Аннотации статей. Том 58, 2022 г., № 2
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОТВЕТА КАРТОФЕЛЯ НА ЗАРАЖЕНИЕ ФИТОФТОРОЗОМ
1 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: frolova@bionet.nsc.ru
2 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090 Россия
Картофель (Solanum tuberosum) – одна из наиболее важных сельскохозяйственных культур, основным вредителем которой является фитофтора (Рhytophthora infestans). Ежегодно производители несут большие потери урожая из-за различных фитофторозов. Данный обзор обобщает исследовательские статьи за достаточно большой период времени и суммирует накопленные экспериментальные данные о взаимодействии картофеля и фитофторы. Структура обзора включает четыре раздела: во вступительной части приводится исторический экскурс в понимание взаимодействия картофеля и фитофторы, здесь приведены самые первые и базовые исследования до 2010 г.; дальнейший период характеризуется увеличением количества исследований по теме обзора, которые сгруппированы в две части: первая содержит сведения о генетических аспектах устойчивости, во второй освещены химические подходы для усиления резистентности; четвертый раздел включает описание перспективных подходов для снижения патогенности фитофторы.
DOI: 10.31857/S0016675822020059
Zvezda – НОВОЕ ПОДСЕМЕЙСТВО Tc1-ПОДОБНЫХ ТРАНСПОЗОНОВ В ГЕНОМАХ ASTEROZOA
1 Федеральный исследовательский центр Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского
Российской академии наук, Севастополь, 299011 Россия: e-mail: kvluda@yandex.ru
2 Севастопольский государственный университет, Севастополь, 299053 Россия
Мобильные генетические элементы оказывают существенное влияние на эволюцию геномов живых организмов. Эукариотические МГЭ подразделяют на два класса – ретротранспозоны и ДНК-транспозоны. ITm-транспозоны являются одной из широко распространенных групп ДНК-транспозонов и обнаруживаются практически у всех организмов. В настоящей работе мы исследовали распространенность, структуру и эволюцию элементов с необычно длинным для ITm-транспозонов каталитическим доменом DD46E. Данные элементы были обнаружены только в подтипе Asterozoa. Была изучена их копийность, структура, возможная функциональность транспозазы, а также филогенетические взаимоотношения с другими представителями ITm-транспозонов. Показано, что обнаруженная нами группа транспозонов, которую мы назвали Zvezda, является подсемейством Tc1-подобных транспозонов.
DOI: 10.31857/S001667582201009X
ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ АКТИВАЦИЯ lux-РЕГУЛОНА ПСИХРОФИЛЬНЫХ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ Aliivibrio logei
1 Московский физико-технический институт, Московская область, Долгопрудный, 141701 Россия; e-mail: * bazhenov1994@gmail.com, ** e-mail: manukhovi@mail.ru
2 Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”, Москва, 117545 Россия
Lux-регулон психрофильных морских люминесцентных бактерий Aliivibrio logei контролируется “quorum sensing”-системой типа LuxI/LuxR. В данной работе определен характер аутоиндуктор-зависимой регуляции промоторов luxI и luxCDABEG-генов как по скорости синтеза аутоиндуктора и интенсивности биолюминесценции клеток A. logei, так и в гетерологичной системе в клетках Escherichia coli с репортерными генами luxCDABE Photorhabdus luminescens, находящимися под контролем исследуемых промоторов. Показано, что существуют различия в аутоиндуктор-зависимой активации оперона luxCDABEG и отдельно расположенного гена luxI A. logei. Экспрессия luxI усиливается в присутствии N-3-оксо-гексаноил-L-гомосерин лактона в концентрациях порядка 10 нМ, а экспрессия генов luxCDABEG усиливается при значительно больших концентрациях – от 1 мкМ и выше. Это определяется как последовательностью сайта посадки регуляторных белков lux-бокс2 и lux-бокс1 в составе соответствующих промоторов, так и свойствами двух белков LuxR1 и LuxR2, различающихся по способности связываться с аутоиндукторами.
