Трансгеноз как индуктор мейотической рекомбинации у томата : на примере ускорения селекции Lycopersicon esculentum Mill.

• Автор: Юнусов, Зиннур Ризаевич
• Шифр специальности: 03.02.07, 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Томат — модельный объект генетических исследований

1.2. Генная инженерия и управление наследственностью

1.2.1. Трансгенные растения в адаптивной системе селекции

1.2.2. Общий статус биотехнологических культур в мире

1.2.2.1. Необходимость эколого-генетической оценки трансгенных растений

1.2.3. Трансгенные генетически модифицированные формы

томата
1.3. Механизмы генетической изменчивости
1.3.1. Мейоз и мейотическая рекомбинация
1.3.2. Пути расширения частоты и спектра рекомбинационной изменчивости:
1.3.2.1. Эндогенные факторы
1.3.2.2. Экзогенные факторы
1.3.2.3. Мобильные генетические элементы
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
2.1. Материал исследования
2.2. Условия проведения опытов
2.3. Методы проведения исследований
2.3.1. Гибридизация и выделение семян из плодов
2.3.2. Фиксация пыльников и цитологический анализ материала
2.3.3. Гибридологический анализ
2.3.4. Проведение ДНК-анализа
2.3.5. Физиологические и биохимические исследования

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Анализ эффектов действия трансгена на проявление и наследование признаков у томата
3.1.1. Молекулярно-генетический анализ трансгенных форм
томата
3.1.2. Анализ цитологических нарушений мейоза у гибридов между трансгенными и мутантными формами томата
3.1.3. Гибридологический анализ изменчивости частоты рекомбинации в популяции Г2 гибридов между трансгенными и мутантными формами томата
3.1.4. Анализ тератологических признаков при использовании для гибридизации трансгенных растений
3.1.5. Анализ нестабильности проявления формы плода в Б1 < гибридах
3.2. Анализ некоторых физиологических и биохимических признаков
у трансгенных гибридов растений томата
3.2.1. Анализ фотосинтетической активности трансгенных гибридов томата и их родительских форм
3.2.2. Анализ качества плодов у трансгенных форм томата
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Растущие потребности цивилизованного общества и развитие промышленности делают необходимым введение в практику новых
растений.
Н.Й.Вавилов (1935)
Традиционные методы повышения продуктивности
сельскохозяйственных культур за последние полвека значительно усовершенствовались. Методами традиционной селекции, обогащёнными открытиями в области генетики и физиологии растений, создано немало выдающихся по урожайности и другим, показателям сортов и гибридов основных культур, возделываемых человеком.
Расширяются возможности исследователей для получения новых форм растений, создания нового генофонда за счёт новейших методов отдалённой гибридизации, трансгеноза, применения ДНК-маркеров, ускоренной гомозиготации гибридных потомств и направленного мутагенеза.
В основе традиционной селекции лежит, прежде всего, поиск оптимального сочетания в одном организме генов, полученных от разных родительских форм. Для этого проводят гибридизацию различных сортов или селекционных линий одного вида, обладающих какими-либо ценными признаками (высокая урожайность, устойчивость к заболеваниям и вредителям и т.п.). Чем выше генетическая изменчивость внутри вида (широкий выбор селекционно-ценных генов), тем, как правило, выше эффективность селекции. Но есть виды сельскохозяйственных растений, для которых естественная внутривидовая изменчивость невысока (например, свекла). Многие хозяйственно ценные гены у видов культурных растений могут отсутствовать совсем (например, гены устойчивости к некоторым

Трансгенные растения показали повышенную на 65% устойчивость к фитофторозу по сравнению с контролем (Thomzik et al., 1997).
Исследователи из Нобелевского фонда Сэмюеля Робертса, вставив гены животного происхождения bcl-xL и ced-9 в геном томата, заметно повысили устойчивость трансгенных растений к холоду и опасному вредителю - мозаичному вирусу. Самое же удивительное заключалось в том, что ГМ томаты оказались гораздо терпимее к холоду - цвели и даже плодоносили при крайне низких для этого теплолюбивого растения температурах (4—7°С) («Коммерческая биотехнология», 2005).
Известна роль полиаминов в повышении устойчивости растений к действию абиотических стрессоров. Одним из ключевых ферментов, регулирующих синтез этих соединений, является С-аденозил-1-метиониндекрабоксилаза (SAMDC). Ген фермента из Saccharomyces cerevisiae был введен в геном томата. Трансгенные растения накапливали в 1,7-2,4 раза больше спермидина и спермина при высокотемпературном стрессе, чем растения дикого типа. Наблюдалась повышенная антиоксидантная активность и защита мембран от переокисления липидов (Cheng et al., 2009). При интродукции хлоропластного гена HSP100/ClpB (гомолог трансген Lehsp 100/С1рВ) ни транскрипт, ни белок не обнаруживались в хлоропластах трансформантов при нормальных температурах, но индуцировались высокими температурами; в антисенсных линиях эта экспрессия при повышении температуры была подавлена (Yang et al., 2006).
Получены трансгенные растения томата с повышенной солеустойчивостыо (Zhang, Blumwald, 2001).
Перспективным направлением является создание трансгенных растений, несущих гены, кодирующие синтез вакцин против различных болезней. Так, при потреблении сырых плодов и овощей, несущих такие гены, происходит вакцинация организма. Это уже почти реальность: