Аннотации статей. Том 57, 2021 г., № 4
ТОЛЕРАНТНОСТЬ К ПОВРЕЖДЕНИЯМ ДНК У ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae
Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”, Ленинградская область, Гатчина, 188300 Россия; e-mail: alekseeva_ea@pnpi.nrcki.ru
У эукариот толерантность к повреждениям ДНК (ТПД) обеспечивается двумя механизмами. Первый опосредован белками гомологичной рекомбинационной репарации. Второй находится под контролем RAD6-эпистатической группы генов и разделяется еще на два пути: безошибочный и склонный к ошибкам. Склонный к ошибкам механизм, который называют синтез ДНК в обход повреждений (TLS – Translesion Synthesis), осуществляется при участии специализированных TLS ДНК-полимераз. TLS является существенным источником мутационных изменений в ДНК. Напротив, при реализации RAD6-зависимого безошибочного механизма ТПД относительно более высокая точность синтеза ДНК обеспечивается благодаря использованию неповрежденной сестринской хроматиды или гомологичной хромосомы в качестве матрицы для продолжения репликации. При этом после остановки вилки репликации на повреждении 3'-конец синтезируемой нити переносится на неповрежденную гомологичную молекулу ДНК, синтез продолжается на некотором протяжении на новой матрице и затем удлиненная нить переносится обратно на исходную хроматиду. Инактивация большинства генов, контролирующих безошибочный механизм ТПД, либо не влияет на уровень УФ-индуцированного мутагенеза, либо его понижает. К исключениям можно отнести гены, входящие в эпистатическую группу HSM3. Мутации в генах этой группы приводят к существенному повышению частоты УФ-индуцированного мутагенеза. В данном обзоре авторы рассматривают безошибочную ветвь ТПД и делают попытку обосновать роль генов HSM3-эпистатической группы в ряду молекулярных событий, которые ведут к безошибочному обходу повреждений, блокирующих репликацию у почкующихся дрожжей.
DOI: 10.31857/S0016675821040020
ИНТРОГРЕССИВНАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ: РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Курчатовский геномный центр, Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: adonina@bionet.nsc.ru
Данный обзор посвящен интрогрессивной гибридизации мягкой пшеницы, процессу интеграции в ее геном генов других культурных или дикорастущих видов из вторичного и третичного генных пулов с целью увеличения генетического разнообразия этой важнейшей сельскохозяйственной культуры. Обобщены результаты, достигнутые в интрогрессивной гибридизации мягкой пшеницы за последние 20 лет, проанализировано распределение чужеродных транслокаций по субгеномам и по хромосомам мягкой пшеницы, обсуждаются возможности дальнейшего развития данного направления исследований и селекции, базирующейся на использовании чужеродного генетического материала.
DOI: 10.31857/S0016675821030024
ИЗУЧЕНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ СЕМЕЙСТВА ipiO ООМИЦЕТА Phytophthora infestans (Mont.) de Bary В ПОПУЛЯЦИИ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИ ПОМОЩИ SSCP-АНАЛИЗА
1 Московский государственный областной университет, Московская область, Мытищи, 141014 Россия; e-mail: martynov.vik@gmail.com
2 Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии, Москва, 127550 Россия
Изучен полиморфизм первичной структуры генов семейства ipiO в популяции Phytophthora infestans в Московской области. В качестве метода оценки полиморфизма использовали SSCP-анализ. В результате при помощи этого метода удалось различить классы генов семейства ipiO и установить, что изучаемые образцы имели один из трех вариантов генотипа ipiO в зависимости от комбинации у них генов этих классов. Выявленные генотипы оказались распределены в проанализированной популяции P. infestans Московской области с неодинаковой частотой. Кроме того, было показано, что картофельная и томатная субпопуляции P. infestans также различаются по частотам встречаемости выявленных генотипов.
