Синтез и сравнительный анализ генов рецепторных серин-треониновых киназ, определяющих устойчивость злаков и пасленовых к патогенам и вредителям

• Автор: Зайцев, Валерий Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил

Ниже эти домены рассмотрены на примерах РК, участвующих в процессах устойчивости. В нуклеотидсвязывающсм участке этих белков iii i, киназа происходит присоединение трифосфата, с помощью которого входящая в этот домен киназа фосфорилирует молекулу следующего участника сигнального каскада, в результате чего происходит активация транскрипции защитных белков i . В пределах каждого из этих доменов можно выделить несколько участков, консервативных для большинства РК устойчивости. РК, или гомологи, что позволило получить принципиально новые данные о структуре этих генов, их диверсификации путем дупликации и дивергенции, роли внутримолекулярной рекомбинации и ретротранспозонов в эволюции РК генов устойчивости и механизмах коэволюции патоген растениехозяин , i, i , i , . В настоящее время изучение структуры существенно опережает функциональные исследования РК устойчивости и кодирующих их генов анализ аллельного полиморфизма и выявление последовательностей РК, распознающих индивидуальные формы расы, штаммы патогена, а также установление связи тех или иных аллелей РК генов с фенотипическими признаками устойчивости или чувствительности к болезням и вредителям. Функциональный анализ РК генов устойчивости открывает путь для их использования в молекулярной селекции растений в качестве ДНК зондов, маркирующих признак устойчивости, или хозяйственно ценных аллелей, пригодных для генетической трансформации растений. С практической точки зрения, изучение РК генов и их гомологов открывает новые возможности для создания новых форм сельскохозяйственных растений, устойчивых к болезням и вредителям. ДНК маркеры признаков устойчивости на основе фрагментов РК генов устойчивости можно использовать для поиска новых селекционных источников в генетических коллекциях и ускорения селекционного процесса. Полноразмерные последовательности РК генов, полученные прямой амплификацией геномной ДНК или выделенные из геномных библиотек, мохут стать целевыми генами для генетической модификации растений. Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось получение фрагментов генома злаковых и пасленовых растений, представляющих основные классы РК генов устойчивости растений к бактериальным, вирусным и фибным патогенам, и их сравнительный анализ, а также изучение возможности использовать эти фрагменты генома в качестве ДНК маркеров генов и признаков устойчивости у различных видов сельскохозяйственных растений. Синтезировать гомологи РК генов устойчивости путем амплификации геномной ДНК растений методом полимеразной цепной реакции ПНР со специфическими праймерами и клонировать полученные фрагменты генома. Идентифицировать синтезированные гомолога РК генов устойчивости путем анализа их нуклеотидных и производных аминокислотных последовательностей. Сравнить полученные гомолога генов с уже известными генами устойчивости путем компьютерного анализа с использованием генетических баз данных. Изучить возможность использовать гомологи РК генов устойчивости в качестве гибридизационных зондов в ЯПР анализе. Провести сравнительный анализ полиморфизма гомологов рецеиторподобных киназ и кодирующих их генов в пределах семейств злаковых и пасленовых растений, используя нуклеотидные и производные аминокислотные последовательности, и результаты рестрикционного анализа. Провести анализ косегрегации полученных гомологов с фенотипическими проявлениями устойчивости растений. Научная новизна. Клонированы и охарактеризованы новых гомолога РК генов устойчивости, в том числе 4 полноразмерных последовательности. Получены новые данные о структурном полиморфизме трех классов РК генов устойчивости в семействах злаковых и пасленовых растений. Практическая значимость. Показана принципиальная возможность использования гомологов РК генов устойчивости в качестве ДНК маркеров для селекции растений на устойчивость к болезням и вредителям. Гомологи РК генов устойчивости, выделенные нами из дикорастущих сородичей картофеля, пшеницы, ржи и томатов, могут оказаться перспективными для трансформации этих культурных растений.