<<<  Назад

2016 год, № 60

УДК: 575.222:575.2.084:577.21:633.63
ГРНТИ: 68.35.33:34.23.17

ИЗМЕНЧИВОСТЬ В АГАМОСПЕРМНЫХ ПОТОМСТВАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

В статье дан краткий обзор проведенных авторами исследований агамоспермии у сахарной свеклы. Приводятся данные, свидетельствующие о том, что наблюдаемый в агамоспермных потомствах полиморфизм представляет собой результат специфических генетических процессов, определяемых особым статусом генома растений, склонных к агамоспермному размножению. Этот вывод был сделан на основе анализа соотношений фенотипических классов изоферментов в потомствах агамоспермноразмножающихся растений. Использование изоферментов, характеризующихся кодоминантным наследованием, в качестве генетических маркеров позволяет выявлять в потомстве гетерозиготного по маркерному гену диплоидного растения все три фенотипических класса: два гомозиготных класса и один гетерозиготный, например FF, SS и FS. В агамоспермных потомствах часто встречается соотношение 3FF:8FS:3SS. Такое соотношение характерно для гамет тетраплоида генотипа FF/SS. Это позволяет предполагать, что полученное от диплоидного растения агамоспермное потомство развилось из диплоидных гамет, которые, в свою очередь, возникли в результате мейоза тетраплоидных клеток, присутствующих в качестве примеси среди основной массы диплоидных клеток материнского растения. Также получены данные, указывающие на то, что на соотношение фенотипических классов может оказывать влияние уровень политении хромосом или их отдельных участков в клетках, вступающих в эмбриогенез без оплодотворения. Полиморфизм в таком случае возникает благодаря диминуции, потере излишних копий аллелей маркерных генов, которая происходит по вероятностным законам, т.е. по законам комбинаторики. В случае диминуции полиморфизм не связан с изменениями плоидности, которые происходят при мейозе и слиянии гамет. Обнаружено также, что в клетках агамоспермноразмножающихся растений существует специфическая структурная организация ферментных локусов, выявляемая методом ПЦР.
Ключевые слова: Агамоспермия, миксоплоидия, политения, изоферменты, соотношения фенотипов, сахарная свекла

Литература:

