Молекулярно-генетический анализ аллоплазматических рекомбинантных линий (Hordeum vulgare)-Triticum aestivum с разным проявлением фертильности

• Автор: Бильданова, Лариса Леонидовна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Значение отдаленной гибридизации мягкой пшеницы.

1.2. Особенности гибридизации между видами ячменя и пшеницы

1.3. Генетический контроль скрещиваемости при отдаленной гибридизации у ii

1.4. Эффекты ядерноцитоплазматических взаимодействий у аллоплазматических линий пшеницы.

1.5. Гены совместимости при отдаленной гибридизации

1.6. Генетический контроль цитоплазматической мужской стерильности растений.

1.6.1. ЦМСобусловливающие митохондриальные гены.

1.6.2. Ядерные гены, участвующие в контроле ЦМС

1.6.3. Механизм действия ядерных генов восстановителей фертильности

1.6.4. Ядерные гены восстановители фертильности у видов ii
1.6.5. Гены клонирование i vi
1.7. Наследование цитоплазматического генома у высших растений.
1.8. Проявление гетероплазмии митохондриальной ДНК.
1.9. Изменения ядерного генома, связанные с процессом отдаленной гибридизации.
1.9.1. Геномные изменения, происходящие при аллоплоидизации отдаленных гибридов
1.9.1.1. Изменения во фракции низкокопийных кодирующих последовательностей
1.9.1.2. Изменения во фракции низкокопийных некодирующих последовательностей
1.9.1.3. Изменения генов рибосомальных РНК.
1.9.1.4. Изменения во фракции высокоповторенных последовательностей
1.9.1.5. Изменения, связанные с мобильными элементами
1.9.2. Эпигенетические изменения при полиплоидизации отдаленных гибридов.
1.9.3. Избирательность интрогресии при отдаленной гибридизации.
1 Использование методов, основанных на ПЦР, для анализа генома растений.
1.9.1. Возможности метода для изучения растений гибридного происхождения.
1.9.2. Метод случайно амплифицированных микросателлитных
последовательностей .
1.9.3. Возможности использования маркеров.
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Растительный материал
2.2. Выделение ДНК
2.2.1. Выделение ДНК растений с использованием протеиназы К.
2.2.2. Экспрессметод выделения ДНК растений
2.2.3. Выделение ДНК рекомбинантных плазмид методом щелочного
лизиса.
2.3. Условия ПЦР, анализ и кроссгибридизация фрагментов, использованные в данной работе
2.4. Обработка образцов ДНК эндонуклеазами рестрикции.
2.5. Электрофорез в агарозном геле
2.6. Вариант методики , использованный для анализа аллоплазматических линий пшеницы в данной работе
2.7. Клонирование и анализ последовательностей
2.8. Саузернгибридизация с фрагментом мтДНК
2.9. Использование анализа для характеристики аллоплазматических
рекомбинантных линий мягкой пшеницы.
Глава. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Результаты анализа аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой пшеницы
3.1.1. Изучение спектров ячменя . v, . i и мягкой пшеницы Т. iv.
3.1.2. Изучение спектров аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой пшеницы Л1Рз, Л, ЛГз и Л9Р7.
3.2. Клонирование и анализ v амплифицированной последовательности линии Л1Рз
3.3. Кроссгибридизация фрагментов ячменя
3.4. Гибридизация спектров с микросателлитными мотивами
3.5. Анализ аллоплазматических линий мягкой пшеницы с различным проявлением признака фертильности методом
3.6. Секвенирование и анализ фрагментов ячменного происхождения, выделенных из генома линии ЛРз
3.7. Выявление маркеров митохондриальной ДНК . v у аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой пшеницы с различным проявлением самофертильности.
3.8. анализ геномного состава ячменнопшеничных гибридов, их беккроссных потомков и аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой пшеницы . v. iv.
3.8.1. Использование микросателлитных маркеров . v
3.8.2. Использование микросателлитных маркеров Т. iv.
3.8.2.1. Межсортовой полиморфизм мягкой пшеницы по маркерам
3.8.2.2. Анализ гибридов первого поколения i и беккроссов первого поколения с использованием маркеров Т. iv
3.8.2.3. Анализ беккроссов ВСз, ВС4 поколений и аллоплазматических рекомбинантных линий 1 и Л1 с использованием хромосомоспецифичных маркеров Г. iv
3.8.2.4. Особенности реорганизации ядерного генома в процессе создания аллоплазматических рекомбинантных линий
3.9.3. анализ аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой
пшеницы Л3 и Л.
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Выявление присутствия генетического материала ячменя у ячменнопшеничных гибридов первого поколения, их беккроссных потомков и аллоплазматических рекомбинантных линий . iv
4.2. Изменчивость последовательностей митохондриального генома у аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой пшеницы в процессе восстановления фертильности
