной микоризы и азотфиксирующего симбиоза

Анализ генетической системы гороха (Pisum sativum L.), контролирующей развитие арбускулярной микоризы и азотфиксирующего симбиоза

Автор: Неманкин, Тимофей Александрович

Шифр специальности: 03.02.03

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2011

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 134 с. ил.

Артикул: 5377585

Автор: Неманкин, Тимофей Александрович

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Генетический контроль развития арбускулярной микоризы и бобоворизобиалыюго симбиоза у гороха посевного обзор литературы.
1.1. Мутуалистичсские эндосимбиозы, образуемые бобовыми растениями
1.2. Основные этапы развития арбускулярной микоризы и бобоворкзобиального симбиоза у гороха посевного.
1.2.1. Пресимбиотические взаимодействия партнеров.
1.2.2. Проникновение и распространение микросимбионтов в корне растения
1.2.3. Формирование внутриклеточных симбиотических компартментов
1.2.4. Завершение симбиотических взаимодействий, размножение эидосимбионгов и
их выход в окружающую среду.
1.3. Генетическая программа гороха посевного, контролирующая развитие арбускулярной микоризы и бобоворнзобиального симбиоза
.1. Симбиотические гены гороха посевного
.1.1. Пресимбиотические взаимодействия симбионтов.
1.3.1.1.1. Сигнальные молекулы растения и активация ответа микросимбионтов .
1.3.1.1.2. Восприятие сигнальных молекул мнкросимбионтов растением
1.3.1 Передача сигнала от сигнальных молекул микросимбионтов
1.3.1.2. Проникновение и распространение мнкросимбионтов в корне растения .1.3 Органогенез клубенька кортикальная программа развития БРС.
1.3.1.4. Поздние стадии развития симбиозов
1.3.2. Клонирование симбиотических генов гороха посевного.
1.4. Заключение к обзору литерату ры
ГЛАВА 2. Материалы и методы.
2.1. Симбиотические мутанты гороха, использованные в работе.
2.2. Сравнительный анализ развития АМ симбиоза у различных линий гороха
2.2.1. Растительный материал.
2.2.2. Условия выращивания растений
2.2.3. Инокуляционная система с растеннемняпей
2.2.4. Оценка развития арбускулярной микоризы
2.2.5. Статистическая обработка результатов
2.3. Генстическое картирование симбиотических генов гороха посевного.
2.3.1. Растительный материал и использованные для инокуляции клубеньковые бактерии.
2.3.2. Условия вегетации растений и инокуляционные эксперименты
2.3.3. Гнбридолотческий анализ и генетическое картирование.
2.3.4. Выделение ДНК из растительного материала
2.3.5. Проведение полимеразной цепной реакции ПЦР
2.3.6. Секвсиированис фрагментов ДНК.
2.3.7. Рестрикционный анализ.
2.4. Секвеиирование кДНК гена РгЕТО.
2.5. Анализ экспрессии генов гороха посевного в клубеньках симбиотических мутантов по генам Рут и Р5ут
2.5.1. Растительный материал.
2.5.2. Условия вегетации растений и инокуляция клубеньковыми бактериями
2.5.3. Отбор материала для анализа.
2.5.4. Световая микроскопия
2.5.5. Количественная ПЦР в режиме реального времени.
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение.
3.1. Роль гена Рзут в регуляции разв1гтия арбускулярной микоризы и его взаимодействие с другими регуляторными генами гороха посевного.
3.1.1. Характеристика новой независимо полученной мутантной аллели гена гороха РБут линия 8СЕРпб в отношении развития АМ.
3.1.1.1. Образование апрессориев.
3.1.1.2. Интенсивность микоризации корня.
3.1 Развитие арбускул и динамика их численности.
3.1.2. Взаимодействие симбиотических генов гороха РзБутЗЗ и РБхупЫО в ходе развития АМ симбиоза.
3.1.2.1. Образование апрессориев.
3.1.2.2. Интенсивность микоризации корня.
3.1.2.3. Развитие арбускул и динамика их численности.
3.1.2.4. Заключение к разделу 3.1.
3.1.3. Заключение к разделу 3.1.
3.2. Генетическое картирование симбиотических генов гороха с целью их последующего клонирования
3.2.1. Создание системы молекулярных маркеров для генетического картирования генов гороха.
3.2.2.1. Генетическое картирование гена Рз5ут с помощью молекулярных маркеров.
3.2.2.2. Генетическое картирование гена Р5ут с помощью молекулярных
маркеров.
3 Заключение к разделу 3.2.
3.3. Г ей РББут возможный гомолог гена I.
3.3.1. Сходства и различия в развитии БРС и АМ у мутантов гороха посевного по гену Еуи и у мутанта люцерны слабоуссчениой по гену ЛЕЕ2.
3.3.2. Поиск мутации в генегомологе гена у мутантов гороха посевного 8СЕПх1 Рут и 8СЕПх6 нут
3.3.3. Заключение к разделу 3.
3.4. Изучение роли генов гороха Рьут и Р5ут в регуляции экспрессии других генов, вовлеченных во взаимодействие с микроорганизмами, в азотфиксирующих клубеньках.
3.4.1. Экспрессия генов гороха, вовлеченных во взаимодействие с микроорганизмами, в клубеньках растений, мутантных но гену Рз5ум.
3.4.1.1. Экспрессия симбиотических генов гороха в клубеньках мутантных линий 8СЕПх1 Л5ул,8СЕГ1х6 РутЩ.
3.4.1.2. Экспрессия нодулинов в клубеньках мутантных линий гороха 8СЕГй
Р5зут и 8СЕЕ1х6 Рззут
3.4 Экспрессия генов РзСай РзРа1 и РвРК1 в клубеньках мутантных линий гороха 8СЕЕ1х1 Рут и 8СЕПх6 Рут
3.4.2. Экспрессия генов гороха, вовлеченных во взаимодействие с микроорганизмами, в клубеньках растений, мутантных по гену Рюут
3.4.2.1. Экспрессия симбиотических генов гороха в клубеньках мутантной линии гороха К1Е1хУ Р5ут.
3.4.2.2. Экспрессия нодулинов в клубеньках мутантной линии гороха гороха ЮзПхУ Р5хут
3.4.2.3. Экспрессия генов Р5Са7, РхРа1 и РхРК1 в клубеньках мутантной линии
гороха ИЬНхУ Рхзут.
3 Заключение к разделу 3.4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
арбускулярная микориза
БРС бобоворизобиальный симбиоз
АПП аппарат, предшествующий проникновению
ИН инфекционная нить
ПАМ исриарбускулярная мембрана
ПБМ перибактероидпая мембрана
ранние нодулины, от англ. i
произвольно амшшфицируемая полиморфная ДНК, от англ. ii i
полиморфизм длин рестрикционных фрагментов, от англ. ii i
полиморфизм длин амплифицированных фрагментов, от англ. ii i
повторы простых последовательностей, от англ. i
расщепленные амплифицированные полиморфные последовательности, от англ.
v ii i
обмин оборотов в минуту
участки экспрессирующихся последовательностей, от англ. x ДПИ дни после инокуляции ЭДТА этилендиаминтетраацетат
Первые буквы в названии генов и их белковых продуктов обозначают название вида растения
i iv .
i
i . .
ВВЕДЕНИЕ