1. Gustafsson, A. Apomixis in higher plants / A. Gustafsson // Lunds. Univ. Arsskz. N. S. Sect. 2. - 1947. - Vol. 43, № 12. - P. 184-370.
2. Малецкий, С. И. Самофертильность и агамоспермия у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) / С. И. Малецкий, Е. И. Малецкая // Генетика. - 1996. - Т. 32, № 12. - С. 1643-1650.
3. Левитес, Е. В. Псевдосегрегация в агамоспермных потомствах пыльцестерильных растений сахарной свеклы (Beta vularis L.) / Е. В. Левитес, Т. Шкутник, О. Н Овечкина, С. И. Малецкий // Доклады РАН. - 1998. - Т. 362. - № 3. - С. 430-432.
4. Малецкий, С. И. Автосегрегация и сцепленное наследование в агамоспермных потомствах сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) / С. И. Малецкий Е. В. Левитес, Е. И. Малецкая, О. Н. Овечкина // Генетика. - 1998. - Т. 34. - № 4. - С. 520-527.
5. TschermakWoess, E. Űber Kernstrukturen in den endopolyploiden antipoden von Clivia miniata / E. TschermakWoess // Chromosoma. - 1957. - Bd. 8. - S. 637-649.
6. Hasitschka-Jenschke, G. Vergleichende karyologische untersuchungen an Antipoden / G. Hasitschka-Jenschke // Chromosoma. - 1959. - Bd. 10. - S. 229-267.
7. Odenbach, W. Histologische und cytologische Untersuchungen der Entwicklungsvorgange nach der Bestaubung von Gerste mit Roggen / W. Odenbach // Zs. Pflanzenzucht. - 1965. - Bd. 53. - S. 1-52.
8. Ивановская, Е. В. Функциональная эмбриология политенных хромосом антипод пшеницы / Е. В. Ивановская // Цитология. - 1973. - Т. 15, № 12. - C. 1445-1452.
9. Hakansson, A. Notes on the giant chromosomes of Allium nutans / A. Hakansson // Bot. Notiser. - 1957. - Vol. 110. - № 2. - P. 196-200.
10. Nagl, W. Endopolyploidy and Polyteny in Differentiation and Evolution / W. Nagl. - Amsterdam; The Netherlands : North Holland Publ. Co, 1978. - 283 p.
11. Czapik, R. Enigma of apogamety / R. Czapik // Protoplasma. - 1999. - Vol. 208. - P. 206-210.
12. Batygina, T. B. The reproductive system and germination in Orchids / T. B. Batygina, E. A. Bragina, V. E. Vasilyeva // Acta Biol. Cracovensia Series Botanica. - 2003. - Vol. 45. - № 2. - P. 21-34.
13. Nagl, W. Mikrophotometrische DNS Messungen an Interphase - und Ruhekernen sowie Mitosen in der Samenanlage von Pinus silvestris / W. Nagl // Z. Pflanzenphysiol. - 1967. - Bd. 56. - S. 40-56.
14. Ермаков, И. П. Цитохимическое изучение ДНК в процессе созревания яйцеклетки и в раннем эмбриогенезе у Pinus sibirica Du Tour / И. П. Ермаков, Л. М. Баранцева, Н. П. Матвеева // Онтогенез. - 1981. - Т. 12. - № 4. - С. 339-345.
15. Морозова, Е. М. Дополнительная ядерная ДНК в клетках зародышевых мешков Haemanthus albiflos и Ornithogalum caudatum / Е. М. Морозова // Изв. РАН. Серия Биол. - 2002. - № 2. - С. 238-242.
16. Mericle, L. W. Nuclear DNA complement in young proembryos of barley / L. W. Mericle, R. P. Mericle // Mutat. Res. - 1970. - Vol. 10, № 10. - P. 508-518.
17. Vallade, J. Niveaux de DNA dans les noyaux zygoteniques chez Ie Petunia hybrida hort / J. Vallade, A. Cornu, S. Essad, J. Alabouverte // Bull. Soc. Bot. France. 1978. - Vol. 125. - №1/2. - P. 253-258.
18. Levites, E. V. Sugarbeet plants produced by agamospermy as a model for studying genome structure and function in higher plants / E. V. Levites // Sugar Tech. - 2005. - Vol. 7. - № (2&3). - P. 67-70.
19. Levites, E. V. Marker enzyme phenotype ratios in agamospermous sugarbeet progenies as a demonstration of multidimensional encoding of inherited information in plants / A. I. Ermakov. - [Electronic resource]. - Access mode: http://arxiv.org/abs/q-bio/0701027.
20. Левитес, Е. В. Сахарная свекла как модельный объект при исследовании кодирования наследственной информации у растений / Е. В. Левитес // Энциклопедия рода Beta. Биология, генетика и селекция свеклы. - Новосибирск: Сова. - 2010. - С. 302-317.
21. Levites, E. V. Post-meiotic apozygotic combinatory process in sugar beet (Beta vulgaris L.) / E. V. Levites, S. S. Kirikovich // Advances in Bioscience and Biotechnology. - 2012. - Vol. 3. - № 1. - P. 75-79.
22. Haldane, J. B. S. Theoretical genetics of autopolyploids / J. B. S. Haldane // J. Genet. - 1930. - Vol. 22. - № 3. - P. 359-372.
23. Weber, E. Grundriss der biologischen statistic / E. Weber. - Stuttgart: Gustav Fischer Verlag, 1986. - P. 652.
24. Карташов, М. Ю. Оценка изменчивости уровня копийности ферментных генов в агамоспермном потомстве сахарной свеклы методом ПЦР в реальном времени / М. Ю. Карташов, Н. А. Виниченко, С. С. Кирикович, Е. В. Чаусов, В. А. Терновой, Е. В. Левитес // Международная научная конференция «Наука - XXI век» Россия (г. Москва, 27-28 февраля 2015 г.). - М., 2015. - С. 49-55.
25. Vinichenko, N. A. The genetic instability of the Adh1 locus alleles in sugar beet agamospermous progeny / N. A. Vinichenko, S.S. Kirikovich, E. V. Levites // Sugar Tech. - 2006. - Vol. 8. - № 4. - P. 288-291.
26. Nagl, W. Photoperiodic control of activity of the suspensor polytene chromosomes in Phaseolus vulgaris / W. Nagl // Z. Pflanzenphysiol. - 1973. - Bd. 70. - S. 350-357.
27. Levites, E. V. Influence of external conditions on the combinatorial processes at agamospermy / E.V. Levites, S. S. Kirikovich // Advances in Bioscience and Biotechnology. - 2013. - Vol. 4. - P. 89-94.
28. Кирикович, С. С. Автосегрегация по локусу, контролирующему малик-фермент, в агамоспермном потомстве триплоидного растения сахарной свеклы / С. С. Кирикович, Е. В. Левитес // Биология развития: морфогенез репродуктивных структур и роль соматических, стволовых клеток в онтогенезе и эволюции : материалы международной конференции (13-16 декабря 2010 г.) - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. - С. 71-73.
29. Levites, E. V. Autosegregation of enzyme loci Me1 and Gpi2 in agamospermous progenies of triploid sugar beet plants / E. V. Levites, S. S. Kirikovich. - [Electronic resource] Access mode: http:// precedings.nature.com/documents/5464/version/1.

Авторы:

1. Левитес Евгений Владимирович, канд. биол. наук, ст. научный сотрудник; Лаборатория популяционной генетики растений, Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН.
2. Кирикович Светлана Сергеевна, канд. биол. наук, научный сотрудник; Лаборатория популяционной генетики растений, Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН.
3. Виниченко Наталья Александровна, мл. научный сотрудник; Лаборатория популяционной генетики растений, Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН.