СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ ПОБЕГА РАСТЕНИЙ - ГЕНЕТИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
Е.А. Альберт, Т.А. Ежова
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра генетики. Москва,119992 Россия;
e_mail: ezhova2001@mail.ru
Рассмотрены особенности стволовых клеток растений и обобщены результаты изучения генетического контроля поддержания стволовых клеток в апикальной меристеме побега. Продемонстрирована важная роль системы генов WUS-CLV в поддержании стволовых клеток апикальной меристемы побега, при образовании адвентивных почек и соматических эмбриоидов. Рассмотрены нетрадиционные представления о стволовых клетках растений.
РОДИТЕЛЬСКИЕ ЭФФЕКТЫ УСЛОВНЫХ МУТАЦИЙ И ИХ ОБЪЯСНЕНИЕ
Чадов Б.Ф., Федорова Н.Б., Чадова Е.В.
Исследование свойств условных доминантных леталей и условных рецессивных леталей у Drosophilamelanogaster выявило родительские эффекты в наследовании и проявлении этих мутаций. Материнский и отцовский эффекты присутствуют: 1) при взаимодействии условных мутаций между собой; 2) при взаимодействии условной мутации c Y- хромосомой; 3) при взаимодействии условных мутаций с хромосомными перестройками; 4) при наследовании видимого проявления одной из условных мутаций; 5) в процессе образования морфозов (уродств) у потомков мутантов. Материнский и отцовский эффекты не исключают друг друга: одна и та же мутация может обладать и материнским, и отцовским эффектом. По типу родительского эффекта наследуются признаки, проявляющиеся на поздних стадиях онтогенеза (морфозы). Предложена общая концепция родительского эффекта и дана его классификация.
МИКРОЭВОЛЮЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПОПУЛЯЦИЯХ CHIRONOMUSNUDITARSIS STR. (KEYL, 1962)
(CHIRONOMIDAE, DIPTERA) ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА
Н.В. Полуконова1*, М.Х. Кармоков2**
1*Государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского, кафедра общей биологии, фармакогнозии и ботаники, Россия, Саратов, 410012,
E-mail: polukonovanv@yandex.ru
2** Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии горных территорий Кабардино-Балкарского научного центра РАН, Россия, Нальчик, 360051,
E-mail: lacedemon@rambler.ru
Исследован кариотип хирономиды Chironomus nuditarsis Str. (Keyl, 1962) (Chironomidae, Diptera) из популяций Центрального Кавказа, расположенных на разной высоте над уровнем моря (н.у.м.) и выявлены особенности инверсионного полиморфизма высокогорной (высота более 1000 м н.у.м.), предгорной (от 500 до 1000 м н.у.м.) и равнинной (до 500 м н.у.м.) популяций. Описана новая эндемичная для кавказских популяций последовательность ndt F2 (1g-e 7a-8c). С увеличением высоты водоема н.у.м. наблюдалось снижение частот гетерозигот ndt G1.2, ndt B2.2 и числа инверсий на особь и на плечо. В высокогорной популяции зарегистрированы только гомозиготы ndt G2.2. Равнинная популяция относится к «интерстициальным», предгорная и высокогорная – к терминальным. Цитогенетические дистанции между высокогорной и другими выборками - 0.174-0.223, что выше среднего межпопуляционного для этого вида (0.138). Факторами, вызывающими аллохронию жизненных циклов личинок-иммигрантов из предгорной популяции и личинок-аборигенов высокогорной популяции, может служить низкая температура водоема, которая увеличивает время развития личиночных стадий, что уменьшает число генераций, приводя к смещению в сроках лета и спаривания имаго.
МЕЖВИДОВАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРОСТРАНСТВЕННОГО И КОЛИЧЕСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОХЕТ НА ПОВЕРХНОСТИ ЭДЕАГУСА У ДРОЗОФИЛ ГРУППЫ D. VIRILIS И ЕГО ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КАРТИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ МЕЖВИДОВЫХ ГИБРИДОВ D. VIRILIS И D. LUMMEI
А.М. Куликов, Н.Г. Горностаев, О.Е. Лазебный*
Институт биологии развития Российской им. Н.К. Кольцова академии наук, Москва, 119334, * oelazebny@gmail.com
Представлены результаты морфологического и гибридологического анализа признака половой системы самцов дрозофил группы видов-двойников virilis – наличие микрохет на поверхности полового аппарата самцов (эдеагуса). Показаны наличие специфичной экспрессии исследуемого признака в филадах группы D. virilis, зависимость количества и характера распределения микрохет по поверхности эдеагуса от температуры развития у D. virilis и D. lummei и связь признака с половым поведением дрозофилы. Обнаружено доминирование фенотипа D. lummei у межвидовых гибридов D. virilis×D. lummei. Для генетического анализа изменчивости исследуемого признака использовались межвидовые гибриды D. virilis и D. lummei. Показано достоверное влияние 2-й и 6-й хромосом на число щетинок эдеагуса у гибридных самцов. Также выявлена зависимость эффектов 2-й и 6-й аутосом на изменчивость исследуемого признака от генетического статуса остальных хромосом (эффект взаимодействия генетических факторов, в данном случае, хромосом). Обсуждается адаптивное значение исследуемого признака, связанное с участием в формировании изолирующих барьеров на стадии копуляции.
СЕЛЕКЦИЯ МУТАНТОВ ПО СИСТЕМЕ ИНИЦИАЦИИ РЕПЛИКАЦИИ ПЛАЗМИДЫ PBS267 ГРУППЫ INCP-9
А.А. Сечеников, К.В. Ковальчук, С.Л. Василенко, М.А. Титок
Белорусский государственный университет, кафедра микробиологии, Минск 220030, Беларусь
Впервые клонирован мини-репликон, содержащий rep-ген и oriV-сайт плазмиды биодеградации капролактама pBS267 группы IncP-9 (γ-подгруппы). Установлено, что минимизированный вариант плазмиды pBS267 не способен поддерживаться в бактериях E. coli и нестабильно наследуется в бактериях Pseudomonas. С использованием мутагенеза in vitro отобраны мутантные варианты мини-репликона, характеризующиеся увеличением числа копий в клетке, способностью реплицироваться в бактериях E. coli и относительно стабильно наследующиеся в клетках P. putida. Полученные конструкции являются основой для изучения механизмов репликации плазмид группы IncP-9, а также могут использоваться в качестве векторов для молекулярного клонирования в широком круге грамотрицательных бактерий.
СЕЛЕКТИВНАЯ ЭЛИМИНАЦИЯ АЛЛЕЛЕЙ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ДИГАПЛОИДНЫХ ЛИНИЙ В КУЛЬТУРЕ ПЫЛЬНИКОВ РИСА
Ю.К. Гончарова
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт риса, Краснодар, 350921, Е-mail: serggontchar@mail.ru
Обсуждается природа гетерозисисного эффекта, показана селективная элиминация аллелей (принесенных в генотип гибрида родительскими формами) при получении дигаплоидных линий в культуре пыльников. Это подтверждает возможность удаления из генотипа гетерозисных гибридов аллелей снижающих жизнеспособность (летальных, полулетальных, действующих менее эффективно) при культивировании пыльников.
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ, ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ЛИСТВЕННИЦ СИБИРСКОЙ, ГМЕЛИНА И КАЯНДЕРА ПО ДАННЫМ SSR-МАРКЕРОВ
*1Н.В. Орешкова, 2М.М. Белоконь, 3С. Жамъянсурен
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Института леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения РАН, Красноярск, 660036; e-mail: oreshkova@ksc.krasn.ru, oreshkova@fromru.com
2 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва
3 Институт ботаники АНМ, Улан-Батор, Монголия
Генетическое разнообразие SSR-маркеров изучалась в 6 популяциях лиственницы сибирской, 2 популяциях лиственницы Гмелина и 4 популяциях лиственницы Каяндера. Для анализа использовали семь ядерных микросателлитных локусов. У 365 особей трех видов лиственниц были выявлены 103 аллельных варианта. По результатам AMOVA доля изменчивости, которая приходится на различия между тремя видами Larix более чем в два раза выше (15 %), чем между популяциями внутри видов (6%). Дифференциация изученных популяций трех видов лиственниц по SSR-маркерам составляет более 12% (FST=0,121). Обнаружена достоверная корреляция генетических дистанций, с географическими расстояниями между популяциями (r=0,835, P=0,01).
R-ISSR – FOR FINGERPRINTING, MAPPING AND IDENTIFICATION OF NEW GENOMIC LOCI IN RYE (SECALE CEREALE L.)
Smolik M.
