Выявление и функциональный анализ геномных и транскриптомных различий между сигом и омулем озера Байкал

• Автор: Быченко, Оксана Станиславовна
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений и биологических терминов
1. Введение
2. Обзор литературы «Сиговые как объект эволюционной биологии»
2.1. Фенотипическая пластичность сиговых
2.2. Выбор маркера для эволюционных исследований
2.3. Молекулярно-филогенетические исследования сиговых
2.4. Механизмы видообразования
2.5. Дифференциальная генная транскрипция между близкородственными популяциями сиговых
2.6. Генетические основы фенотипической изменчивости
2.7. Заключение
3. Материалы и методы
3.1. Матер налы
3.2. Методы
4. Результаты и обсуждение
4.1. Поиск генетических различий между байкальскими сигом и омулем методом вычитающей гибридизации
4.1.1. Основные принципы метода вычитающей гибридизации
4.1.2. Оптимизированный метод вычитающей гибридизации
4.1.3. Приготовление трейсера и драйвера
4.1.4. Проведение вычитающей гибридизации
4.1.5. Конструирование и анализ ранжированных библиотек дифференциальных фрагментов и определение их первичной структуры
4.1.6. Анализ фрагментов, найденных как дифференциальные в ВГ
4.2. Поиск различий в генной транскрипции в мозге у байкальских сиговых74
4.2.1. Серийный анализ генной экспрессии
(Serial Analysis of Gene Expression, SAGE)
4.2.2. Сравнительный анализ транскриптома мозга сига и омуля
4.2.3. Поиск мРНК, соответствующих количественно различающимся тагам в библиотеках сига и омуля
4.2.4. Дифференциальная транскрипция генов
в мозге байкальских сига и омуля
4.2.5. Анализ генов, найденных как дифференциально транскрибирующиеся у байкальских омуля и сига
4.2.6. Дифференциальная транскрипция Тс1-подобного ДНК транспозона ОТ8за4 семейства в мозге байкальских сиговых
5. Выводы
6. Список цитируемой литературы
7. Приложения
Благодарности

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ
мРНК - матричная РНК; рРНК - рибосомальная РНК; мтДНК — митохондриальная ДНК; ПДРФ - полиморфизм длин рестриктных фрагментов (RFLP - restriction fragment length polymorphism); и.о. - пары оснований; т. п. о. — тысяча пар оснований; ПААГ -полиакриламидный гель; SNPs - single nucleotide polymorphisms (полиморфизмы единичных нуклеотидов); ITS - internai transcribed spacer (внутренний транскрибируемый спейсер); ЛКП - локусы количественных признаков (QTL - quantitative trait loci); ПЦР -полимеразная цепная реакция; Real-time PCR - ПЦР в режиме реального времени; ВГ — вычитающая гибридизация; ОТ-ПЦР — ПЦР с обратной транскрипцией; SAGE - Serial Analysis of Gene Expression (серийный анализ генной экспрессии).
Космополитный вид - широко распространенный вид.
Монофилетическое происхождение - происхождение таксона от одного и того же предкового таксона в процессе эволюции.
Морфоформы - формы, различающиеся по морфологии.
Пелагиаль (от греч. pélagos — море) - толща воды озёр, морей и океанов как среда обитания пелагических организмов.
Планктофаг - рыба, питающаяся планктоном.
Бентофаг - рыба, питающаяся донными организмами.
Полиморфизм — наличие в пределах вида резко отличающихся по облику особей, не имеющих переходных форм.
Экоморфотипы - морфоформы, обитающие в различных условиях окружающей среды.
Фенотипическая пластичность - способность живого организма реагировать на сигналы из собственной внутренней и окружающей внешней сред.

У двуполых организмов в процессе размножения происходит комбинирование генов, в том числе и содержащих вновь возникшие мутации. Именно комбинативная изменчивость создаст уникальность генотипов каждой особи и, тем самым, уникальность генофонда, т. е. разнообразие генов, свойственное каждой данной популяции (Северцев, 2001). В результате объединения гамет родителей в генотипах потомков комбинируются разные аллели, тандемные повторы, возникающие в результате кроссинговера и передислокации мобильных генетических элементов. Вторым источником комбинирования генов является равный кроссинговер. Новые сочетания генов приводят к новым, отсутствовавшим у родителей, признакам фенотипов потомков.
Данные классической генетики и огромного материала по генетической изменчивости, накопленного для многих видов эукариот при применении метода гель-электрофореза белков, показали высокую гетерозиготность генотипов особей популяций различных видов (Северцов, 2005). Генофонд популяции, совокупность всех генотипов составляющих сё особей, служит источником наследственной изменчивости, на основе которой и происходит эволюция. Чем больше генофонд, тем вероятнее, что при изменении условий среды в популяции найдутся комбинации аллелей, способные послужить материалом для отбора в соответствующем направлении.
Влияние среды и эпигенетические изменения геномов
Как уже отмечалось ранее, сиговым свойственна высокая фенотипическая изменчивость. По-видимому, структура генома сиговых такова, что обеспечивает достаточно большую пластичность и приспособляемость этих рыб к различным условиям окружающей среды. Причину такой изменчивости и пластичности Coregonus lavaretus следует искать в специфике питания (Решетников, 1980; Rogers, 2005). Приспособления сигов к жизни в суровых и изменчивых условиях северных водоёмов шли по двум направлениям: с одной стороны, это эврифагия и большая пластичность в выборе объектов питания, что позволяло потреблять самые разнообразные кормовые организмы, а с другой стороны, полиморфизм, который давал возможность разным экологическим формам вида занимать различные пищевые ниши и существовать симпатрически (Решетников, 1980).
Следует отметить, что рыбам вообще свойственна пластичность. По-видимому, с одной стороны, по причине сложности их геномов (Allendorf, 1984; Blomme, 2006; Meyer, 2005), с другой стороны, по причине сложной трофоэкологической структуры водных биоценозов, особенно северных, где пищевые ресурсы еще и ограничены. Наиболее изменчив у рыб рост (Мина, 1976; Шатуновский, 1980), а именно он меняет экстерьер. У сиговых же диапазон этой изменчивости очень велик, при переселении сигов в водоемы,