Бобоворизобиальный симбиоз БРС является более специфичным и образуется растениями семейства Бобовые при взаимодействии с клубеньковыми бактериями родов ii, ii, ii, ii, iii, объединяемых под общим названием ризобии. При этом на корнях растений развиваются специализированные структуры клубеньки, предоставляющие бактериям условия для фиксации атмосферного азота , i . Образующие клубеньки растения получают возможность заселения субстратов, не содержащих связанного азота, а осуществление процесса фиксации определяет значительную роль БРС в круговороте азота в природе V, . Интерес исследователей, направленный на изучение данных типов растительномикробных взаимодействий, объясняется рядом причин. Вопервых, растительномикробные системы растение грибы клубеньковые бактерии способствуют поддержанию естественного плодородия почв и биологического разнообразия экосистем, а применение микробных препаратов микробиологических удобрений на основе этих микроорганизмов позволяет снизить затраты на агрохимикаты и уменьшить хемогенную нагрузку на окружающую среду, что соответствует принципам адаптивного земледелия . V, i . Кожемяков, Чеботарь, . Одним из основных направлений исследования эндосимбиотических
взаимоотношений является изучение молекулярногенетического контроля этих процессов. Детальное изучение генетической системы растений, определяющей развитие эндосимбиозов, позволит понять молекулярногенетические механизмы взаимодействий бобовых растений с 1рибами и клубеньковыми бактериями, а также разработать научные подходы к управлению их эффективностью. В ходе многолетних исследований было выяснено, что в процесс генетической регуляции развития и функционирования и БРС со стороны растения вовлечено несколько общих компонентов. Основным подходом в изучении данного процесса является использование экспериментального мутагенеза. Наибольшие успехи были достигнуты при идентификации симбиотических генов гороха посевного i iv В настоящее время известно более симбиотических генов гороха, получено более 0 независимых мутантов Борисов и др. Однако, нуклеотидная последовательность большинства симбиотических генов гороха все еще неизвестна. Одним из перспективных способов установления нуклеотидной последовательности генов, идентифицированных с помощью мутагенеза, является их точная локализация на генетической карте и последующее позиционное или функциональное клонирование. Главной целью диссертационной работы являлся анализ роли компонентов генетической системы гороха i iv . Создание системы межвидовых молекулярных маркеров для генетического картирования и последующего клонирования симбиотических генов гороха
5. Локализация симбиотических генов Рут и Р5зут на генетической карте гороха для их последующего позиционного клонирования. ГЛАВА 1. Генетический контроль развития арбускулярной микоризы и бобоворизобиальиого симбиоза у гороха посевного обзор литературы. Мутуалистические эидосимбнозы, образуемые бобовыми растениями. Для грибов отдела симбиоз является облигатным вне растения они не могут закончить жизненный цикл и существуют в виде покоящихся спор. Редкие случаи прорастания спор в отсутствии растенияхозяина заканчиваются непродолжительным ростом гифы i, , . Для растений, использующих главным образом как источник фосфатов, симбиоз является, как правило, экологически облигатным i, , , то есть необязательным для прохождения онтогенеза, но необходимым для выживания в типичных для данного растения экологических условиях. Он наиболее важен для деревянистых и кустарниковых форм, а также для растений со слаборазвитыми корневыми волосками и низкой поглотительной способностью корней Каратыгин, iii, i, . Разнообразие грибов ограничивается 6ю родами, включающими около 0 видов iv . Впервые два структурных типа эндосимбиоза, формируемого грибами с наземными растениями, были описаны еще в году , , цит. Первый, так называемый тип рис. Второй, называемый iтип рис. Арбускулы в данном типе симбиоза выросты внутриклеточных спиралей. Они относительно немногочисленны или же совсем отсутствуют.

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: 0.191, запросов: 165