Эволюция геномов пшениц и их дикорастущих сородичей : Молекулярно-цитогенетическое исследование

• Автор: Бадаева, Екатерина Дмитриевна
• Шифр специальности: 03.00.03, 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 481 с. : ил.

1.1. История систематики родов ii и i.

1.1.1. Классификация рода ii .

1.1.2. Систематика рода i .

1.2. Геномный анализ для изучения филогенетического родства видов ii и i

1.2.1 Цитологические методы геномного анализа

Анализ мейотической конъюгации хромосом

Анализ числа и морфологии хромосом

Изучение рисунков дифференциального окрашивания хромосом

1.2.2. Молекулярные методы геномного анализа

Анализ повторяющихся последовательностей нуклеотидов

Семейства ,5 5 и рРНК генов

Исследования малокопийной ДНК
Гибридизация i i
1.2.3. Биохимические методы геномного анализа
Иммунохимический анализ
Электрофоретический анализ белков и изоферментов
1.2.4. Исследования цитоплазмы в геномном анализе
1.3. Происхождение полиплоидных пшениц
1.3.1. Определение доноров геномов мягкой пшеницы
Агеном
Вгеном
Огеном
1.2.3. Происхождение пшениц группы ЛторЬевУ
1.4. Гомеология хромосом злаков. Генетическая классификация хромосом ТпНсит аевНуит
1.4.1. Разработка генетической классификации хромосом мягкой
пшеницы
1.4.2. Анализ структуры 4А хромосомы ТпНсит аезНуит и идентификация видоспецифических транслокаций в двух эволюционных линиях пшеницы
1.4.3. Эволюция геномов ТгЖсеае. Гомеология хромосом злаков
и способы ее определения
1 компенсационная способность 8
2 способность к гомеологичной конъюгации анализ чужероднодополненных и замещенных линий пшеницы
с помощью изоферментных и биохимических маркеров
4 сравнительное генетическое картирование
5 морфология хромосом
1.4.4. Идентификация хромбсом мягкой пшеницы
1.5. Заключение
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Растительный материал
2.2. Клоны ДНК
2.3. Методы исследования
2.3.1. Метод Сдифференциального окрашивания
2.3.2. Метод Ыдифференциального окрашивания хромосом
2.3.3. Метод гибридизации л ы1и
а Выделение геномной ДНК СТАВметод
б Выделение плазмидной ДНК
в Мечение и очистка проб ДНК
г Гибридизация проб на препаратах
д Детекция сигналов гибридизации
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Классификация хромосом мягкой пшеницы
3.1.1. Исследование внутривидового полиморфизма хромосом мягкой пшеницы Тгсит аеЦуит I.
Агеном
Вгеном
Огеном
3.1.2. Исследование полиморфизма хромосом гексаплоидных пшениц 7 Тгсит тасИа пшеница маха
ii круглозерная пшеница
ii карликовая пшеница
ii спельта
3.1.3. Исследование полиморфизма хромосом тетраплоидных видов пшениц
Дикая полба ii ii
Полба ii i
ii i
Персидская пшеница ii i
Колхидская полба ii i
Твердая пшеница ii
3.1.4. Метод дифференциального окрашивания хромосом как способ оценки филогенетического родства полиплоидных
пшениц и последовательности происхождения видов.
3.2. Закономерности межгеномных замещение хромосом в
МЕЖВИДОВЫХ ГИБРИДАХ ПШЕНИЦЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ХРОМОСОМ
А и геномов ii ivii.
3.2.1. Уникальность кариотипа ii ivii
3.2.2. Интрогрессия генетического материала пшениц группы ivi в геном мягкой пшеницы при межвидовой гибридизации.
Спонтанные замещения хромосом
Хромосомные аберрации
3.2.4. Влияние искусственного отбора на передачу чужеродного
генетического материала при отдаленной гибридизации
3.2.5. Основные закономерности хромосомных замещений в гибридных популяциях Т. аезИуит х Т. НторИееун и их использование для создания генетической классификации
хромосом А1 и геномов.
3.3. Хромосомные механизмы внутривидовой дивергенции
ii i .
3.3.1. Полиморфизм рисунков Сдифференциального окрашивания хромосом А и геномов.
3.3.2. Типы хромосомных перестроек у ii i.
3.3.3. Локализация точек разрывов в межгеномных транслокациях
методом геномной i i гибридизации.
3.3.4. Географическое распространение образцов с различными вариантами транслокаций.
3.3.5. Внутривидовая дивергенция кариотипа ii i.
3.3.6. Механизмы образования хромосомных перестроек.
3.4. Исследование вариабельности хромосом
и геномов у Г. ivii и видов, полученных
НА ЕГО ОСНОВЕ.
3.4.1. Полиморфизм хромосом А1 и геномов тетраплоидных видов.
3.4.2. Полиморфизм хромосом А и геномов гекса и
октоплоидных видов.
3.5. Молекулярноцитогенетическое исследование
диплоидных видов рода i.
3.5.1. Общая характеристика геномов диплоидных i
Вариация по структуре кариотипов.
Рисунки дифференциального окрашивания хромосом.
Гибридизация i i с клонами высокоповторяющихся
некодирующих последовательностей ДНК.
Семейства и 5 рРНК генов.
3.5.2. геномы виды секции ii
i i.
Секция i Ае. ii, Ае. i, Ае. ii и Ае. ii. 5 Ае. ii и Ае. i,
Ае. ii и Ае. ii.
3.5.3. 7геном секция
3.5.4. Группа и Сгеномов секции i и i
геном Де.
Сгеном Де. .
3.5.5. Секция и М геномы
геном Де. ii
Игеномы Де. и Ае. iii
3.5.6. Секция V геном.
3.5.7. Характеристика Агеномов диплоидных пшениц
3.5.8. Дивергенция геномов диплоидных i
3.6. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНОМОВ ПОЛИПЛОИДНЫХ
видов i
3.6.1. Кластер геномов
3.6.1.а. Секция i Ае. ii
3.6 Секция V Ае. vi
3.6.1в. Комплекс Ае.
Тетраплоидный и гексаплоидный цитотипы Ае. .
i vvivii и Ае. vi и XXIII
3.6.2. Эволюция видов кластера геномов
3.6.3. Группа видов, содержащих теиом
а i iii .
б Ае. viii и Ае. i геномы З
в Группа видов с геномным составом 1 и Мгеномы
i v Ае. i
i iii .
i i
i ii 2, и . 2,
3.6.4. Эволюция видов кластера геномов
3.6.5. Кластер Агеномов. Происхождение полиплоидных пшениц
АГСНОМ В и Сгеномы Огеном
3.7. Заключение ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Это значит, что каждого диплоидного вида можно идентифицировать диагностические фрагменты ДНК, которые представлены у всех образцов данного диплоидного вида и отсутствуют у других. В свою очередь, наличие маркерных бэндов у групп близкородственных видов свидетельствует об общности их происхождения. Доказательством участия конкретных диплоидных предков в синтезе аллополиплоидных видов считается наличие в их рестрикционных профилях общих диагностических бэндов. Если исследования проводить с учетом многих фрагментов, то можно рассчитывать соответствие повторяющихся последовательностей нуклеотидов полиплоида не только с существующими в настоящее время, но и с уже исчезнувшими видами v, v v, v, . Особую группу повторяющихся последовательностей нуклеотидов составляют семейства коротких п. Газарян и Тарантул, . ДНК злаков v . Так, при размере гаплоидного генома пшеницы х 6 килобаз v . Семейства , выделяемые в зависисимости от длины и нуклеотидного состава повторяющихся единиц, значительно различаются по частоте встречаемости и распределению в геноме. В отличие от животных, у растений преобладает микросателлит . Кодирующие и некодирующие участки ДНК также отличаются по составу фракций микросателлитов . Показано, что сайты относительно равномерно распределены по геному . Число копий в каждом из локусов значительно варьирует. Этот факт является основой высокого полиморфизма микросателлитов, выявляемого с помощью , . Семейства ,5 5 и генов. Известно, что у видов семейства ii локусы 5,8 рРНК генов расположены отдельно от генов 5 рРНК . Антонов, v . Основные кластеры 5,8 рДНК у пшеницы и родственных видов находятся в районах вторичных перетяжек хромосом 1, 5 и 6 гомеологичных групп, а локусы 5 рДНК в коротких плечах хромосом 1 и 5й групп v i, v , . I . В геномах высших эукариот семейства рибосомальных генов сгруппированы в тандемно i организованные кластеры повторяющихся единиц с числом копий, варьирующим от нескольких сотен до десятков тысяч v , . Длина основных повторяющихся единиц 5 рДНК пшеницы составляет 0 и 0 п. Каждый повтор включает кодирующую последовательность 0 п. V . У злаков известны два типа повторов рДНК, различающихся длиной межгенного спейсера. В целом, более длинный спейсер характерен для хромосом 5й гомеологичной группы, тогда как короткий для 1й , v . Предполагают, что короткий спейсер образовался из длинного в результате делеций . Сох . Длина повторяющихся единиц рДНК у различных видов злаков варьирует от 9,0 до ,8 т. Они представляют собой сложно организованые структуры рис. РНК генов, разделенных внутренними транскрибируемыми спейсерами 1 и 2. Между повторяющимися единицами расположены нетранскрибируемые межгенные спейсеры , . Внутригенные спейсеры и отдельные участки внутри спенсеров также различаются по скорости накопления мутаций v, а, I . I . Эти особенности структуры 5 и генов обусловливают возможность их применения для анализа эволюционного процесса. I а. Исследования близкородственных родов и видов основаны на изучении высокополиморфных внутригенных и межгенных спейсерных последовательностей , , . Вахитов и др. V . Рисунок 1. Суммарная карта генов . Исследования малокопийной ДНК. Общее число филогенетических исследований злаков, базирующихся на анализе малокопийных последовательностей ДНК или участков кодирующих генов, сравнительно невелико I . Известно, что указанные фракции ДНК характеризуются высоким консерватизмом i i, , Флейвел, . Частота мутаций на сайт в этих участках оценивается разными авторами в пределах от 5,,1 х 9 до 4,0 х в год и зависит от типа последовательности кодирующая или некодирующая, функционального значения гена и позиции сайта внутри района . Кимура, . Таким образом, сравнение гомологичных участков ДНК представителей различных таксономических групп по последовательности нуклеотидов дает возможность не только выявить степень их филогенетического родства, но и, исходя из частоты нуклеотидных замен, делеций, дупликаций, приблизительно оценить время их дивергенции i, . I . Гибриаизация i i. Гибридизация нуклеиновых кислот i i, как метод прямого картирования последовательностей ДНК на хромосомах, была впервые проведена в конце х годов на животных , , .