DOI: 10.31857/S0016675822020023
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕНОМА ЭНДОСИМБИОТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ Wolbachia В ИНВАЗИВНЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ АЗИАТСКОГО ТИГРОВОГО КОМАРА Aedes albopictus ЮГА РОССИИ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: casqy@yandex.ru
2 Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наук, Москва, 109316 Россия
3 Институт медицинской паразитологии, тропических и трансмиссивных заболеваний им. Е.И. Марциновского Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, Москва, 119435 Россия
4 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, 119991 Россия
5 Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного акад. Н.Ф. Гамалеи, Москва, 123098 Россия
Для изучения роли Wolbachia в продвижении азиатского тигрового комара Aedes albopictus в местообитания с более холодным климатом исследована изменчивость генома бактерий в популяциях комаров Краснодарского края. Было обнаружено, что относительное количество Wolbachia у комаров из г. Краснодара выше, чем у комаров из г. Сочи. По результатам филогенетического анализа все представители Wolbachia принадлежат к линии wAlbB, для которой ранее отмечалось увеличение приспособленности хозяина в условиях низких температур. Геномы Wolbachia из выборок Сочи отличались от геномов из выборок Краснодара по частотам аллелей SNP, расположенных в транспозазах семейства IS982 и обратных транскриптазах интронов группы II.
DOI: 10.31857/S0016675822020060
РАСПРОСТРАНЕНИЕ АССОЦИИРОВАННЫХ С БОЛЕЗНЬЮ ХРОНИЧЕСКОГО ИЗНУРЕНИЯ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА PRNP У ДИКИХ И ДОМАШНИХ СЕВЕРНЫХ ОЛЕНЕЙ Rangifer tarandus НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: homo_ludens@vniimp.ru
2 Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наук, Москва, 109316 Россия
Болезнь хронического изнурения – это прионное заболевание, встречающееся у представителей семейства оленьих. Аминокислотные замены Ser138, Ser225 и 2M-129S-169M гена прионного белка PRNP увеличивают риск заболевания. В работе мы приводим данные о вариабельности участка гена PRNP с 108-ого по 240-ой кодон у Rangifer tarandus на территории азиатской части России и Ненецкого АО. Обнаружено семь полиморфных сайтов с несинонимичными заменами, пять из которых наблюдались ранее у оленей из Европы. Более резистентный к болезни хронического изнурения вариант Asn138 встречается примерно в четверти гаплотипов домашних оленей, другой устойчивый вариант Tyr225 встретился лишь у небольшой доли оленей с Чукотки. Дикие особи отличались от домашних по частотам аллелей с заменами Val169 и Gly129, аллель предрасположенности 2M-129S-169M встречался, в основном, у одомашненных особей. Из-за большой изменчивости гена PRNP у северного оленя России в случае возникновения у него болезни хронического изнурения возможно повторение ситуации, наблюдающейся в Норвегии – появление разных штаммов с отличающимися клиническими симптомами и проявлением болезни.
DOI: 10.31857/S0016675822020102
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ОВЕЦ КАРАЧАЕВСКОЙ ПОРОДЫ, ВЫЯВЛЕННЫЕ МЕТОДОМ ПОЛНОГЕНОМНОГО ПОИСКА АССОЦИАЦИЙ
Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, Ставропольский край, Михайловск, 356241 Россия; e-mail: antoninaskokova@mail.ru
Проведен полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) у овец карачаевской породы с использованием ДНК-биочипов Ovine Infinium HD BeadChip 600K для выявления вариантов однонуклеотидного полиморфизма (SNP), связанных с породной принадлежностью. На основании проведенного анализа было выявлено более 100 SNP, имеющих высокодостоверные различия в частоте встречаемости у животных карачаевской породы; для последующей оценки было отобрано по пять единичных SNP с наивысшими показателями на хромосомах 12, 13 и 14. Три замены находятся в экзонах генов, одна расположена в интроне, остальные – на разном удалении от генов. Самую высокую достоверность в ассоциациях с породной принадлежностью показали замены rs408511664, rs429132161 и rs409651063 (р = 4.637 × 10–84), находящиеся на 14-й хромосоме и встречающиеся только у овец карачаевской породы. Большинство обнаруженных SNP локализованы рядом с генами, играющими немаловажную роль в процессе развития фенотипических признаков (TUBB3, MC1R, BMP2, LYPLAL1-201, PAPPA2). Проведенные исследования позволяют использовать совокупность выявленных SNP в качестве информативных молекулярных маркеров при идентификации породной принадлежности карачаевских овец.
