Молекулярно-генетические и молекулярно-цитогенетические подходы для ускоренного создания селекционного материала растений с заданными свойствами

• Автор: Карлов, Геннадий Ильич
• Шифр специальности: 03.01.06, 03.02.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 322 с. : ил.

1.ВВЕДЕНИЕ

II. КРАТКИМ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

I1. Молекулярноцитогенетические методы

.2. Молекулярногенетические методы ДНК маркеры

.2.1. маркеры

.2.2. маркеры

II.2.3. маркеры

II.2.4. Iмаркеры

II.2.5. маркеры

.2.6. локусы количественных признаков маркеры

III. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

IV. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
IV. 1. Идентификация родительских геномов и мониторинг чужеродного генетического материала в селекционных программах основанных на использовании отдаленной гибридизации.
IV. 1.1. Молекулярноцитогенетические методы анализа геномов растений.
IV. 1.1.1 .Геномная гибридизация i i на межвидовых гибридах лилий.
IV.1.1.2. Совместное использование молекулярноцитогенетических и молекулярногенетических методов на примере тритикале и пшеницы.
IV. 1 .Конвертирование ДНКмаркеров в молекулярноцитогенетические маркеры на примере капустных, хмеля и томата.
IV. 1.2.1. Молекулярноцитогенетическое маркирование генома В капустных с использованием геномспецифичного ДНК маркера.
IV. 1.2.2. Хромосомспецифичные маркеры на примере половых хромосом хмеля.
IV. 1.2.3. Повторяющиеся последовательности как молекулярноцитогенетические маркеры для изучения их хромосомной организации.
IV3. Молекулярногенетические методы анализа геномов растений для идентификации генетического материала у отдаленных гибридов.
IV. 1.3.1. Полиморфизм межмикросателлитных последовательностей ДНК томата на межвидовом уровне
V.1.3.2. Использование Iмаркеров для изучения филогенетических связей видов род i
IV. 1.3.3. I на линиях . 6 и I с интрогрессиями в хромосоме 6
IV. 1.3.4. Физическое картирование Iмаркеров на линиях . 6 и 1 с интрогрессиями
IV. 1.3.5. использованием комбинаций Iпраймеров с праймерами для амплификации аналогов генов устойчивости растений
IV. 1.3.6. Использование Iмаркеров для создания интегрированной генетической карты групп сцепления межмикросателлитных последовательностей ДНК томата
IV. 1.4. ДНКмаркеры для оценки и характеристики исходного материала.
IV. 1.4.1. Межсортовой полиморфизм Iмаркеров у хмеля обыкновенного.
IV. 1.4.2. Молекулярногенетические маркеры для исследования генетического разнообразия и маркирования признаков у малины.
IV. 1.4.3. I полиморфизм огурца.
IV. 1.4.4. Анализ гомологов генов устойчивости к фитопатогенам.
IV. 1.4.4.1. Огурец.
IV. 1.4.4.2. Подсолнечник
IV. 1.5. Разработка и создание ДНК маркеров на хозяйственноценные признаки для оценки исходного материала и ускорения селекционного процесса.
IV. 1.5.1. Маркеры, связанные с цитоплазматической мужской стерильностью ЦМС.
IV. 1.5.1.1. ДНКмаркеры для изучения ЦМС у риса iv.
IV. 1.5.1.2. ДНКмаркеры для изучения ЦМС у i.
IV. 1.5.2. Создание ДНК маркеров генов устойчивости на основе данных сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей устойчивых и неустойчивых генотипов.
IV. 1.5.2.1. Создание ДНК маркера гена устойчивости к фузариозу на основе данных анализа локуса у устойчивых и неустойчивых генотипов томата.
IV.1.5.2.2. Создание ДНК маркера гена устойчивости к вертициллезу на основе данных анализа локуса V у устойчивых и неустойчивых
генотипов томата.
IV.1.5.3. Использование межмикросателлитного полиморфизма для создания ДНК маркеров.
IV.1.6. Выбор оптимального высокопроизводительного метода выделения ДНК.
1V.1.7. Автоматизация анализов.
V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
