Роль мобильных элементов в микроэволюцинных процессах у растений на примере Aegilops speltoides (Triticeae, Poaceae). Молекулярно-цитогенетический и молекулярно-генетический анализ

• Автор: Беляев, Александр Александрович
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 251 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Проблема видообразования

1.2. Род i систематика, эволюция

1.3. Секция ii рода i

1.4. Мобильные элементы их открытие, свойства, классификация и воз

можная роль в эволюции

1.5. Мобильные элементы как основная составляющая высокоповторяю

щейся фракции ДНК в геноме злаков.

Глава 2. Цель и задачи работы

Глава 3. Материал и методы.

3.1. Сбор i i и родственных диких диплоидных пшениц и
3.2. Выделение ДНК
3.3. Амплификация, клонирование, секвенирование и идентификация фрагментов мобильных элементов, используемых как пробы для i i гибридизации.
3.4. ПЦР скрининг сайтспецифичных внедрений транспозонов
3.5. Вспомогательные пробы для i i гибридизации.
3.6. Мечение проб для i i гибридизации
3.7. Приготовление хромосомных препаратов и препаратов ДНК фибрилл для i i гибридизации
3.8. I i гибридизация.
3.9. Идентификация хромосом.
3 Анализ внутихромосомного распределения гибриднзационного сигнала
3 Количественный i ПЦР и относительное определение количества мобильных элементов i ПЦР дотблот гибридизация и анализ ПЦР для определения экспрессии мобильных элементов.
. Количественный i ПЦР и относительное определение количества мобильных элементов.
. i ПЦР
. Дотблот гибридизация и анализ данных
. ПЦР для определения экспрессии мобильных элементов
.1 для определения транспозиции мобильных элементов
. Нормализация и централизация данных
. Анализ главных компонент РСА.
Глава 4. Результаты и обсуждение
4.1. Выявление в пределах хромосом . i районов, обогащн
ных видоспецифичными повторами ДНК.
4.2. Практическое применение метода I с предгибридизацией проб для выявления дополнительных хромосом в геноме полиплоидной пшеницы
4.3. Хромосомное распределение мобильных элементов класса I и их роль в преобразовании генома при формо видообразовании
4.3.1. Выявление на хромосомах Ае. i и Н. районов, обогащнных ретротранспозонами
4.3.2. Идентификация и анализ фрагментов гена обратной транскриптазы
4.3.3. Анализ распределения ТуЗ элементов в популяциях Ае. i и II.
4.4. Хромосомное распределение мобильных элементов класса II и их роль в процессах перестройки генома.
4.4.1.Мобильные элементы класса II
4.4.2. Идентификация и анализ ДНК фрагментов гена транспозонов.
4.4.3. Хромосомное распределение транспозонов
4.4.4. Комплексные и 5 рДНК кластеры
4.4.5. Эволюционная дивергенция транспозазы и филогенетический анализ
4.4.6. Хромосомное распределение и динамика Ас элементов в экологически контрастных популяциях
4.4.7. Статистический анализ хромосомного распределения Ас элементов.
4.4.8. Обобщения
4.5. Активность мобильных элементов в ряду поколений при переходе растений к самоопылению.
4.5.1. Варьирование копийности мобильных элементов в ряду поколений
4.5.2. Мультивариантный анализ.
4.5.3. Транспозиционная и транскрипционная активность мобильных элементов в ряду поколений
4.5.4. Предполагаемые причины изменения копийности мобильных элементов.
4.5.5. Возможные последствия изменения копийности мобильных элементов на морфологическом и цитогенетическом уровнях
4.5.6. Активность мобильных элементов во времени и процесс видообразования
4.6. Мобильные элементы и рРНК кодирующая ДНК рДНК диалекти
ка взаимодействия.
4.7. Изменение структуры хромосом в небольшой краевой популяции Ае.
i и вероятность сим гастрического видообразования
4.7.1. Хромосомное распределение рДНК кластеров в геноме Ае. i.
4.7.2. Хромосомное распределение рДНК кластеров в геноме Ае. i
4.7.3. Внутрипопуляционная вариабельность рДНК сайтов у Ае. i.
4.7.4. Рибосомальные сайты могут провоцировать гетерологичный синапсис и рекомбинацию
4.7.5. Механизмы изменения структуры хромосом
4.7.6. Тип и скорость видообразования
4.7.7 Возможные причины видообразования в секции ii.
Заключение
Список публикаций по теме диссертации.
Список литературы


Например, Жуковский , Эйг i и Кихара i однозначно определяют не культивируемые виды как i. Похожие выводы сделаны в более поздней монографии Хаммера и работе Гупты и Баума и . Однако, Стеббинс i предложил объединить два рода в один, поскольку между ними нет генетических барьеров. Данной точки зрения придерживается в своей классификации также Бовден , а так же Моррис и Сирс i и . Сейчас систематическое положение рода i трактуется следующим образом подтриба ii, триба ii, подсемейство i, семейство Роасеае, порядок , надпорядок i, подкласс iii и класс iii Цвелв , Тахтаджян . Систематически этот род занимает промежуточное положение между родами ii и Жуковский . Палеоботанические данные, и, в частности, резкое увеличение количества пыльцы злаков в соответствующих геологических слоях, свидетельствуют о том, что в середине Миоцена, примерно пятнадцать миллионов лет назад, произошла дивергенция современных линий злаков, включая трибу ii, относящуюся к фестукоидным злакам и др. В этот же период на месте современного Леванта возник первый сухопутный мост, соединяющий Лавразию и Гондвану, т. Тетис ТсИсшоу по берегам которого, как предполагается, и сформировалось большое количество довольно высокоспециализированных, однолетних фестукоидных злаков Невский , Цвелв . Началось взаимопроникновение двух флор, развивающихся до этого времени отдельно. Судя по данным молекулярного анализа консервативных фрагментов транспозазы мобильных элементов семейства САСТА см. АеПорзТгисит произошло именно в этот период АШпкШ и др. Другим, более поздним, важнейшим событием в истории фестукоидных злаков, и в частности рода i, было четвертичное оледенение. Собственно четвертичное оледенение и сформировало флору Северного полушария в е настоящем виде Вульф . Исследование столь разнообразных биот Леванта имеет ключевое значение для понимания динамики взаимовлияния организмов, имеющих Африканское и Евразийское происхождение ТсЬешоу . Калейдоскопическое смешение Палеоарктических, Палеотропических и СахароАравийских элементов постоянно менялось втеченис Четвертичного периода и последующего Голоцена, создавая уникальную биогеорафичсскую конфигурацию Восточного Средиземноморья. Флора Леванта на 7 состоит из эндемичных видов, причм наивысший процент эндемиков до отмечен на присредиземноморских равнинах гойагу , что говорит о постоянно идущих процессах видообразования. Четвертичное оледенение привело к значительному смещению географической зональности к югу. В Голоцене, наоборот, происходила постепенная рецессия ареалов растений и животных на север. Например, на вершинах многих высоких гор Аравийского полуострова сохранились виды флоры и фауны, ареалы которых в настоящее время находятся на сотни километров севернее. Общей тенденцией последних десяти тысяч лет было увеличение засушливости всего района Восточного Средиземноморья. Таким образом, воздействие ледника и влияние СахароАравийского пустынного домена сыграло ведущую роль в географическом распределении и видовом составе растений и животных Леванта. Такое комплексное воздействие постоянно изменяло переходные градиенты биоты между Палсарктикой и пустынным поясом. Секция ii рода i. Интерес к роду i, как и к другим диким родственникам культурных пшениц, безусловно, вызван хозяйственным значением последних. Пшеница одна из основных производственных культур. Из общего производства зерна на долю пшеницы приходится свыше Бадаева . Виды секции ii рода i неоднократно назывались многими исследователями как доноры Ви геномов полиплоидных пшениц и др. Дикие диплоидные виды i обогащеные генами устойчивости к различным заболеваниям, широко используются для создания новых сортов пшеницы методом хромосомной инженерии и , . Рисунок 1. Секция ii рода i включает в себя пять видов . Рисунок 1, . Рисунок 2. Внутри секции . ДНК v и и 4 географически вид занимает центральную часть ареала рода, т. Плодородного Полумесяца, тогда как четыре остальных вида локальные эндемики югозападного крыла Плодородного Полумесяца i и . Рисунок 2. Виды секции ii рода i.