DOI: 10.31857/S0016675822020096
ФИЛОГЕОГРАФИЯ Lacerta media LANTZ et CYRÉN, 1920 (Lacertidae: Sauria) ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АНАЛИЗА МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНА ЦИТОХРОМА b
1 Зоологический институт Российской академии наук, Санкт-Петербург, 199034 Россия; e-mail: * igor.doronin@zin.ru,
**e-mail: ivdoronin@mail.ru
2 Пензенский государственный университет, Пенза, 440026 Россия
3 Дагестанский государственный университет, Махачкала, 367025 Россия
Проведен анализ cytb митохондриальной ДНК (1143 пн) у представителей Lacerta media. Проанализированы 34 образца из 19 локалитетов. Особое внимание уделено ранее неисследованным популяциям на северной границе ареала в пределах Северного Кавказа и Западного Закавказья. Реконструировано два типа дендрограмм филогенетических отношений, показавших идентичную топологию – байесовская (BA) и максимального правдоподобия (ML). Филогенетическая реконструкция выделяет четыре поддержанные клады. Аналогично на медианной сети гаплотипов обособляются четыре гаплогруппы. На более ранних этапах процесса филогенеза L. m. media выделяются популяции восточной части Армянского нагорья и Северного Загроса. В дальнейшем происходит обособление популяций центральной части Армянского нагорья, Большого Кавказа, а на завершающем этапе – Центрального Загроса и восточной части Малоазиатского нагорья. Полученные данные не поддерживают ранее предложенный Ф. Ахмадзаде с соавт. сценарий расселения номинативного подвида с запада на восток и северо-восток. Взамен его мы рассматриваем противоположное направление – с востока на север, юг и запад. Выявлено две географические области, где обитают представители нескольких клад/гаплогрупп – Армянское нагорье и горы Загроса.
DOI: 10.31857/S0016675822020035
ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ РЕПАРАЦИИ ДНК В ФОРМИРОВАНИИ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К РАЗВИТИЮ РАКА ЛЕГКОГО У ЖЕНЩИН
1 Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, Кемерово, 650065 Россия; e-mail: * ruslan-tito00@rambler.ru, **e-mail: vminina@mail.ru
2 Кемеровский государственный университет, Кемерово, 650043 Россия
3 Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия
4 Кузбасский клинический онкологический диспансер, Кемерово, 650036 Россия
Обследованы 522 женщины русской национальности, проживающие в Кемеровской области России, в том числе 273 больные раком легкого и 249 женщин близкого возраста, не имеющих признаков онкологических заболеваний. Проведен сравнительный анализ полиморфных вариантов генов репарации ДНК APEX1 444T>G (rs1130409), XRCC1 1839G>A (rs25489), hOGG1 977C>G (rs1052133), XPD 2251Т>G (rs13181), XPG 3310G>C (rs17655), XPC 2815A>C (rs2228001) у больных раком легкого и индивидов, не имеющих онкологических заболеваний, проживающих в той же местности. Анализ однолокусных эффектов показал значимые связи между риском рака легкого и вариантами гена XPC 2815A>C (rs2228001) (OR = 0.56, CI: 0.39–0.81, p = 0.0018) в общей группе, гена APEX1 444T>G (rs1130409) (OR = 0.15, CI: 0.03–0.67, p = 0.0027) в группе курящих, генов XPC 2815A>C (rs2228001) (OR = 0.36, CI: 0.18–0.69, p = 0.0051) и hOGG1 977C>G (rs1052133) (OR = 0.57, CI: 0.38–0.85, p = 0.0055) в группе некурящих. MDR-aнализ ген-генных взаимодействий показал, что гены XPD 2251Т>G и XPC 2815A>C, APEX1 444T>G и XPD 2251Т>G тесно взаимодействуют и взаимно усиливают риск развития рака легкого у женщин Западной Сибири.
DOI: 10.31857/S0016675822020138
АНАЛИЗ АССОЦИАЦИЙ ПОЛИМОРФНЫХ ЛОКУСОВ ГЕНА LOXL1 С РАЗВИТИЕМ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМЫ У ЖЕНЩИН ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА РОССИИ
Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Белгород, 308015 Россия; e-mail: churnosov@bsu.edu.ru
Проведено репликативное исследование ассоциаций полиморфизма гена LOXL1 с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ) у женского населения Центрально-Черноземного региона России. Работа выполнена в дизайне “больные–контроль”. Выборка для исследования составила 290 женщин больных ПОУГ и 220 женщин контрольной группы. Проведено генотипирование трех полиморфных локусов гена LOXL1 (rs2165241, rs4886776, rs893818) методом ПЦР (технология Tag-Man зондов). Выявлено, что SNPs гена LOXL1 (rs2165241, rs4886776, rs893818) ассоциированы с ПОУГ у женщин Центрального Черноземья России: аллель С rs2165241 (OR = 0.33–0.45 при рperm ≤ 0.0005), аллели А rs4886776 (OR = 0.62–0.63 при рperm ≤ 0.031) и rs893818 (OR = 0.53–0.62 при рperm ≤ 0.007) и гаплотип CAA rs2165241–rs4886776–rs893818 (OR = 0.56 при рperm = 0.022) имеют протективное значение для развития заболевания, а гаплотип TGG (OR = 2.19 при рperm = 0.001) ассоциирован с повышенным риском развития ПОУГ у женщин.