Department of Plant Genetics, Breeding and Biotechnology West Pomeranian University of Technology in Szczecin, 71-434 Szczecin, Poland
The results of the research confirming the possibility of applying various combinations of RAPD and ISSR primers in one multiplex PCR and the generation of a new type of R-ISSR products for the rye genome were presented in this work. The following was applied in the research: five rye genotypes including two inbred lines (153/79-1 and Ot1-3), hybrid F1 and two bulks (tolerant and susceptible) formed from recombinant inbred lines – RILs (F9) varying in the response to abiotic stress caused by nutrient deficiencies at the seedling stage. While evaluating the possibility of applying R-ISSR to the assessment of the rye variability, five of its genotypes were amplified separately with the RAPD and ISSR primers in each PCR reaction. These primers were combined in R-ISSR amplifications. The products of RAPD, ISSR and R-ISSR amplification were separated in 1.5% agarose gel. 32 R-ISSR combinations were examined, combining 20 and 8 selected RAPD and ISSR primers, respectively. 658 loci were amplified, including 230 RAPD, 180 ISSR and 271 R-ISSR, including 157 new loci. Over 91 loci were found, with an identical electrophoretic mobility for three methods. It was shown that R-ISSR products with electrophoretic mobility on agarose gels, identical to the co-migra-ting RAPD or ISSR, are not products of RAPD or ISSR, but they possess sequences of heteroamplicons – R-ISSR. The occurrence of sequences of primers used to R-ISSR was demonstrated while sequencing seven selected products of the above type. The ISSR primers with a low Tm were proven to generate repeatable fingerprints in the thermal profile of the reaction specific for RAPD and combined with the RAPD primer – repeatable R-ISSR profiles. A similar range of variability as described in RAPD or ISSR was observed in the R-ISSR profiles. The correlation coefficient between genetic similarity matrices for five rye genotypes, calculated with the Mantel test, amounted to rABC = 0.870.
GENOTYPE X ENVIRONMENT INTERACTION PATTERNS FOR GRAIN YIELD OF SPRING BARLEY IN DIFFERENT REGIONS OF KAZAKHSTAN
Y. Turuspekov1*, B. Sariev2, V. Chudinov3, G. Sereda4, L. Tokhetova5, A. Ortaev6, V. Tsygankov7, M. Doszhanov8, S. Volis9, S. Abugalieva1
1 Institute of Plant Biology and Biotechnology, Almaty
050040, Kazakhstan, yerlant@yahoo.com;
2 Kazakh Agricultural Research Institute, Almaty region 040909, Kazakhstan;
3 Karabalyk Breeding Station, Kostanai region 110908, Kazakhstan;
4 Karaganda Institute of Plant Production and Agriculture, Karaganda region 100435, Kazakhstan;
5 Kazakh Research Institute for Rice, Kyzylorda region 120016, Kazakhstan;
6 Krasnovodopad Breeding Station, South-Kazakhstan region 516914, Kazakhstan;
7 Aktobe Breeding Station, Aktobe region 030014, Kazakhstan;
8 Shalkar Genetic Resources Center by N. Vavilov, Aktobe region 031200, Kazakhstan;
9 The Institutes for Applied Research, Ben-Gurion University of the Negev, Beer-Sheva 84105, Israel
Barley plays an important role in agricultural sector of Kazakhstan and it is grown in many different climate zones over 1.5 mln hectares annually. Therefore development of optimal cultivars for specific environments is a major challenge for barley breeding community in Kazakhstan. One of the approaches to address this question is to test large collection of commercial cultivars and advanced lines over a number of environmental sites that reflect major spatial and temporal climate variations in the country. In this work 103 cultivars and advanced lines of spring barley bred in six different breeding stations of Kazakhstan were grown in different testing sites in seven regions over 2009-2011 years. The major tasks of this research were to evaluate genotype x environment interactions and assess grain yield in associations with developmental stages of barley, such as heading date and seed maturation date. The results suggest that (i) heading and seed maturation dates are significantly correlated with grain yield in specific regions and may have opposite correlation indexes in response to environmental conditions; (ii) accessions of different bred origin vary in their ability to exhibit environmentally-dependent plastic responses; (iii) spatial variation was more important than temporal variation in GxE interactions; (iv) biplot analysis is effective approach in identification of best suitable and stable accessions for both broad and narrow environments. The obtained results are further contribution to understanding of complex mechanisms of genotype x environment interactions.
