Цитогенетический контроль апомиксиса у кукурузно-трипсакумных гибридов

• Автор: Белова, Ирина Васильевна
• Шифр специальности: 03.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Определение апомиксиса, его распространение и адаптивное

значение

1.2. Типы апомиксиса в природе

1.3. Основные особенности апомиксиса

1.3.1. Связь полиплоидии и апомиксиса

1.3.2. Факультативность апомиксиса

1.3.3. Десинхронизация процессов развития у апомиктов
1.3.4. Преодоление апомиктами эффектов импринтинга при формировании семян
1.4. Генетический контроль апомиксиса
1.4.1. Картирование генов апомиксиса у злаков
1.4.2. Идентификация генов апомиксиса у двудольных растений
1.5. Работы лаборатории Д.Ф. Петрова по передаче апомиксиса
кукурузе
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
2.1. Исходные формы
2.2. Контроль способа размножения у гибридов
2.2.1. Цитогенетический анализ
2.2.2. Анализ изозимов и продуктов ПЦР
2.2.3. Эмбриологическое изучение
2.3. Статистическая обработка данных
ГЛАВА 3. ЦИТОГЕНЕТИКА АПОМИКТИЧНЫХ КУКУРУЗНО-
ТРИПСАКУМНЫХ ГИБРИДОВ
3.1. Подтверждение бесполосеменного способа размножения
у 38-хромосомных гибридов

3.2. Дополнительные хромосомы в кариотипе 38-хромосомных
гибридов
3.3. Гибриды с 30 хромосомами кукурузы и 9 хромосомами
трипсакума
3.4. Гибридное потомство 39-хромосомных апомиктов
ГЛАВА 4. ЭМБРИОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ КУКУРУЗНО-
ТРИПСАКУМНЫХ ГИБРИДОВ
4.1. Диплоспория у 39-хромосомных гибридных линий
4.2. Рост кукурузных пыльцевых трубок в столбиках кукурузно-трипсакумных гибридов
ГЛАВА 5. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ АПОМЕЙОЗА И
ПАРТЕНОГЕНЕЗА У ГИБРИДОВ
ГЛАВА 6. ПРОБЛЕМЫ ОЗЕРНЕННОСТИ И МАССЫ ЗЕРНОВКИ У АПОМИКТИЧНЫХКУКУРУЗНО-ТРИПСАКУМНЫХ
ГИБРИДОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Дополнительный иллюстративный материал к главе
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
А - апомиктическое поколение
ACL - контролирующий апомиксис локус
AFLP - полиморфизм длин амплифицирующихся фрагментов
ASD - дивергенция аллельных последовательностей (Allele Sequence
Divergence)
ASGR - специфичный для апоспории геномный район
ВАС - искусственная бактериальная хромосома
В„ - формирование нередуцированной яйцеклетки и образование потомства
половым путем (п+п)
Вга - оплодотворение нередуцированной яйцеклетки (2п+п)
FCSS - проточно-цитометрический скрининг ядер в семенах
FISH - флюоресцентная in situ гибридизация
GISH - геномная in situ гибридизация
m - материнский
NOR - ядрышкообразующий район хромосомы
р - отцовский
PH - полигаплоид
PCR - полимеразная цепная реакция, ПЦР
RAPD - случайно амплифицирующаяся полиморфная ДНК
RFLP - полиморфизм длин рестрикционных фрагментов
SAMPL - избирательно амплифицированные микросателлитные полиморфные локусы
SCAR - последовательность, характеризующая амплифицированную область (Sequence Characterized Amplified Region)
SSR - повторы с простой структурой, микросателлитные маркеры (Simple
Sequence Repeats)
STS - ДНК-маркируютций сайт (Sequence Tagged Site)
Td, Tr -трипсакум, гамаграсс, Tripsacum dactyloides
Zm, Mz - кукуруза, Zea mays
ПЦР - полимеразная цепная реакция
pPHK - рибосомная РНК
сМ - сантиморганида
т.п.н. - тысяча пар нуклеотидов

методы генетиков - анализирующие скрещивания и сегрегационный анализ, поэтому расщепление по составляющим элементам апомиктического размножения (апомейозу, партеногенезу и функциональному развитию эндосперма) изучается у внутривидовых или межвидовых гибридов агамных комплексов [Nogler, 1984а]. В идеале наиболее информативным.может стать раздельное изучение трех элементов» апомиксиса у сегрегантов от скрещиваний близкородственных апомиктичных и сексуальных генотипов [Spillane et al., 2001]. Изучение наследования беснолоссменного размножения осложняется тем, что этот признак не может быть передан сексуальным биотипам, с использованием апомикта в качестве-материнского растения. Дополнительные трудности создают также часто встречающаяся низкая фертильность, пыльцы и нестабильность геномов у. гибридных потомков -[Ozias-Akins, van Dijk, 2007]. Поэтому классические подходы-к анализу апомиксиса были практически бесплодны.
Решающими обстоятельствами, поднявшими уровень исследований- на качественно новую ступень в понимании; наследственной природы апомиктического способа- репродукции, явились: 1) эмбриологический, метод просветленных препаратов; 2) проточная цитофотометрия; 3) молекулярногенетический анализ: Уточнение и пересмотр генетических, моделей наследования апомиксиса был связан с применением» ДНК-маркеров- для» быстрого скрининга признака, сравнительного изучения.геномовш.позиционного клонирования:[Pessino et al., 1999];
Исследования» последних десяти» лет показали, что наследование апомиксиса хорошо- объясняется», менделевскими» генами, но вместе с тем. у бесполосеменных растений описаны, усложняющие генетический-анализ, события. К ним относятся эпистатические взаимодействия генов; спорофитно и гаметофитно экспрессирующиеся, компоненты, полиплоидия, нарушения расщепления и подавление рекомбинации ’ [Ozias-Akins, van Dijk, 2007]. Большинство исследований» контроля бесполосеменного размножения демонстрируют простое доминантное- наследование апомиксиса как целого или как нескольких независимых локусов [обзоры Sherwood, 2001; Grossniklaus et al., 2001; Bicknel, Koltunow, 2004; Ozias-Akins, van Dijk, 2007]. Суммарные результаты изучения генетики апомиксиса с акцентом на те из них, которые содержат данные по картированию; показаны в таблице 1.1.