Аннотации статей. Том 51, 2015 г., № 9
ПРИНЦИП ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ ГЕНОМОВ В РАСШИРЕНИИ АДАПТАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА РАСТЕНИЙ
1 ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург, Пушкин 196608; e-mail:
ARRIAM2008@yandex.ru
2 Кафедра генетики и биотехнологии Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербург
199034
3 Международный научный центр «Биотехнологии третьего тысячелетия», Университет ИТМО, Санкт-Петербург
191002
В работе на примере различных типов симбиотических отношений рассмотрена возможность расширения адаптационной способности микробно-растительных систем (МРС) за счет интеграции геномов участников симбиоза. Накопленные данные о генетическом контроле взаимодействия как со стороны растения, так и со стороны бактерий, рассмотренные в статье на примере генов сигналинга, свидетельствуют, что именно комплементарность генетических детерминант лежит в основе успешного формирования МРС. Ограниченный по объему информации и стабильный в течение одного поколения эукариотический геном дополняется практически неограниченным по объему прокариотическим метагеномом. Способность микросибионта к адаптации в различных условиях существования основывается на перестройке акцессорного генома за счет различных механизмов, которые, вероятно, активируются под действием растений, хотя конкретные способы такой регуляции остаются неизвестными. Особенности генетического контроля взаимодействия, в частности, его универсальный характер для различных симбионтов, позволяют сформулировать принцип дополнительности геномов взаимодействующих организмов и рассматривать его как важный фактор адаптаций, расширяющий возможности МРС для их стабильного развития в природных экосистемах и высокой продуктивности растений в агроценозах
АНАЛИЗ ФЕНОТИПИЧЕСКОГО ПРОЯВЛЕНИЯ ПОДАВЛЕНИЯ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА PEANUT С ПОМОЩЬЮ RNAi В ООГЕНЕЗЕ ДРОЗОФИЛЫ
1 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: fsveta@bionet.nsc.ru
2 Университет Алабамы в Бирмингеме, отдел биохимии и молекулярной генетики, Бирмингем 35294, США
3 Новосибирский государственный университет, кафедра цитологии и генетики, Новосибирск 630090
Исследованы функции гена peanut в оогенезе Drosophila melanogaster. Показано, что подавление экспрессии peanut при помощи РНК-интерференции в фолликулярных клетках яичника приводит к нарушению поляризации ооцита, аномальному цитокинезу в клетках хориона и нарушению конденсации хроматина в фолликулярных клетках. У самок со сниженной экспрессией гена peanut или отсутствием белка Pnut в генеративных клетках яичников нарушений оогенеза не наблюдалось. Однако, эмбрионы, продуцируемые такими самками, имели сниженную выживаемость, обусловленную двумя пиками гибели
ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ЭГИЛОПСОВ (AEGILOPS L.) В СОРТАХ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.)
ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург 190000; e-mail: sergej_martynov@mail.ru
Генеалогический анализ сортообразцов базы данных мирового генофонда пшеницы GRIS4.0 показал, что использование генетического материала эгилопсов в селекции пшеницы началось около полувека назад. За это время в различных регионах мира создано более 1350 сортов и 9000 линий, в родословных которых присутствуют виды эгилопса. Исследована пространственная и временная динамика распространения сортов мягкой пшеницы, содержащих генетический материал эгилопсов. Анализ данных показал, что большинство коммерческих сортов, в родословных которых присутствуют Ae. tauschii и/или Ae. umbellulata, созданы и выращиваются в Северной Америке. Более 70% сортов, полученных с использованием Ae. ventricosa, распространены в Западной и Центральной Европе. Постепенный рост доли сортов с генетическим материалом эгилопсов отмечен на протяжении периода 1962–2011 гг. Процент сортов, созданных с участием Ae. umbellulata, от 1–5% в 1960-х увеличился до 25–29% в 2000-х, Ae. tauschii – от 0% до 14–18%, Ae. ventricosa – от 1% до 34–37%, соответственно. Рост числа таких сортов указывает на то, что гены устойчивости от видов эгилопса сохраняют свою эффективность. Генеалогический анализ сортов, у которых постулированы гены устойчивости от эгилопса, показал, что нередко в родословных отсутствуют виды-, сорта- или линии-источники идентифицированных генов. Это может быть следствием или некорректных записей родословных, или ошибок при идентификации генов устойчивости фитопатологическим тестом и/или с использованием молекулярных маркеров, или путаницы в питомниках. Предварительный анализ родословных дает возможность выявить несоответствие между родословными и постулированными генами
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ ОБРАЗЦОВ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM DURUM DESF.) АЗЕРБАЙДЖАНА
Институт генетических ресурсов Национальной академии наук Азербайджана, Баку AZ 1106, Азербайджан; e-mail: elcin_haciyev_1985@mail.ru
