Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений

Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений

В обзоре обсуждаются имеющиеся на сегодняшний день результаты следующих вопросов трансмиссионной генетики процесса соматической гибридизации: а) наличие цитоплазматических гетерозигот среди парасексуального потомства; б) наличие (отсутствие) селективного давления в процессе митотической сегрегации п...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Биополимеры и клетка
Дата:1986
Автори: Глеба, Ю.Ю., Мяшкене, И.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 1986
Теми:
Обзоры
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152421
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений / Ю.Ю. Глеба, И.В. Мяшкене // Биополимеры и клетка. — 1986. — Т. 2, № 1. — С. 5-11. — Бібліогр.: 26 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-152421
record_format dspace
spelling Глеба, Ю.Ю.
Мяшкене, И.В.
2019-06-11T11:11:58Z
2019-06-11T11:11:58Z
1986
Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений / Ю.Ю. Глеба, И.В. Мяшкене // Биополимеры и клетка. — 1986. — Т. 2, № 1. — С. 5-11. — Бібліогр.: 26 назв. — рос.
0233-7657
DOI:http://dx.doi.org/10.7124/bc.000102
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152421
575.1
В обзоре обсуждаются имеющиеся на сегодняшний день результаты следующих вопросов трансмиссионной генетики процесса соматической гибридизации: а) наличие цитоплазматических гетерозигот среди парасексуального потомства; б) наличие (отсутствие) селективного давления в процессе митотической сегрегации плазмагенов; в) косегрегация плазмагенов; г) генетическая рекомбинация плазмагенов; д) генетическое разнообразие цитоплазм, возникающих при соматической гибридизации; е) практические возможности в связи с генетической реконструкцией цитоплазмы.
Обговорюються наявні на сьогодні результати наступних питань трансмісійної генетики процесу соматичної гібридизації: а) наявність цитоплазматичних гетерозигот серед парасексуального потомства; б) наявність (відсутність) селективного тиску в процесі мітотичної сегрегації плазмагенів; в) косегрегація плазмагенів; г) генетична рекомбінація плазмагенів; д) генетичне різноманіття цитоплазм, що виникають при соматичної гібридизації; е) практичні можливості у зв’язку з генетичною реконструкцією цитоплазми.
The paper deals with the available results concerning the following problems of transmission genetics of the somatic hybridization process in higher plants: the presence of cytoplasmic heterozygotes among parasexual progeny; the occurrence of selective pressure in the process of mitotic segregation of plasmagenes; the cosegregation of plasmagenes; genetic recombination of plasmagenes; the genetic diversity of cytoplasms generating via somatic cell fusion; the practical possibilities opened by genetic reconstruction of cytoplasm.
ru
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Биополимеры и клетка
Обзоры
Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
Гібридизація соматичних клітин і можливості аналізу та маніпуляцій генами цитоплазми вищих рослин
Hybridization of somatic cells and possibilities for analysis and manipulations of cytoplasmic genes of higher plants
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
spellingShingle Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
Глеба, Ю.Ю.
Мяшкене, И.В.
Обзоры
title_short Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
title_full Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
title_fullStr Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
title_full_unstemmed Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
title_sort гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений
author Глеба, Ю.Ю.
Мяшкене, И.В.
author_facet Глеба, Ю.Ю.
Мяшкене, И.В.
topic Обзоры
topic_facet Обзоры
publishDate 1986
language Russian
container_title Биополимеры и клетка
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
format Article
title_alt Гібридизація соматичних клітин і можливості аналізу та маніпуляцій генами цитоплазми вищих рослин
Hybridization of somatic cells and possibilities for analysis and manipulations of cytoplasmic genes of higher plants
description В обзоре обсуждаются имеющиеся на сегодняшний день результаты следующих вопросов трансмиссионной генетики процесса соматической гибридизации: а) наличие цитоплазматических гетерозигот среди парасексуального потомства; б) наличие (отсутствие) селективного давления в процессе митотической сегрегации плазмагенов; в) косегрегация плазмагенов; г) генетическая рекомбинация плазмагенов; д) генетическое разнообразие цитоплазм, возникающих при соматической гибридизации; е) практические возможности в связи с генетической реконструкцией цитоплазмы. Обговорюються наявні на сьогодні результати наступних питань трансмісійної генетики процесу соматичної гібридизації: а) наявність цитоплазматичних гетерозигот серед парасексуального потомства; б) наявність (відсутність) селективного тиску в процесі мітотичної сегрегації плазмагенів; в) косегрегація плазмагенів; г) генетична рекомбінація плазмагенів; д) генетичне різноманіття цитоплазм, що виникають при соматичної гібридизації; е) практичні можливості у зв’язку з генетичною реконструкцією цитоплазми. The paper deals with the available results concerning the following problems of transmission genetics of the somatic hybridization process in higher plants: the presence of cytoplasmic heterozygotes among parasexual progeny; the occurrence of selective pressure in the process of mitotic segregation of plasmagenes; the cosegregation of plasmagenes; genetic recombination of plasmagenes; the genetic diversity of cytoplasms generating via somatic cell fusion; the practical possibilities opened by genetic reconstruction of cytoplasm.