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И ФИЛОГЕНИЯ ВИДОВ РОДА DAPHNIA (CRUSTACEA: CLADOCERA) ИЗ ВОДОЕМОВ БАССЕЙНА ОЗЕРА ЧАНЫ
Е.И. Зуйкова1*, Н.А. Бочкарев1, А.В. Катохин2
1Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения
Российской Академии Наук, Новосибирск 630091; e-mail ih@eco.nsc.ru
2 Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской Академии Наук, Новосибирск, 630090
В данной работе представлены результаты молекулярно-генетической диагностики дафний из водоемов бассейна озера Чаны и установлены филогенетические взаимоотношения между ними. В качестве генетических маркеров использовали участки генов 12S и 16S митохондриальной ДНК. Согласно полученным данным, в исследуемых водоемах обитает пять видов дафний: Daphnia (Daphnia) galeata Sars, D. (D.) longispina O.F. Müller, D. (D.) curvirostris Eylmann, D. (D.) pulex Leydig, D. (Ctenodaphnia) magna Straus. Кроме того, обнаружена группа лонгиспиноподобных особей, образующих отдельный филогенетический кластер.
ПЛЕЙОТРОПНЫЙ ЭФФЕКТ ОТБОРА ПО ПОВЕДЕНИЮ НА ОКРАСКУ ШЕРСТИ СЕРЫХ КРЫС (RATTUS NORVEGICUS)
Л.А. Прасолова*, И.Н. Оськина, И.З. Плюснина.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск; 630090
e-mail: рras@bionet.nsc.ru
Изучали эффекты отбора по типу поведения по отношению к человеку (ручное и агрессивное) на интенсивность окраски шерсти у крыс агути генотипа ААНН. Контролем служили животные, не селекционируемые по поведению (дикие). Морфометрический анализ параметров волос, влияющих на интенсивность окраски шерсти, показал, с одной стороны, что в популяции диких крыс агути существует полиморфизм по основной окраске шерсти, т.е. имеются как светлые агути особи, так и темные агути. С другой стороны, было показано, что селекция по типу поведения крыс сопровождается отбором животных, отличающихся по интенсивности основной генетически идентичной окраски шерсти. Среди агрессивных животных преобладают темноокрашенные, а среди ручных - светлые. Связь эффектов отбора по поведению с модификациями окраски шерсти вероятно обусловлена наличием общих нейрогормональных механизмов регуляции этих процессов.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СОБОЛЯ (MARTES ZIBELLINA L.) ЕВРАЗИИ – АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ЛИНИЙ
В.В. Рожнов1 , С.Л. Пищулина1, И.Г. Мещерский1, Л.В. Симакин2, О.Е. Лазебный3, С.Н. Каштанов
1 Институт проблем экологии
и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва 119071, e-mail: molecoldna@gmail.com
2 Печоро-Илычский природный биосферный заповедник, республика Коми, пос. Якша, 169436
3 Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва, 119334
4 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, 119991
Филогеография ценного промыслового вида – соболя – крайне сложна и практически не исследована. Влияние на нее динамики ареала вида в плейстоценовое время, локализации гляциальных рефугиумов, характера расселения вида в голоцене, резкого сокращения численности и массовых реакклиматизацонных мероприятий последнего времени остается неясным. На основании проведенного анализа нуклеотидных последовательностей контрольного региона мтДНК соболя из разных частей ареала сделано предположение о существовании у вида в плейстоцене гораздо более высокого генетического разнообразия, впоследствии утраченного. В наибольшей степени исходное разнообразие митохондриальных линий сохранилось на Урале, в то время как на востоке ареала оно, вероятно, оказалось обедненным еще до последнего гляциального максимума. Еще большая обедненность состава мт-линий в ряде центральносибирских популяций, напротив, может быть связана с драматическим снижением численности на рубеже XIX–XX вв.
ПОВЫШЕННЫЙ РИСК ТРИСОМИИ 21 У ПОТОМСТВА НОСИТЕЛЕЙ СБАЛАНСИРОВАННЫХ ПЕРЕСТРОЕК АУТОСОМ, НЕ ВОВЛЕКАЮЩИХ ХРОМОСОМУ 21, НЕ ОБУСЛОВЛЕН МЕЖХРОМОСОМНЫМ ЭФФЕКТОМ
Ковалева Н.В.