DOI: 10.31857/S0016675821040081
ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ СЕВЕРНЫХ И ЮЖНОЙ ПОПУЛЯЦИЙ КАРЕЛЬСКОЙ БЕРЕЗЫ
1 Институт леса Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”, Петрозаводск, 185910 Россия; е-mail: vetchin@krc.karelia.ru
2 Институт биологии Федерального исследовательского центра“Карельский научный центр Российской академии наук”, Петрозаводск, 185910 Россия
3 Отдел комплексных научных исследований Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”, Петрозаводск, 185910 Россия
На основе микросателлитного анализа проведена сравнительная оценка генетического разнообразия северных (находящихся в Республике Карелия и в Финляндии) и южной (в Республике Беларусь) популяций карельской березы Betula pendula Roth var. carelica (Mercklin) Hämet-Ahti. Полученные результаты позволили выявить их общие черты, а также определенное генетическое своеобразие. Установлено, что для популяций карельской березы характерно довольно высокое аллельное разнообразие и одновременно с этим превышение значений ожидаемой гетерозиготности над наблюдаемой, что свидетельствует о преимущественном накоплении в популяциях гомозигот и соответственно повышении риска дальнейшей деградации популяций, особенно северных, численность которых резко сократилась в последние десятилетия. В южной популяции аллельное разнообразие оказалось несколько выше, чем в северных, что может быть обусловлено ее значительно более высокой численностью и слабовыраженной фрагментацией. Кластерный анализ подтвердил обособленность южной популяции от северных, что в определенной степени соответствует известному феномену “изоляция расстоянием”.
DOI: 10.31857/S0016675821040147
ОЦЕНКА ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ КЫРГЫЗСКОЙ ПОРОДЫ ЛОШАДЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ МАРКЕРОВ – РАСШИРЕННОЕ ГЕНОГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
1 Институт молекулярной биологии и медицины, Бишкек, 720040 Кыргызстан; e-mail: jainagul@mail.ru
2 Кыргызский национальный аграрный университет им. К.И. Скрябина, Бишкек, 720005 Кыргызстан
3 Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси, Минск, 220072 Республика Беларусь
4 Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства, Рязанская обл., п. Дивово, 391105 Россия
Современная порода кыргызских лошадей обнаруживает высокий уровень внутрипородной генетической вариабельности. В 17 STR-локусах идентифицировано 154 аллеля, в том числе 59 редких аллелей. Выявлены новые редкие аллели для 15 локусов – AHT4, AHT5, ASB2, ASB17, ASB23, CA425, HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7, HTG4, HTG6, HTG7, HTG10. Наибольшее генетическое разнообразие среди четырех исследованных географически изолированных зон в Таласской, Ошской и Нарынской областях отмечено среди лошадей кыргызской породы из села Таш-Башат (Нарынская обл.): среднее количество выявленных аллелей было максимальным среди исследованных групп 8.294 ± 0.561, количество эффективных аллелей – 5.009 ± 0.416, индекс разнообразия Шеннона (I) – 1.745 ± 0.076 и ожидаемая гетерозиготность (He) – 0.773 ± 0.020.
DOI: 10.31857/S0016675821040032
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ СЕРЕБРЯНОГО КАРАСЯ Carassius gibelio (Cyprinidae) В БАССЕЙНЕ СРЕДНЕЙ ОБИ
1 Институт молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; е-mail: mapob@mcb.nsc.ru
2 Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Новосибирск, 630091 Россия
3 Томский государственный университет, Томск, 634050 Россия
4 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090 Россия
В настоящее время в озерах бассейна замкнутого стока на юге Западной Сибири происходит замещение аборигенной формы серебряного карася Carassius gibelio (Bloch, 1782) формой серебряного карася из р. Амур, вселенной в конце 70-х годов ХХ века в водоемы региона. На основании анализа полиморфизма фрагмента контрольного района митохондриальной ДНК (460 пн) мы оценили генетическое разнообразие этого вида в Южной Сибири и выявили присутствие двух гаплогрупп, одна из которых (B) крайне редко встречается в Юго-Восточной Азии и, вероятно, может быть индикатором автохтонных форм серебряного карася, а другая (А) совпадает c гаплотипами, характерными для дальневосточных популяций.
DOI: 10.31857/S0016675821040111
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИИ ГОЛШТИНИЗИРОВАННОГО ЧЕРНО-ПЕСТРОГО СКОТА НА ТЕРРИТОРИИ УРАЛА
ральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, 620142 Россия; e-mail: mmodorov@gmail.com
Проанализирована изменчивость 15 микросателлитных локусов у 15786 особей крупного рогатого скота черно-пестрой, голштинской и тагильской пород, разводимых на территории Урала. Показано, что современная популяция голштинизированного черно-пестрого скота, содержащегося в племзаводах и племрепродукторах Свердловской, Курганской, Тюменской, Челябинской областей, Пермского края и Республики Удмуртия представляет собой единую популяцию. Генетическая дифференциация телят, рожденных в Свердловской обл. в период 2008–2019 гг., и быков голштинской породы, содержащихся в АО “Уралплемцентр”, статистически значимо не отличается от ноля, что позволяет утверждать о принадлежности современной популяции крупного рогатого скота региона к голштинской породе. Показано статистически значимое снижение параметров генетического разнообразия популяции молочного скота Свердловской обл. в период 2010–2019 гг., что свидетельствует о росте инбридинга в популяции.