issn 0233-7657
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152421
citation_txt Гибридизация соматических клеток и возможности анализа и манипуляций генами цитоплазмы высших растений / Ю.Ю. Глеба, И.В. Мяшкене // Биополимеры и клетка. — 1986. — Т. 2, № 1. — С. 5-11. — Бібліогр.: 26 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT glebaûû gibridizaciâsomatičeskihkletokivozmožnostianalizaimanipulâciigenamicitoplazmyvysšihrastenii
AT mâškeneiv gibridizaciâsomatičeskihkletokivozmožnostianalizaimanipulâciigenamicitoplazmyvysšihrastenii
AT glebaûû gíbridizacíâsomatičnihklítinímožlivostíanalízutamanípulâcíigenamicitoplazmiviŝihroslin
AT mâškeneiv gíbridizacíâsomatičnihklítinímožlivostíanalízutamanípulâcíigenamicitoplazmiviŝihroslin
AT glebaûû hybridizationofsomaticcellsandpossibilitiesforanalysisandmanipulationsofcytoplasmicgenesofhigherplants
AT mâškeneiv hybridizationofsomaticcellsandpossibilitiesforanalysisandmanipulationsofcytoplasmicgenesofhigherplants
first_indexed 2025-11-24T04:41:26Z
last_indexed 2025-11-24T04:41:26Z
_version_ 1850842259952500736
fulltext Обзоры J УДК 575.1 ГИБРИДИЗАЦИЯ СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК И ВОЗМОЖНОСТИ АНАЛИЗА И МАНИПУЛЯЦИЙ ГЕНАМИ ЦИТОПЛАЗМЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ Ю. Ю. Глеба, И. В. Мяшкене Большинство высших растений (включая практически все сельскохо- зяйственные растения) обнаруживают однородительское материнское наследование плазмагенов в процессе обычного полового скрещивания. Таким образом, с помощью половой гибридизации получить гетерози- гота по этим генам невозможно. Многочисленные эксперименты послед- них лет показывают, что гибридные растения, полученные после слия- ния соматических клеток, содержат цитоплазматические гены обоих родителей. Цитоплазматические (внеядерные, внехромосомные) генетические детерминанты (плазмагены) высших растений были обнаружены более 70 лет назад, однако генетика цитоплазмона высших растений и на сегодняшний день остается слабо изученной. На продолжении длитель- ного времени основным препятствием для исследования организацди цитоплазмона средствами формальной генетики было однородительское материнское наследование генов цитоплазмы в половом процессе. По- этому не удивительно, что с появлением техники соматической гибри- дизации особый интерес исследователей вызвала трансмиссия плазма- генов в этом новом процессе гибридизации. Многочисленные экспери- менты, проведенные за последнее десятилетие, однозначно доказали двуродительский способ наследования плазмагенов после слияния сома- тических клеток. Использование метода соматической гибридизации для получения цитоплазматических гетерозигот открывает возможно- сти формального генетического анализа цитоплазматических генов, а также позволяет вести эффективную реконструкцию генных наборов цитоплазмы в клетке высших растений [1]. Цель данного миниобзо- ра — обсуждение имеющихся результатов в решении следующих вопро- сов трансмиссионной генетики процесса соматической гибридизации: а) наличие цитоплазматических гетерозигот среди парасексуального потомства; б) наличие (отсутствие) селективного давления в процессе митотической сегрегации плазмагенов; в) косегрегация плазмагенов; г) генетическая рекомбинация плазмагенов; д) генетическое разнооб- разие цитоплазм, возникающих при соматической гибридизации; е) практические возможности в связи с генетической реконструкцией цитоплазмы. Изучение судьбы цитоплазматических генов в гибридах сомати- ческих клеток в значительной степени усложняется тем, что цитоплаз- мон парасексуального потомства анализируется, как правило, после многократных делений продуктов слияния соматических клеток; при этом теоретически возможно разнообразие генетических событий. По- строить изящную схему эксперимента по трансмиссионной генетике в системе, где одновременно происходят такие независимые события, как селективная элиминация генофоров, митотическая сегрегация и косе- БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 1 2 — 5-722 5 грегация, генетическая рекомбинация, мутационные процессы и др., довольно сложно. Как оказалось, большинство из вышеупомянутых процессов действительно имеют место [2]. Для выявления цитоплаз- матических гетерозигот, возникающих в результате