ГБОУ ВПО Санкт-Петербургская педиатрическая медицинская академия Минздравсоцразвития России, Санкт-Петербург, 194100, ул. Литовская, 2;
E-mail: kovaleva@robotek.ru
Существование межхромосомного эффекта (МХЭ) у человека перестало оспариваться относительно недавно. Вместе с тем стало очевидным, что этот феномен обнаруживается лишь у части носителей сбалансированных хромосомных перестроек, преимущественно у пациентов с проблемами репродукции. Необходимо установить, оперирует ли МХЭ в геноме фертильных носителей перестройки, какие конкретно перестройки и насколько повышают риск анеуплоидии. На основании собственных данных и данных литературы 1) определены частоты унаследованных сбалансированных перестроек у пациентов с регулярной трисомией 21 (Т21) и частоты перестроек (унаследованные и вновь возникшие) у родителей потомства с Т21 и 2) проведен анализ данных по родительскому происхождению Т21 в потомстве носителей сбалансированных перестроек. Показано, что носители сбалансированных реципрокных транслокаций и инверсий, не вовлекающих хромосому 21, - но не Робертсоновских транслокаций, - имеют повышенных риск потомства с Т21. Однако эти данные не свидетельствуют о существовании МХЭ в его привычном понимании, то есть в виде влияния перестройки на сегрегацию других хромосом в процессе мейоза носителя перестройки. В то же время полученные результаты позволяют предполагать влияние отцовской перестройки на сегрегацию материнских хромосом после оплодотворения.
ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАЦИИ H63D В ГЕНЕ ГЕМОХРОМАТОЗА (HFE) В ПОПУЛЯЦИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЕВРАЗИИ
Р.И. Хусаинова, Н.Н. Хуснутдинова, С.С. Литвинов, Э.К. Хуснутдинова
Федеральное бюджетное учреждение науки Институт биохимии и генетики
Уфимского научного центра РАН, г. Уфа,
E-mail: ritakh@mail.ru
Изучение частоты мутации H63D (c.187C>G) в гене HFE в 19 популяциях Центральной Евразии показало неравномерность распространенности и несколько очагов накопления мутации H63D в исследуемом регионе. Анализ трех полиморфных вариантов с.340+4T>C (rs2071303, IVS2(+4)T>C), c.893-44T>C (rs1800708, IVS4(-44)T>C), c.1007-47G>A (rs1572982, IVS5(-47)A>G) в гене HFE у индивидов, гомозиготных по мутации H63D в гене HFEвыявило сцепление мутацииH63D с тремя гаплотипами: *СТА, *TTG, *TTA, что свидетельствует о частичном распространении данной мутации в Центральной Евразии из Западной Европы, а также о возможном неоднократном возникновении мутации на данной территории.
THE 5Q31 REGION IN TWO AFRICAN POPULATIONS AS A FACET OF NATURAL SELECTION BY INFECTIOUS DISEASES
A. A. M. Elhassan1, A. A. Hussein1,4, H. S. Mohamed1, K. Rockett2,4, D. Kwiatkowski2,3,4, A. M. Elhassan1, and M. E. Ibrahim1,4
1Unit of Disease and Diversity, Department of Molecular Biology, Institute of Endemic Diseases, University of Khartoum, Khartoum, Sudan
2Wellcome Trust Centre for Human Genetics, University of Oxford, Oxford, UK.
3Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Cambridgeshire, UK.
4The MalariaGEN Consortium,
Cases of extreme natural selection could lead either to rapid fixation or extinction of alleles depending on the population structure and size. It may also manifest in excess of heterozygosity and the locus concerned will be displaying such drastic features of allele change. We suspect the 5q31 in chromosome 5 to mirror situation of such extreme natural selection particularly that the region encompasses genes of type 2 cytokine known to associate with a number of infectious and non-infectious diseases.
We typed two sets of single nucleotide polymorphisms (SNPS) in two populations: an initial limited set of only 4 SNPS within the genes of IL-4, IL-13, IL-5 and IL-9 in 108 unrelated individuals and a replicating set of 14 SNP in 924 individuals from the same populations with disregard to relatedness. The results suggest the 5q31 area to be under intense selective pressure as indicated by marked heterozygosity independent of Linkage Disequilibrium (LD); difference in heterozygosity, allele, and haplotype frequencies between generations and departure from Hardy Weinberg expectations (DHWE). The study area is endemic for several infectious diseases including malaria and visceral leishmaniasis (VL). Malaria caused by Plasmodium falciparum, however, occurs mostly with mild clinical symptoms in all ages, which makes it unlikely to account for these indices. The strong selection signals seems to emanate from recent outbreaks of VL which affected both populations to varying extent.