4.3. Особенности рекомбинации генетического материала сортов мягкой пшеницы Т. iv при беккроссировании ячменопшеничных гибридов и самоопылении аллоплазматических рекомбинантных линий.
4.4. Возможности ипользования микросателлитных маркеров культурного ячменя . v и мягкой пшеницы .iv для анализа родственных видов
4.5. Изменчивость генома аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой пшеницы .v. iv, выявляемая различными молекулярно
генетическими методами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Для получения интрогрессивных линий пшеницы применяются методы индукции транслокаций с использованием ионизирующей радиации , , культивирования изолированных тканей гибридных растений i vi i . Т. iv . I , , . Мягкая пшеница и культурный ячмень являются представителями разных родов, соответственно, i . Роасеае Цвелев, . По классификации i . Известно, что 1И хромосома ячменя контролирует устойчивость к мучнистой росе i . I, , . На ЗН хромосоме локализован ген устойчивости к V вирус желтой карликовости ячменя I, , . Н и 7Н хромосомы контролируют устойчивость к мокрой головне i, i, . Также ячмень устойчив к глазковой пятнистости , i, , карликовой головне , , к цистообразующим нематодам I, , . Что касается пшеничноячменных и ячменнопшеничных гибридов, то об их получении наиболее полная сводка представлена в обзоре Федака , . Впервые успешные ячменнопшеничные скрещивания v 2х и разных видов пшеницы ii iv 6х, Г. Г. топососсит 2х были осуществлены Крузе , с использованием гормональной обработки опыленных цветков и культивирования изолированных гибридных зародышей. Ячменнопшеничные гибриды были описаны в ряде работ . В литературе подчеркивается, что сильно выраженная несовместимость при скрещивании между видами ячменя и пшеницы ограничивает как получение гибридных растений первого поколения, так и возможности восстановления фертильности этих растений I . Несмотря на разработку и применение методов преодоления несовместимости при отдаленной гибридизации получено и описано лишь небольшое число гибридных комбинаций х ii и ii х , . Однако отмечается, что дальнейшее беккроссирование полученных гибридов первого поколения затруднено пистиллоидией, то есть перерождением тычинок в пестикообразные структуры I . Суриков, Киссель, . Стерильность беккроссных потомков ячменнопшеничных гибридов . Т. iv 2п авторы связывают с негативным воздействием цитоплазматического генома диплоидного ячменя на функционирование ядерного генома гексаплоидной пшеницы Суриков, Киссель, . Вместе с тем дальнейшие исследования показали, что при беккроссировании мягкой пшеницей ячменнопшеничных гибридов . Т. iv возможно восстановление фертильности растений ВСзВС4поколений X . Першина и др. Установлено, что в зависимости от родительских генотипов культурного ячменя и мягкой пшеницы среди ячменнопшеничных гибридов i комбинации Н. Т. iv 2п могут развиваться растения с разным проявлением мужской и женской стерильности. Растения одних комбинаций полностью стерильные, а других с мужской стерильностью, но частичной женской фертильностью Першина и др. Показано, что возвратные скрещивания гибридов, для которых характерна частичная женская фертильность, с мягкой пшеницей могут приводить к завязыванию зерновок. На примере беккроссирования ячменнопшеничных гибридных комбинаций ячмень сорта Неполегающий х мягкая пшеница сорта Саратовская и ячмень линии я9 х Саратовская разными сортами мягкой пшеницы выявлена следующая закономерность. В том случае, если эти гибриды беккроссированы только сортом мягкой пшеницы Саратовская , восстановления самофертильности у беккроссных потомков не наблюдается, а к ВСгпоколению происходит полное закрепление стерильности Першина и др. Таким образом, сорт мягкой пшеницы Саратовская является закрепителем стерильности у растений . В тех же вариантах беккроссирования, когда в качестве рекуррентных родителей использованы разные сорта мягкой пшеницы например, Мироновская 8, Пиротрикс , Саратовская 0, Мироновская , то в ВС3 и ВС4поколениях у растений с числом хромосом 2п и 2п могло происходить восстановление самофертильности Першина и др. На основе растений с восстановленной фертильностью были сформированы эуплоидные 2п аллоплазматические линии . Некоторые из таких линий стабильно сохраняли самофертильность в ряду самоопыленных поколений и характеризовались рядом хозяйственноценных признаков. Часть линий была нестабильной по проявлению фертильности и давала расщепление при самоопылении на растения с разным проявлением мужской и женской стерильности от полностью стерильных растений до растений с полным восстановлением самофертильности i . Другая комбинация ячменнопшеничных гибридов . АП. Т. iv .