VI. ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Характеристика генов устойчивости является важным звеном в понимании каскада событий, происходящего после детекции патогена растением. Рис. Схема распознавании патогена рецептором i . Гены устойчивости с определенными специфическими функциями и структурой были выделены и секвенированы как у однодольных, так и двудольных растений . Эти гены обуславливают устойчивость к широкому кругу патогенов, включающему вирусы, бактерии, грибы, нематоды и даже клещей. Хотя образ жизни и механизм инфекции этих патогенов значительно отличаются друг от друга, продукты генов устойчивости очень схожи между собой. Все протеины устойчивости содержат богатые лейцином повторы , участвующие в распознавании патогена , , , . Внутриклеточные белки также содержат сайт связывания с нуклеотидами гомологичный 1 человека и 4 . Выделяют также I домен, гомологичный рецептору и ii1 рецептору . Во внеклеточных белках домен может быть дополнен районом связывания с мембраной и доменом цитоплазматической протеинкиназы рис. Существует группа генов, представленная генным семейством томата , кодирующих серии треонин киназы i. Все гены устойчивости, обладающие и доменами, отвечают за защиту растения путем формирования реакции сверхчувствительности. С 1, 5, 4
. Основные домены белков , . Справа примеры белков, конфигурация каждого из которых показана слева. По консервативным аминокислотным последовательностям , i, доменов генов устойчивости создан ряд вырожденных праймеров, с помощью которых проводят ГПЦР амплификацию и получают ДНКпоследовательности предполагаемых генов устойчивости для различных видов растений. Эти последовательности называют аналогами генов устойчивости i или кандидатами в гены устойчивости i i i . Некоторые из идентифицированных картированы вблизи известных гснов у сои, ii, риса, ячменя, пшеницы, картофеля, кукурузы и др. Некоторые из этих последовательностей локализованы на участках хромосом, содержащих устойчивости. Так, i продемонстрировал колокализацию последователыюстей локусов устойчивости к ржавчине , 3 у кукурузы. В работе V. Т. . Кластеры генов идентифицированы у различных видов растений . Большинство из 9 генов, встречающихся в. Только генов идентифицировано у огурца для сравнения у папайи , ii 0, риса 0. Распределение генов по хромосомам неслучайно, 5 генов локализованы на хромосомах 1, 6 и 7, генов находятся на 2ой хромосоме. Три четверти генов внутри кластеров , , . Многие важные агрономические признаки, такие как урожайность, качество зерна, устойчивость к абиотическим стрессам, таким как засуха, засоление, затопление, а также, в некоторых случаях, устойчивость к патогенам и другие признаки, количественны по своей природе. Они наследуются по Менделю, но в значительной степени подвержены влиянию окружающей среды i М. Было показано, что такая система может быть достаточно четко локализованной компактной и, видимо, существует в геномах многих высших организмов как цельная единица В. И. Глазко, . Наличие выявляется при составлении генетических карт в том случае, если общую изменчивость удается разделить на отдельные составляющие, связанные с определенным числом дискретных участков хромосомы. Цель использования данного метода картирование генов, определяющих количественные признаки. Для проведения анализа необходимо 1 две или более линий организмов, генетически различающихся по интересующему исследователя признаку 2 генетические маркеры на различающиеся родительские линии. В основном используются такие маркеры, как , , . Для проведения анализа необходимо получить потомство от скрещивания родительских линий и статистически обработать результаты расщепления vi, . Таким образом, в настоящее время создан мощный арсенал методов, которые с успехом мо1ут быть интегрированы в селекционный процесс и тем самым значительно ускорить создание сортов и комерческих гибридов сельскохозяйственных растений с заданными свойствами. При этом эти методы могут быть использованы в селекционных программах, как при создании уникального исходного материала, так и при массовом отборе форм растений несущих те или иные хозяйственноценные гены.