DOI: 10.31857/S001667582104010X
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ ГИДРОБИОНТОВ ЛИСТВЕННИЧНОГО ЗАЛИВА ОЗЕРА БАЙКАЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДНК-МЕТАБАРКОДИНГА
1 Лимнологический институт Cибирского отделения Российской академии наук, Иркутск, 664033 Россия; e-mail: lk@lin.irk.ru
2 Байкальский музей Иркутского научного центра Cибирского отделения Российской академии наук, Иркутская область, пос. Листвянка, 664520 Россия
3 Институт химической биологии и фундаментальной медицины Cибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия
Исследовано таксономическое разнообразие гидробионтов Лиственничного залива оз. Байкал с помощью ДНК-метабаркодинга. Расшифровка нуклеотидных последовательностей фрагмента гена (313 пн) митохондриальной ДНК, кодирующего первую субъединицу цитохром с оксидазы (СОI), после амплификации с внутренних праймеров (mlCOIintF, jgHCO2198), проведена с использованием Illumina MiSeq. Биоинформатический анализ прочтений СОI позволил выявить 187 ОТЕ (операционных таксономических единиц), среди которых преобладают Arthropoda, Annelida, Mollusca, Plathelminthes, на их долю приходится соответственно 52, 30, 10, 4%. В целом видовое разнообразие фауны залива по показателю Шеннона (3.2 бит) сопоставимо с другими районами Байкала. Наиболее разнообразный состав таксонов (22 ОТЕ) видового уровня приходится на личинок хирономид, что подтверждает эффективность метода для идентификации ювенильных стадий беспозвоночных животных. Результаты исследования служат первым шагом на пути совершенствования системы гидробиологического мониторинга оз. Байкал, основанного на синтезе молекулярно-генетической диагностики беспозвоночных животных и классической морфологической таксономии.
DOI: 10.31857/S0016675821040056
НЕНЕЙТРАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЦИТОХРОМА b У БАЛОБАНА Falco cherrug Grey, 1834 И КРЕЧЕТА Falco rusticolus L.
1 Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова Российской академии наук, Москва, 119334 Россия; e-mail: darroznature@gmail.com
2 Всероссийский научно-исследовательский институт охраны окружающей среды, Москва, 117628 Россия
Изменчивость митохондриальной ДНК влияет на характеристики метаболизма клеток и свидетельствует об эволюционных процессах. Проанализированы последовательности митохондриального гена цитохрома b балобана и кречета. Найдены пять аминокислотных замен, для двух из которых показано изменение физико-химических свойств аминокислот. Сделаны предположения о филогенетической истории формирования и функциональном влиянии найденных вариантов аминокислотных замен.
