Изучение полиморфизма гена фотопериодической регуляции цветения и клубнеобразования CONSTANS у растений Solanum

• Автор: Дробязина, Полина Евгеньевна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Введение

1.2. Переход растений к цветению.

1.2.1. Фотоперноднческий путь перехода к цветению.

1.2.2. Взаимная регуляция генов фотопернодического пути и других индуктивных путей регуляции перехода растений к цветению

1.2.3. Геныинтеграторы цветения.

1.2.4. Гены флорального морфогенеза.

1.3. Переход растений картофеля к клубнеобразованию.

1.3.1. Влияние условий окружающей среды на клубнеобразование

картофеля
1.3.2. Процесс перехода растений картофеля к клубнеобразованию
1.3.3. Генетические основы перехода растений картофеля к
клубнеобразованию
1.4. Селекция при помощи молекулярных маркеров
i i
1.4.1. .
1.4.2. ДНК .маркеры
1.5. Патентная литература, посвященная генам, контролирующим переход растений к цветению.
1.6. Заключение и постановка задач диссертационной работ ы.
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Растительный материал.
2.2. Методы
2.2.1. Выделение геномной ДНК из тканей растений.
2.2.2. Выделение РНК и проведение обратной транскрипции
2.2.3. Определение концентрации нуклеиновых кислот.
2.2.4. Полимеразная ценная реакция ПЦР.
2.2.5. Конструирование специфичных олнгонуклеотидных праймеров дли проведении ПЦР.
2.2.6. Электрофоретическое разделение фрагментов ДНК в агарозном геле
2.2.7. Быстрая амплификация 3 и 5концов кДНК
2.2.8. Клонирование амплифицироваиных фрагментов с помощью ТАклонинга
2.2.9. Приготовление компетентных клеток.
2.2 Трансформация клеток . i.
2.2 Выделение и очистка плазмидной ДНК.
2.2 Определение нуклеотидной последовательности ДНК
2.2 Компьютерный анализ фрагментов генов.
2.2 Регистрация последовательностей ДНК в базу данных 1.
2.2 ПЦР в реальном времени.
2.2 анализ
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Конструирование олигонуклеотидов для
исследования гомологов СО у видов
3.2. Выделение и идентификация гомологов генов СО
у растений .
3.3. Струкзурный анализ гомологов СО у видов .
3.4. Филогенетический анализ генов у видов
3.5. Полиморфизм второго экзона генов 1 у видов .
3.6. маркеры экзона 2 1 генов ,
позволяющие различать и I1 .
3.7. маркеры экзона 2 I генов ,
позволяющие различать и I1
3.8. Являются ли и I аллелями одного локуса
или независимыми локусами
3.9. Полиморфизм нитрона 1 генов 1 у видов
3 маркеры нитрона 1 1 генов
позволяют различать и I1.
3 Соотношение числа копий и I
в геномах .
3 Профили экспрессии и II.
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ.
4.1. Структурный полиморфизм генов
у растений .
4.2. Являются ли гены 1 у функциональными ортологами СО арабидопсиса.
4.3. Какова функция генов 1 у картофеля
4.4. Каким образом гены 1 у
выполняют свою функцию
4.5. Роль структуры в функции 1 белков
4.6. Предполагаемая роль полиаснарагиновых
и нолиглу таминовых участков в функции
1 белков
4.7. Предполагаемая роль пары валинпролин
в функции 1 белков
4.8. и маркеры, сконструированные
на основе полиморфизма гена 1 растений
ЗАКЛЮЧЕНИЕЮЗ
ВЫВОДГЛ.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако в последние годы становится все более очевидным, что генетические системы модельных растений, арабидопсиса и риса, не отражают всего многообразия путей генетической регуляции процессов перехода растений к цветению. В частности, эти процессы недостаточно исследованы у многих хозяйственно ценных видов растений. Картофель является четвертой по значимости, после зерновых, культурой, ежегодное производство которой в мире достигает 0 миллионов тони. Урожай картофеля формируется за счет биомассы клубней. Клубнеобразование растений картофеля зависит от длины дня Разумов, Чайлахян, i i, . Такая зависимость связана с происхождением этой культуры и ее дальнейшей селекционной историей. Большинство современных сортов картофеля происходит от длиннодневного ДД чилийского подвида . i, , . Однако при выращивании в умеренных широтах Европы и Северной Америки, а также в результате селекции на признак раннеспелости ii, были созданы сорта, нейтральные по отношению к длине дня НД. Другие культурные и дикорастущие формы . . i и др. КД i i, i . Изучение генетической регуляции перехода к цветению и клубнеобразованию важная в практическом отношении задача, решение которой позволит изменять скороспелость картофеля методами молекулярной селекции и таким образом продвигать эту культуру в новые регионы. Исследование связи полиморфизма ключевых генов с функциональным разнообразием культурных растений позволяет выявить геныкандидаты, контролирующие продуктивность растений и качество урожая, представляется важной теоретической и прикладной задачей, поскольку во многих случаях эти гены являются основной мишеныо естественного отбора и селекционного процесса , . , I . Изучение геновкандидатов, отвечающих за скорость развития, позволяет на основе полиморфизма этих генов создавать молекулярные инструменты ДНКмаркеры для дальнейшего использования в молекулярной селекции. Применение ДНКтехнологий позволяет существенно расширить возможности традиционной селекции растений, а также значительно ускорить и сделать более направленным селекционный процесс. Концепция геновкандидатов широко применяется для идентификации генов развития. Суть этого подхода состоит в том, что многие гены очень медленно изменяются в процессе эволюции. Такой консерватизм структуры позволяет использовать гены, уже охарактеризованные у других видов растений, порой из достаточно отдаленных таксонов, для поиска гомологичных нуклеотидных последовательностей в генетических базах данных, а также делать предположения о функции полученных гомологов по аналогии с уже изученными генами. В самом начале нашего исследования, гомолог СО арабидопсиса у представителей рода представлялся наиболее подходящим геномкандидатом, связанным с адаптацией этих растений к длине дня ii . Позже у НД томатов . СО, два из которых, повидимому, участвуют в фотопериодической регуляции перехода к цветению i . Испанские исследователи i . i , изучали гомолог СО арабидопсиса у андийского картофеля . В отличие от КД андийского картофеля, структура и предполагаемые функции гомолога СО у ДД чилийского картофеля и производных от него современных ИД сортов картофеля ранее не были изучены. Подавляющее большинство современных сортов картофеля получено с использованием методов интрогрессивной гибридизации и могли сохранить аллели генов развития, перенесенные из дикорастущих сородичей. Поэтому было важно расширить рамки исследования полиморфизма гомолога СО у картофеля, включив в исследование клубненосные виды , наиболее часто вовлекаемые в селекцию картофеля. Цели и задачи исследовании. Целью настоящей работы был анализ структурного и функционального полиморфизма гомологов гена СО . 1, в серии генотипов клубненосных , различающихся по географическому происхождению, плоидности и скорости развития включая скороспелость, и создание простых методов различения и идентификации этих гомологов.