слияния соматиче- ских клеток, было поставлено достаточно много экспериментов, Были подобраны признаки — подходящие маркеры для исследования генети- ческой конституции цитоплазмы высших растений. Из них, как оказа- лось, пластомная хлорофиллдефектность является наиболее чувстви- тельным маркером для селекции цитоплазматических гетерозигот. В 1975 году Глеба с сотр. впервые сообщили о наличии «смешанных» цитоплазм в растениях, полученных после слияния двух линий Nico- tiana tabacum с пластомной хлорофиллдефектностью и ядерной мута- цией типа ауреа [3]. Обнаруженная в этих опытах цитоплазматиче- ская гетерозиготность (пестролистность), в отличие от химерности, передавалась половому потомству. В последующих экспериментах сливали протопласты пластомного мутанта табака либо с цме-анало- гом, содержащим наряду с ядром (геномом) N. tabacum цитоплазму N. debneyi, либо с протопластами N. debneyi [4]. В потомстве, полу- ченном в обоих видах опытов по слиянию, были обнаружены пестро- листные растения. Анализ рибулезодифосфаткарбоксилазы-оксигеназы (большая субъединица которой кодируется хлоропластной ДНК) и гибридологические скрещивания подтвердили цитоплазматическую ге- терозиготность как результат гибридизации, а не химерности и/или му- тационных изменений, так как большая субъединица содержала поли- пептиды и табака, и дикого вида, а пестролистность передавалась час- ти полового потомства. Пестрые растения содержали в тканях листа так называемые «смешанные» клетки, т. е. клетки со смесью нормаль- ных и дефектных пластид. Гетерозиготность по генам пластомной хло- рофиллдефектности, когда в качестве одной из родительских форм был пластомный мутант, наблюдали у гибридов после соматического слия- ния во всех исследованиях [5—7]. В последних, наиболее обширных и убедительных экспериментах [8, 9], изучали регенеранты из клони- рованных гетероплазматических продуктов слияния Nicotiana, где в качестве одного из родителей был использован пластомный хлоро- филлдефектный мутант, а другими служили четыре формы аналогов с цитоплазматической мужской стерильностью аллоплазматической природы и два диких вида Nicotiana. Во всех видовых комбинациях цитоплазм, хотя и не во всех клонах, среди регенерантов были обна- ружены пестрые растения. Пестролистность была связана с наличием хлоропластных Д Н К обоих родительских видов и гетерозиготностью полипептидного состава большой субъединицы РДФК/О, с присутстви- ем гетеропластидных клеток в мезофильных тканях пестрых растений, а также с материнским наследованием пестроты частью полового по- томства. Из экспериментов следует, что, во-первых, в процессе слияния соматических клеток внеядерные генные детерминанты наследуются двуродительски — это относится ко всем признакам, кодируемым плаз- магенами во всех изученных видовых комбинациях; во-вторых, состоя- ние гетерозиготности, возникающее вследствие слияния протопластов, является относительно длительным, и цитоплазматические гетерозиго- ты могут быть обнаружены после многократных клеточных делений, происходящих вслед за слиянием. Эти выводы следуют из опытов с межвидовыми комбинациями цитоплазм Nicotiana, но, по всей видимо- сти, они справедливы для всех экспериментальных систем, в которых не применяли селективное давление в пользу генов какой-либо из ци- топлазм при селекции гибридов. Следует отметить, что большинство выводов о наследовании цитоплазматических генов при соматической гибридизации высших растений основано не на прямой демонстрации существования среди потомков цитоплазматических гетерозигот, а лишь на данных изучения спектров сегрегантов по плазмагенам [10—17]. 