DOI: 10.31857/S0016675821040123
Y-ГАПЛОГРУППЫ КОСТНЫХ ОСТАНКОВ ИЗ КУРГАННЫХ ПОГРЕБЕНИЙ ХАЗАРСКОГО ВРЕМЕНИ НА ТЕРРИТОРИИ ЮГА РОССИИ
1 Калмыцкий научный центр Российской академии наук, Элиста, 358000 Россия; e-mail: ikornienko@yandex.ru
2 Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук, Ростов-на-Дону, 344006 Россия
3 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, 344090 Россия
4 111 Главный государственный центр судебно-медицинских и криминалистических экспертиз, филиал № 2, Ростов-на-Дону, 344000 Россия
5 The University of Pennsylvania Museum of Archeology and Anthropology Philadelphia, 19104 USA
6 Азовский историко-археологический и палеонтологический музей-заповедник, Азов, 346780 Россия
7 Synthetic and Systems Biology Unit, Biological Research Centre, Szeged, 6726 Hungary
8 Doctoral School of Interdisciplinary Medicine, University of Szeged, Szeged, 6720 Hungary
9 Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”, Москва, 101000 Россия
10 Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, Санкт-Петербург, 191015 Россия
11 Национальный медицинский исследовательский центр онкологии, Ростов-на-Дону, 344037 Россия
12 Department of Biology, University of La Verne, La Verne, California, 91750 USA
13 Сибирский федеральный университет, Красноярск, 660041 Россия
14 Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича Российской академии наук, Москва, 127051 Россия
15 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
Генетические исследования костных останков человека из археологических комплексов открывают новые возможности для изучения культурно-исторического развития древних популяций, предоставляя объективные данные, которые могут быть использованы для исследования наиболее спорных проблем археологии. В настоящей работе мы проанализировали Y-хромосомы скелетных останков девяти индивидуумов, погребенных в элитных курганах Хазарского каганата на территории современной Ростовской области, относящихся к VII–IX вв. Генотипирование полиморфных Y-STR и Y-SNP локусов позволило установить, что среди девяти исследованных скелетов три из них имели Y-гаплогруппу R1a, два – C2b и по одному – G2a, N1a, Q и R1b Y-гаплогруппы. Такие результаты характерны для смеси западно-евразийских и восточно-азиатских отцовских линий. Результаты типирования Y-хромосомы согласуются с результатами краниологического исследования и полногеномного анализа одних и тех же костных останков, демонстрируя смешанное генетическое происхождение раннесредневековой хазарской знати. Результаты настоящего исследования неудивительны, поскольку Хазарский каганат образовался путем отделения от Западного Тюркского каганата и окончательно сформировался в регионах Северного Кавказа и восточноевропейских степей.
DOI: 10.31857/S0016675821040044
ДНК-ШТРИХКОДИРОВАНИЕ: ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук, Сыктывкар, 167982 Россия; е-mail: shdima@ib.komisc.ru
Метод ДНК-штрихкодирования в руках опытного таксономиста становится надежным инструментом, позволяющим быстро и точно проводить идентификацию и инвентаризацию биоразнообразия. Благодаря простоте исполнения и экономической выгоде данный метод, помимо основного своего предназначения – описания и обнаружения новых видов живых организмов, приобрел популярность и в других сферах человеческой деятельности. Представлены примеры использования и показан потенциал метода ДНК-штрихкодирования живых организмов в таких областях, как экологический мониторинг (выявление инвазивных видов, паразитов и их переносчиков, насекомых-вредителей), пищевая и фармацевтическая промышленности (выявление фальсификатов, определение качества продукции) и криминалистика.
DOI: 10.31857/S0016675821040135
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 4 – 2021 г.
Genome-Wide Identification and Characterization of Yellow Horn (Xanthoceras Sorbifolia Bunge) NAC Transcription Factor Gene Family against Diverse Abiotic Stresses
Alkali Soil Natural Environmental Science Center (ASNESC), College of Life Sciences, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
Correspondence to Y. Lang
Yellow horn (Xanthoceras sorbifolia Bunge) belonging to the Sapindaceae family is a well-known oil-rich seed shrub widely distributed throughout the northern regions of China, which is preferred owing to its exceptional economic, environmental, ecological and ornamental value. The recent completion of yellow horn genome sequencing facilitates a genome-wide survey of yellow horn transcription factor (TF) families. Plant-specific NAC proteins represent a major TF family in regulating diverse plant biological processes at different tissues and developmental stages. However, no detailed information can be obtained concerning the yellow horn NAC (XsNAC) proteins. Given this, we performed a genome-wide survey of XsNAC gene families. In total 103 putative XsNACs genes were identified from yellow horn genome. Phylogenetic analysis performed between NAC proteins of yellow horn and Arabidopsis revealed that these XsNAC proteins can be classified into 12 subgroups. Gene structure analysis revealed that the intron number of XsNAC genes varied from 0 to 12, and most XsNAC genes have two introns. Conserved motif analysis suggested that all putative XsNAC proteins had conserved NAC domain and/or NAM domain. These predicted XsNAC genes were randomly distributed on 15 chromosomes at diverse densities, particularly on chromosome 1, chromosome 7 and chromosome 11. The cis-regulatory elements (CREs) analysis and protein-protein interaction network analysis showed that the XsNAC proteins may involve in many plant physiological and biochemical processes. Transcriptome analysis revealed that XsNAC genes had differential expression profiles in response to various abiotic stresses, implying their key roles in environmental stress responses. This work would lay solid foundation for future functional characterization of XsNAC proteins.
DOI: 10.1134/S1022795421040062