Изменения в силе влияния и спектре действующих на количественные признаки генов у арабидопсиса при изменении условий его выращивания

• Автор: Сыч, Елена Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Луганск
• Количество страниц: 131 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Обзор литературы
Г лава 2.Материалы и методы исследований
Глава 3. Изменение силы действия картированных генов и рангов
генотипов
3.1 .Влияние генов на количественные признаки
3.1.1. Влияние генов на признак "число дней от посева до начала цветения"
3.1.2. Влияние генов на признак "масса растения"
3.1.3. Влияние генов на признак "высота стебля"
3.1.4. Влияние генов на признак "число листьев в розетке"
3.1.5. Влияние генов на признак "число листьев на стебле"
3.1.6. Влияние генов на признак "общее число листьев"
3.2. Влияние обработки прорастающих семян холодом и продолжительности светового дня на исследованные признаки
3.3. Изменения силы действия генов и рангов генотипов
3.4. Сравнение последствий отбора количественным признакам в
иоганнсеновских популяциях при разных условиях выращивания 67 "лава 4. Изменения в спектре генов, действующих на количественные
признаки
Выводы
Зписок литературы
ВВЕДЕНИЕ

Генетика достигла больших успехов в изучении закономерностей наследования качественных (альтернативных) признаков. Ее успехи в изучении наследования количественных признаков более скромны. Сведения о генетике количественных признаков, имеющиеся в литературе, остаются пока противоречивыми. Это не может не беспокоить, поскольку большинство хозяйственно ценных, селектируемых признаков относится к количественным.
Для анализа количественных признаков существует немало методов, но они не универсальны. Имеющиеся методы условно подразделяют на три подхода: феноменологический, биометрический и генетический (Гинзбург Э.Х., 1984). Недавно обоснован эколого-генетический подход к количественному наследованию (Драгавцев В.А., 1983, 1997; Драгавцев В.А., Литун П.П., Шкель И.М. и др., 1984). В рамках перечисленных подходов работают многие ученые, но точный и во всех случаях надежный способ описания наследования количественных различий пока не найден.
В принципе, возможны два механизма, которые могут привести к возникновению феномена "взаимодействие генотип-среда": 1) переопределение генетических формул (ГФ) количественных признаков и 2) изменение активности генов без смены спектра работающих на признак генов, сопровождающееся сменой рангов генотипов (Драгавцев В.А., Аверьянова А.Ф., 1983 б). Смена рангов генотипов изменяет последствия отбора и заставляет с осторожностью относиться к переносу выводов о наследовании количественных различий, полученных в одних условиях среды, на другие, контрастные условия.
Нами изучалось изменение силы влияния генов, рангов генотипов и спектра действующих на количественные признаки генов при изменении условий выращивания. Работа выполнена в рамках эколого-генетического подхода. Использовался и менделевский анализ, который ориентирован на

индивидуализацию эффектов отдельных генов и позволяет установить, какие именно гены то действуют на количественный признак, то не влияют.
Для проведения исследований использовался арабидопсис Таля (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.), который в настоящее время стал объектом номер один среди модельных растительных объектов. Арабидопсис - это небольшое самоопыляющееся в условиях лаборатории растение из семейства Капустные (Brassicaceae), имеющее короткий период вегетации и высокий коэффициент размножения. Для арабидопсиса составлены подробные генетические карты, расшифрован геном этого растения, что позволяет проводить на нем исследования различного характера, в том числе в области количественной генетики. В последнее время арабидопсис используют как донор генов в селекции рапса методом генной инженерии (Ефремов А. А., 1999).
Актуальность темы. Одна из новых ветвей генетики - генетика количественных признаков растений при резко меняющихся условиях среды. Известно, что под влиянием факторов среды происходит изменение спектра действующих на количественные признаки генов или, как иначе говорят, переопределение генетических формул (Г'Ф) количественных признаков. Теоретически возможно допустить и другой механизм возникновения взаимодействия генотип-среда, а именно изменения активности генов в том же самом спектре генов. Необходимость дополнительных исследований феномена "взаимодействие генотип-среда" была побудительным стимулом нашей работы. Изучалось плейотропное действие маркерных генов на количественные признаки, что позволило установить, какие гены и с какой силой действуют на изучавшиеся признаки в различных условиях среды. Результаты исследования важны для разработки теории отбора по количественным признакам.
Связь работы с научными программами, планами, темами.
Работа связана с темой "Исследование возможностей и разрешающей способности анализа средних значений методами биометрической генетики
ГЛАВА

ИЗМЕНЕНИЕ СИЛЫ ДЕЙСТВИЯ КАРТИРОВАННЫХ ГЕНОВ И РАНГОВ ГЕНОТИПОВ
Средние фенотипические значения шести количественных признаков и их ошибки у изучавшихся чистых линий арабидопсиса по всем вариантам представлены в табл. 3.1.
3.1. Влияние генов на количественные признаки
Понятие "сила действия" ("сила влияния") генов в генетике качественных признаков не используется. Иное дело количественная генетика, где сила действия генов является той характеристикой, которая представляет не только познавательный, но и несомненный практический интерес для селекционеров. Если, например, базовый генотип АА обусловливает высоту стебля, составляющую в среднем 50 см, а мутантный аа - 40 см, то эффект замены аллелей Л на а равен -10 см (-20%). Эффект замены и есть характеристика силы действия данного мутантного аллеля а, причем знак минус показывает, что речь идет об аллеле-ослабителе признака или мунус-аллеле.
Необходимость дифференциации генов по степени их действия на количественные признаки была очевидна уже в середине XX века, когда и предложили подразделение генов на главные (основные, сильные) гены и гены-модификаторы (Ригер Р., Михаэлис А., 1967). Поскольку между сильными и слабыми генами есть все переходы, разделить гены по силе их действия на две группы или на три (например, сильные, средние по силе и слабые) можно лишь условно. А это значит, что необходимо согласие большинства специалистов в том, какие изменения признаков следует принимать за пограничные. Пока такое согласие не достигнуто.