DOI: 10.31857/S0016675822020047
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ БЕЗЫМЯННЫХ ЗАХОРОНЕНИЙ ПЕРВОЙ ПОЛОВИНЫ XVI в. ИЗ НЕКРОПОЛЯ ВОЗНЕСЕНСКОГО СОБОРА МОСКОВСКОГО КРЕМЛЯ
1 Южный научный центр Российской академии наук, Ростов-на-Дону, 344006 Россия; e-mail: ikornienko@yandex.ru
2 Калмыцкий научный центр Российской академии наук, Элиста, 358000 Россия
3 Государственный историко-культурный музей-заповедник “Московский Кремль”, Москва, 103132 Россия
4 Южный федеральный университет, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского, Ростов-на-Дону, 344090 Россия
5 111 Главный государственный центр судебно-медицинских и криминалистических экспертиз, филиал № 2, Ростов-на-Дону, 344000 Россия
6 Национальный медицинский исследовательский центр онкологии, Ростов-на-Дону, 344037 Россия
Некрополь русских великих княгинь и цариц, погребенных в период 1407–1731 гг. в Вознесенском соборе Московского Кремля, претерпел значительные разрушения, многие саркофаги оказались безымянными, что привело к затруднениям в установлении личности находящихся в нем скелетов. Настоящая работа посвящена идентификации неустановленных останков, предположительно принадлежащих потомкам великой княгини Московской Софьи Палеолог (1455–1503), – ее дочери Евдокии Ивановне и внучке Анастасии Петровне. В исторических летописях сохранились сведения о захоронении в этом храме в первой половине XVI в. двух представительниц великокняжеской семьи. Генетический анализ позволил успешно выполнить непрямую идентификацию двух захоронений периода русского Средневековья из некрополя Вознесенского монастыря Московского Кремля и установить родственные взаимосвязи погребенных. Исследование полиморфных микросателлитных локусов аутосомной ДНК, а также гипервариабельных сегментов митохондриальной ДНК (мтДНК) трех женских скелетов позволило выявить их близкую родственную связь. Анализ гипервариабельных локусов мтДНК показал, что все три скелета, включая останки великой княгини Софьи Палеолог, относятся к одной митогруппе – HV0, которая наиболее распространена среди европейских популяций. Результаты настоящей работы стали крайне важной составляющей для реконструкции истории формирования в XVI в. одной из двух самых престижных усыпальниц Московского Кремля. Полученные данные могут помочь в реконструкции семейных захоронений высшей знати средневекового Русского государства.
DOI: 10.31857/S0016675822020072
АЛГОРИТМ ФИЛЬТРАЦИИ НАБОРОВ ДАННЫХ ДНК-ШТРИХКОДИРОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ СООБЩЕСТВ
Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск, 664033 Россия; e-mail: * andrewkrasnopeev@gmail.com, **e-mail: bukinyura@mail.ru
Определение таксономического разнообразия сообществ является важным этапом многих экологических и мониторинговых исследований экосистем. В основном для таких работ используют методы ампликонной метагеномики (метабаркодинга). В особенности широко метагеномный подход применяется при анализе сообществ микроорганизмов. Представленность определенного таксона в метагеномной пробе при этом определяется количеством (покрытием) расшифрованных нуклеотидных последовательностей. Несмотря на большие размеры выборок расшифрованных нуклеотидных последовательностей, получаемых на платформах секвенирования нового поколения, открытым остается вопрос о статистической достоверности оцениваемых показателей представленности таксонов. Главным образом это касается минорной компоненты исследуемых сообществ. Для решения задачи по оценке статистической репрезентативности выборок расшифрованных последовательностей ДНК для метабаркодинговых исследований нами разработан алгоритм, основанный на использовании бутстреп-метода. Применение данного алгоритма позволяет оценить доверительные интервалы, абсолютные и относительные ошибки показателей представленности таксонов в сообществах. Исходный код, примеры работы и рабочие файлы доступны по адресу: https://github.com/Krasnopeev/otu_error_filtering.