Приведены результаты оценки генетического разнообразия 110 генотипов твердой пшеницы Азербайджана c помощью ISSR-маркеров. В целом было идентифицировано 107 ПЦР-фрагментов. Количество амплифицированных фрагментов варьировало от 9 до 18 локусов. Использованные ISSR праймеры выявили высокий уровень полиморфизма (в среднем 82%). Анализ полиморфизма фрагментов ДНК при использовании ISSR-праймеров оказался достаточно информативным методом, который позволил различить образцы твердой пшеницы. На основе полученных данных была построена дендрограмма, позволяющая сгруппировать генотипы в 11 основных кластеров. Обнаружено отсутствие конкретной связи генетической структуры генотипов с их географическим распространением. Однако некоторые образцы были выявлены как уникальные и локализовались в отдельных кластерах. Высокий показатель в результате оценки генетического разнообразия по каждому ISSR локусу был обнаружен как среди изученной коллекции, так и между разновидностями твердой пшеницы
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ БАЛХАШСКОГО ОКУНЯ PERCA SCHRENKI KESSLER, 1874 ИЗ ОЗ. БАЛХАШ И АЛАКОЛЬСКОЙ СИСТЕМЫ ОЗЕР КАЗАХСТАНА
1 Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии,
Москва 107140; e-mail: bae69@mail.ru
2 Товарищество с ограниченной ответственностью «Казахский научно-исследовательский институт рыбного
хозяйства», Алматы 050016; e-mail: shalgimbayeva@mail.ru
Представлены результаты исследования генетической дифференциации двух популяций балхашского окуня Perca schrenki Kessler, 1874: популяция оз. Балхаш и дельты р. Или, где данный вид охраняется и запрещен к вылову, а также популяция из системы Алакольских озер, где он является основным промысловым видом рыб и образует две морфогруппы – пелагическую и прибрежную.
В результате проведенного исследования по гену Cytb митохондриальной ДНК и шести микросателлитным локусам обнаружена генетическая дифференциация на популяционном уровне, на уровне морфогрупп, значимых различий нами не выявлено.
Результаты данной работы позволяют с большой вероятностью определить принадлежность выловленной рыбы к промысловой (система Алакольских озер) или охраняемой (озеро Балхаш) популяциям
К ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКОМУ ПОРТРЕТУ КАЛУГИ, ACIPENSER DAURICUS GEORGI, 1775: АНАЛИЗ ИЗМЕНЧИВОСТИ КОНТРОЛИРУЮЩЕГО РЕГИОНА МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК
Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022, e-mail: shedko@biosoil.ru
Исследована изменчивость D-петли мтДНК у калуги – эндемика р. Амур, находящегося в Красном списке МСОП (IUCN) в статусе вида с крайне высоким риском вымирания в природе (Critically Endangered). Секвенирование фрагмента (819 пн) D-петли у 122 калуг из низовьев р. Амур выявило 27 уникальных гаплотипов. Выборка имела сравнительно низкий уровень гаплотипического (0.927) и нуклеотидного (0.0044) разнообразия. Существенных отклонений от модели нейтрального ДНК-полиморфизма не обнаружено. Форма распределения попарных нуклеотидных различий, результаты проверки простых демографических моделей (внезапной экспансии и экспоненциального роста) в совокупности указали на произошедший в прошлом рост численности калуги. На протяжении последних 2–3 тыс. лет ее популяция, согласно байесовскому скайлайну, удвоилась. Число половозрелых самок в современной популяции калуги и оценка их долговременной эффективной численности (Nef) находятся примерно на одном и том же уровне (~3 тыс. шт.), что подтверждает правомерность отнесения калуги к разряду видов, находящихся под угрозой исчезновения
ИЗМЕНЧИВОСТЬ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВИДОВ РОДА ZOARCES (PISCES: ZOARCIDAE) ОХОТСКОГО МОРЯ
1 Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан 685000; e-mail: radchenko@ibpn.ru
2 Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, Владивосток 650059
Проведено комплексное молекулярно-генетическое, кариологическое и сравнительно-морфологического изучение бельдюг рода Zoarces из Охотского моря. Обнаружена генетическая гетерогенность Z. elongatus и существование значительно дивергировавшей формы, возможно, заслуживающей видового статуса. Бельдюги, пойманные в районе Шантарских островов, идентифицированы как Z. fedorovi и Z. andriashevi. Полученные новые данные свидетельствуют о более широком распространении этих видов от западной Камчатки до Шантарских островов
ПРОСТРАНСТВЕННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КОЛОНИИ БОЛЬШОЙ КОНЮГИ (AETHIA CRISTATELLA PALLAS, 1769) ПО ДАННЫМ КОНТРОЛЬНОГО РЕГИОНА МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК И МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ
1 Институт проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН, Москва 119071;
e-mail: pshenichnikovaolesya@gmail.com
2 Биологический факультет Московского Государственного Университета имени М.В. Ломоносова, Москва
119991
Исследовано влияние филопатрии на формирование внутрипопуляционной структуры в колонии большой конюги (Aethia cristatella Pallas, 1769) с острова Талан Тауйской губы Охотского моря. Проанализированы нуклеотидные последовательности фрагмента контрольного региона митохондриальной ДНК (408 пн) и пять микросателлитных локусов (Apy03, Apy04, Apy06, Apy07, Apy10) для особей с двух различных участков колонии. Обнаружено высокое генетическое разнообразие (Н=0.999±0.003) и отсутствие внутрипопуляционной генетической дифференциации по обоим классам маркеров. Таким образом, не смотря на высокую степень гнездового консерватизма взрослых особей, в колонии большой конюги с о-ва Талан пространственно-генетическая структура не была выявлена
ПОЛИМОРФИЗМ МТДНК В РАЗЛИЧНЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ ОРЛОВСКИХ СИТЦЕВЫХ КУР
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 11999;
e-mail: galina_sulimova@yandex.ru
2 Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства, Сергиев-Посад
141300, Московская обл.
3 ВНИИ генетики и разведения сельскохозяйственных животных, Пушкин 196601
Впервые изучено генетическое разнообразие орловских ситцевых кур на основе анализа полиморфизма гипервариабельной области D-петли мтДНК. Образцы для анализа были собраны в хозяйствах Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства (ВНИТИП), Всероссийского научно-исследовательского института генетики и разведения сельскохозяйственных животных (ВНИИГРЖ) и Московского зоопарка. Определены нуклеотидные последовательности фрагмента D-петли (с 57 по 523 пн согласно референсной последовательности NC_007235 мтДНК Gallus gallus spadiceus) у 39 особей из исследованных популяций (регистрационные номера КМ391754 – КМ391792 в базе данных GenBank). В анализируемом фрагменте D-петли мтДНК у орловских ситцевых кур в целом описано 20 полиморфных сайтов, локализованных между позициями 167 и 368, а также в позиции 446. Один из полиморфных сайтов, в позиции 221 (гаплогруппа E, гаплотип ORL-2), является уникальным. Все обнаруженные нуклеотидные замены относятся к типу транзиций. Всего на основе анализа полиморфных сайтов в гипервариабельном фрагменте D-петли мтДНК у изученных орловских ситцевых кур нами выявлено семь гаплотипов, относящихся к четырем гаплогруппам: A, B, С и Е. Гаплогруппа Е (гаплотипы ORL-1, ORL-2 и ORL-3) представлена у абсолютного большинства исследованных особей орловских ситцевых кур (частота в суммарной выборке составила 0,77 и 0,59 в популяции из ВНИИГРЖ). Гаплогруппы А (гаплотипы ORL-4, ORL-7), B (ORL-6) и С (ORL-5) обнаружены только в генофондном хозяйстве ВНИИГРЖ. Отмечен низкий уровень полиморфизма исследуемой области мтДНК в популяциях ВНИТИП и Московского зоопарка: в них были представлены только гаплотипы ORL-1 и ORL-3 (соответственно), относящиеся к гаплогруппе Е. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что исследованные нами выборки популяций орловских ситцевых кур различаются по набору и частотам гаплогрупп и гаплотипов
GENETIC DIVERSITY, PARENTAGE VERIFICATION AND GENETIC BOTTLENECKS EVALUATION IN IRANIAN TURKMEN HORSE BREED
1 Laboratory for Molecular Genetics and Animal Biotechnology, Department of Animal
Science, Faculty of Animal Science and Fisheries, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University,
Sari, Iran; e-mail: ayoub_farhadi@ymail.com
2 Department of Animal Sciences, Faculty of Agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran.
The present study was undertaken to genetically evaluate Turkmen horses for genetic diversity and to evaluate whether they have experienced any recent genetic bottlenecks. A total of 565 individuals from Turkmen horses were characterized for within breed diversity using 12 microsatellite markers. The estimated mean allelic diversity was (9.42±1.78)per locus, with a total of 131 alleles in genotyped samples. A high level of genetic variability within this breed was observed in terms of high values of effective number of alleles (4.70±1.36), observed heterozygosity (0.757±0.19), expected Nei’s heterozygosity (0.765±0.13), and polymorphism information content (0.776 ±0.17). The estimated cumulative probability of exclusion of wrongly named parents (PE) was high, with an average value of 99.96% that indicates the effectiveness of applied markers in resolving of parentage typing in Turkmen horse population. The paternity testing results did not show any misidentification and all selected animals were qualified based on genotypic information using a likelihood-based method. Low values of Wright’s fixation index, FIS (0.012) indicated low levels of inbreeding. A significant heterozygote excess on the basis of different models, as revealed from Sign and Wilcoxon sign rank test suggested that Turkmen horse population is not in mutation-drift equilibrium. But, the Mode-shift indicator test showed a normal ‘L’ shaped distribution for allelic class and proportion of alleles, thus indicating the absence of bottleneck events in the recent past history of this breed. Further research work should be carrying out to clarify the cause of discrepancy observed for bottleneck results in this breed. In conclusion, despite unplanned breeding in Turkmen horse population, this breed still has sufficient genetic variability and could provide a valuable source of genetic material that may use for meeting the demands of future breeding programs
ТОЧКОВЫЕ МУТАЦИИ В ГЕНЕ SMN1 У БОЛЬНЫХ ПРОКСИМАЛЬНОЙ СПИНАЛЬНОЙ МЫШЕЧНОЙ АТРОФИЕЙ I-IV ТИПА, ИМЕЮЩИХ ОДНУ КОПИЮ ГЕНА SMN1
1 Медико-генетический научный центр Российской академии медицинских наук, Москва
115478; e-mail: V_Zabnenkova@dnalab.ru, apol@dnalab.ru
2 Научно-исследовательский клинический институт педиатрии, Российский национальный исследовательский
медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава России, Москва 125412
Проксимальная спинальная мышечная атрофия (СМА) I-IV типа – одно из наиболее распространенных аутосомно-рецессивных заболеваний, характеризующихся в большинстве случаев тяжелым инвалидизирующим течением. К возникновению проксимальной СМА приводят мутации в теломерной копии гена SMN - SMN1. Основным типом мутаций в этом гене являются делеции 7 и/или 8 экзонов, которые в гомозиготном состоянии выявляются у 95% больных. В 5% случаев проксимальной СМА делеции указанных экзонов SMN1 обнаруживаются в компаунд-гетерозиготном состоянии в сочетании с внутригенными точковыми мутациями. В настоящей работе проведен анализ точковых мутаций у восьми пациентов с фенотипом проксимальной СМА I-III типа, имеющих делецию 7-8 экзонов гена SMN1 в гетерозиготном состоянии. Выявлено семь различных мутаций, две из которых - c.824G>C (p.Gly275Ala) и c.835-2A>T, описаны нами впервые. Кроме того, мутация c.824G>C (p.Gly275Ala) встретилась в анализируемой выборке дважды. В семи случаях гетерозиготным носителем точковых мутаций являлся один из родителей больных детей (в шести случаях – отец, в одном случае - мать). Лишь в одном случае мутация c. 43C>T (p.Gln15X) возникла de novo в половой клетке отца ребенка
ТРАНСКРИПЦИОННЫЙ ФАКТОР DFOXO РЕГУЛИРУЕТ МЕТАБОЛИЗМ ЮВЕНИЛЬНОГО ГОРМОНА У САМОК DROSOPHILA MELANOGASTER
Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; е.mail: nataly@bionet.nsc.ru
Транскрипционный фактор dFOXO является компонентом сигнального пути инсулина/инсулиноподобных факторов роста дрозофилы. Ювенильный гормон негативно регулирует экспрессию гена dFOXO. В настоящей работе исследовано влияние гипоморфной мутации dFOXO на метаболизм ювенильного гормона в нормальных и стрессирующих условиях и устойчивость самок D. melanogaster к тепловому стрессу. Показано, что мутация dFOXO вызывает у самок D. melanogaster (1) повышение уровня деградации ювенильного гормона и интенсивности ответа системы метаболизма ювенильного гормона на тепловой стресс и (2) снижение устойчивости к тепловому стрессу. Эти параметры являются индикаторами уровня синтеза ювенильного гормона и свидетельствуют о его снижении у самок со сниженной экспрессией dFOXO. Таким образом, впервые установлено наличие обратной связи в регуляции экспрессии гена dFOXO ювенильным гормоном
ПОЛИМОРФИЗМ МТДНК ЭПИШУРЫ ОЗЕРА БАЙКАЛ - КЛЮЧЕВОГО ЭНДЕМИЧНОГО ВИДА ПЛАНКТОННОГО СООБЩЕСТВА
Лимнологический институт, СО Российской академии наук, Иркутск 664033; е-mail: igorrock11@gmail.com
Была изучена популяционная структура Epischura baicalensis Sars (Copepoda, Calanoida), одного из ключевых эндемичных видов планктонного сообщества Озера Байкал. Анализ полиморфизма митохондриальной ДНК не выявил генетической подразделенности между образцами эпишуры из разных бассейнов озера, или между летней и зимней генерациями. Байкальская эпишура представлена единой панмиксной популяцией с высоким уровнем гаплотипического разнообразия мтДНК