Исследование изменений структуры митохондриального генома сахарной свеклы (Beta vulgaris L. ), ассоциированных с признаком цитоплазматической мужской стерильности

• Автор: Хворостов, Иван Борисович
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 117 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Структурнофункциональная организация митохондриального мт генома высших растений.

1.1.1. Структурная организация мтгенома высших растений и его репликация

1.1.2. Кодирующие последовательности мтгенома высших растении

1.1.3. Регуляция экспрессии мтгенома растений на уровне инициации

транскрипции.

1.1.4. Регуляция экспрессии мтгеномов растений на этапе постранскрипционных модификаций РНК и посттрансляционном уровне.

1.1.5. Эволюция мтгеномов высших растений.

1.2. Признак цитоплазматической мужской стерильности

1.2.1. Общая характеристика признака.
1.2.2. Митохондриальные детерминанты ЦМС и механизмы восстановления фертильности у некоторых видов высших растений
1.2.3. Предполагаемые механизмы формирования ЦМС и причины его
спонтанного возникновения.
1.2.4. Признак ЦМС у сахарной свеклы vi . и ассоциированные
с ним изменения в структуре и функционировании мтгенома.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Реактивы
2.2. Растительный материал.
2.3. Выделение ДНК, рестрикционный анализ и блотгибридизация
2.4. Амплификация
2.5. Приготовление клонотек митохондриальных геномов и секвенирование
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Сравнительный анализ молекулярнобиологических методов
шинирования цитоплазмы сахарной свеклы
3.2. ПЦРанализ конверсии цитоплазмы в .
3.3. Поиск тканевого полиморфизма мтДНКу псевдостерияъных
растении сахарной свеклы
3.4. Наследование плазмотипа и фенотипа при апозиготическом способе репродукции цмсрастений сахарной свеклы.
3.5. Экспериментальная проверка роли ядериых генов в процессе
конверсии Птипа цитоплазмы в 5состояние.
3.6. Сравнительный анализ структурной организации мтгенома П и 5типа
в районах генов соЬ и пасП
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При этом 78 кратные различия в размерах митохондриальных ДНК растений обнаруживаются даже в пределах одного семейства, например у тыквенных i . Тем не менее анализ кинетики ренатурации показал, что мтДНК высших растений содержат в основном уникальные последовательности, которые составляют до генома vi, . Исторически так сложилось, 1гго митохондриальная ДНК впервые была открыта и исследована у животных. Изучение е структуры электронной микроскопией и рестрикционным анализом показало, что она имеет кольцевую форму. Это наложило отпечаток на представления о форме мтДНК и у других организмов. У высших растений в составе мтгенома с помощью электронной микроскопии было показано наличие очень готерогенных по размерам популяций кольцевых, а также линейных молекул ДНК. Частично это могло быть объяснено тем, что источниками митохондриальных ДНК служили разные типы клеток целого растения, листовой ткани, каплусные и суспензионные культуры различных видов растений, при этом анализировались как тотальная мтДНК, так и обогащенная фракция суперскрученных молекул. Наличие линейных молекул ДИК признавалось как артефакт методов выделения, поэтому большая часть работ была посвящена изучению длин только кольцевых молекул. Были обнаружены значительные вариации размеров и соотношения различных классов кольцевых молекул у разных видов растений , , . ii, . , . , . i, . v . В большинстве случаев размер кольцевых молекул составлял всего лишь несколько т. ДНК, за исключением отдельных работ, всегда оказывалось очень низким. В частности, у ii iii кольцевые молекулы не были обнаружены вообще, но наблюдалось несколько классов относительно мелких т. . В тех же работах, где линейные молекулы описывались детально, наблюдалось значительное варьирование их размеров, при этом иногда обнаруживали линейные молекулы длиной гораздо большей, чем размер, предсказанный для мтгенома. Неудачи выделения кольцевых молекул геномного размера, а также наличие большого количества линейных молекул ДНК списывалось на присутствие при выделении примесей ДНКаз иили невозможности избежать действия гидродинамических сил, вызывающих разрывы крупных кольцевых молекул, при проведении центрифугирования гипотеза сломанного кольца i, . Для построения физических карт митохондриальных геномов многих видов растений, также как и для мтгеномов животных, была использована техника ферментативного гидролиза ДНК. Оказалось, что в большинстве случаев рестрикционные карты могут быть замкнуты в кольцо. Это укрепило представления о невозможности избежать деградации больших кольцевых молекул ДНК при экстракции i, . К серсдинеконцу х годов большинство исследователей сходилось во мнении, что в составе генома митохондрий высших растений имеется гигантская кольцевая молекула ДНК, называемая основной хромосомой или мастерхромосомой, которая несет большую часть геномной информации. Наличие в составе основной кольцевой мтДНК прямых и инвертированных повторов обеспечивает внутри и межмолекулярные рекомбинации, что приводит к возникновению в митохондриальном компартменте гетерогенной популяции субгеномных молекул ДНК, находящихся в динамическом равновесии как между собой, так и с основной хромосомой РИС. , i , i , , . Считалось, что в разные периоды жизни растения, равно как и у различных растений в популяции, состав и количественное соотношение молекул ДНК, составляющих мтгеном, могут значительно варьировать. При этом соотношение таких молекул зависит не только от генетических факторов, но и от условий роста растения температурного режима, питания, влажности и т. Минченко, Дударева, . В нескольких работах были представлены математические модели, описывающие динамику популяций кольцевых молекул ДНК растительного митохондриального генома v, .