DOI: 10.31857/S0016675822020084
ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ СИГОВ ГРУППЫ Coregonus lavaretus (L.) ИЗ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА (СИБИРЬ) НА ОСНОВЕ ПОЛНОГЕНОМНЫХ ДАННЫХ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК
1 Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630091 Россия; e-mail: yarmak85@mail.ru
2 Томский государственный университет, Томск, 634050 Россия
3 Федеральный исследовательский центр, Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, 660036 Россия
4 Сибирский федеральный университет, Красноярск, 660041 Россия
5 Тюменский государственный университет, Тюмень, 625003 Россия
Систематика комплекса видов европейского сига Coregonus lavaretus (L.) чрезвычайно сложна. Благодаря широкому распространению от Центральной Европы до водоемов Чукотки и высокой биологической пластичности описаны многие формы с различным таксономическим статусом. В Телецком озере (Россия) обитает эндемичная пара сигов – сиг Правдина Coregonus lavaretus pravdinellus и телецкий сиг C. smitti. Ранее было отсеквенировано 106 митогеномов комплекса C. lavaretus из разных популяций Европы, в то время как для сигов из Сибири такие данные полностью отсутствуют. Нами получены митохондриальные геномы C. smitti и C. l. pravdinellus длиной 16 738 пн с высоким покрытием. Митогеномы различаются по 46 позициям (0.27%). Совместный анализ митогеномов C. lavaretus из водоемов Европы и Телецкого озера подтверждает общее происхождение популяций сига восточной части Балтийского моря и водоемов Сибири. Кроме того, анализ полных митогеномов телецкого сига и сига Правдина не подтверждает их отдельный таксономический статус, по крайней мере, на основе мтДНК.
DOI: 10.31857/S0016675822020126
ПОЛИМОРФИЗМ NBS-LRR ГЕНОВ УСТОЙЧИВОСТИ ГИБРИДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ПО ДАННЫМ NBS-ПРОФАЙЛИНГА
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: aichka89@mail.ru
Проведено исследование 49 современных отечественных и зарубежных гибридов сахарной свеклы методом NBS-профайлинга. Уровень полиморфизма NBS-LRR генов устойчивости гибридов сахарной свеклы был достаточно высоким и составил 87.77% (74.21% для 15 отечественных гибридов и 83.80% для 34 зарубежных гибридов), для 11 гибридов были выявлены уникальные NBS-фрагменты. Кластерный анализ полученных данных выявил дифференциацию отечественных и зарубежных гибридов сахарной свеклы, что свидетельствует о различии в их наборах генов устойчивости. Кроме того была выявлена кластеризация ряда зарубежных гибридов в зависимости от селекционной компании.
DOI: 10.31857/S0016675822010118
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 2 – 2022 г.
The Importance of Genetic Isolation in Preserving the Gene Pool of Apis cerana in Fanjingshan Nature Reserve
a Guizhou Institute of Integrated Agriculture Development, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, 1 Jinxin Community, Guiyang, 550006 People’s Republic of China
b Fanjingshan National Nature Reserve Administrator, Jiangkou, 554400 People’s Republic of China
c Jiangkou Bureau of Agriculture and Rural Affairs, Jiangkou, 554400 People’s Republic of China
Correspondence to X. Wei
Nature reserves regulate the genetic conservation of endangered wildlife, plants, and ecosystems. Since honey bees are severely threatened, understanding the role of nature reserves in protecting their genetic variation is necessary. This study used two robust mitochondrial genetic markers (tRNAleu~COII and COI) to analyze the genetic structure of the eastern honey bee Apis cerana Fabricius in and around Fanjingshan National Nature Reserve, China. Private and new reported haplotypes were identified in 197 honey bee colonies in the study area. Based on the network, phylogenetic tree, structure analysis, low F-statistics (0.01251 in tRNAleu~COII, 0.00738 in COI), and great gene flow (35.17 in tRNAleu~COII, 129.82 in COI), all the honey bees inside and outside Fanjingshan Nature Reserve revealed private haplotypes without genetic differentiation between them. We speculated that the nature reserve played a limited positive role in protecting eastern bee genetic resources since no specific population was formed until now. However, new private haplotypes were discovered inside the reserve. This work demonstrates the impact of nature reserves on honey bee genetic resources.