6 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, .1Mb 1 Сегрегация и рекомбинация плазмагенов Основная особенность поведения плазмагенов — это их сегрегация в процессе митотических делений клеток с цитоплазматической гетеро- зиготностью. Это ведет к митотической рассортировке генов цитоплаз- мы и, следовательно, к выщеплению генетически новых гомозиготных по этим генам форм. Такое расщепление может происходить с разной скоростью для разных генов и сама возможность обнаружения гетеро- зигот по плазмагенам зависит от скорости сегрегационного процесса. Поэтому не удивительно, что при анализе парасексуальных гибридов исследователи чаще всего обнаруживали цитоплазматические гомози- готы-сегреганты. Ценную информацию об организации цитоплазмона представило бы изучение всего спектра цитоплазматических сегреган- тов. Это позволило бы определить генетическое разнообразие получен- ных с помощью соматической гибридизации цитоплазм. В настоящее время уже очевидно, что процесс сегрегации не является случайным. Полный анализ этого процесса должен помочь выяснению возможного влияния следующих факторов: а) селективного давления в пользу тех или иных генофоров цитоплазмы; б) сцепленной сегрегации или косе- грегации плазмагенов; в) возникновения новых признаков за счет гене- тической рекомбинации. Селективное давление, направленное против специфических гено- форов, может проявляться как выщепление только одного класса сегре- гантов, несущих пластиды (митохондрии) одного из родительских видов. Во всех работах, где исследовали достаточное количество гиб- ридных растений, возникших из независимых продуктов слияния прото- пластов, наблюдали чаще всего не один, а оба типа родительских плас- тид и митохондрий [5—7, 9, 10, 12]. Таким образом, можно сделать вывод, что сегрегация органелл происходит случайным образом, и пока что нет неоспоримых доказательств того, что на уровне цитоплазмати- ческих гетерозигот, полученных в результате слияния соматических клеток, имеет место выраженное селективное давление. Можно с уве- ренностью утверждать, что наблюдаемые в случае с генами пластид результаты являются результатами сегрегации, а не какого-либо дру- гого генетического процесса, скажем рекомбинации, так как пластом- ные сегреганты во всех случаях полностью идентичны родительским формам. Что касается генов митохондрий, то здесь положение более сложное и на сегодняшний день нельзя дать однозначного ответа (см. ниже). Из экспериментальных данных следует, что в процессе митотичес- кой сегрегации плазмагены выщепляются определенными группами, группами косегрегации [18], что свидетельствует о существовании в ци- топлазме групп сцепления генов. Этот путь выявления групп сцепления внеядерных генов называют косегрегационным анализом [19]. Такие исследования представляют особенную ценность в опытах с высшими растениями, цитоплазма клеток которых содержит как минимум два генофора (хлоропласты и митохондрии). Исследования, проведенные во многих лабораториях мира, показали, что такие признаки, как ус- тойчивость к тентоксину, стрептомицину, атразину, пластомная хло- рофиллдефектность, полипептидный состав большой субъединицы РДФК/О, косегрегируют с соответствующим типом хлоропластной ДНК, т. е. они кодируются пластомом [6—9, 20]. Эти данные хорошо согласуются с ранее полученными результатами генетических и биохи- мических анализов. Так, ранее было установлено, что мутация плас- томной хлорофиллдефектности связана с физическими изменениями хлоропластной ДНК; уже проведено картирование гена большой субъ- единицы РДФК/О на хлоропластной ДНК; также показано, что резис- тентность к тентоксину и атразину связана соответственно с изменения- ми одного из полипептидов сопрягающего фактора и белка из фото- системы II с молекулярной массой 32 000. которые локализованы в БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 1 2 — 7-722 5 хлоропластах и кодируются хлоропластной ДНК. Однако только сома- тическая гибридизация клеток позволила подтвердить эти выводы с по- мощью строгого формального генетического анализа. Два признака: ци- топлазматическая мужская стерильность и связанные с ней морфоло- гические изменения цветка сегрегируют независимо от хлоропластной Д Н К и в то же время косегрегируют с соответствующим типом мито- хондриальной Д Н К [4, 7, 8, 12, 13, 21—23]. Данные косегрегации ми- тохондриальной Д Н К и генов цмс следует в настоящее время рассмат- ривать осторожно, так как митохондриальная Д Н К в процессе гибри- дизации клеток подвергается значительным перестройкам. Тем не менее в большинстве работ наблюдается корреляция между количест- венным преобладанием видоспецифических фрагментов того или иного родителя и экспрессией признаков цмс(мф), фенотипически маркиру- ющих тот же вид цитоплазмы. Следующий логический шаг в исследованиях групп сцепления плаз- магенов состоит в пропускании через «множественные гетерозиготы» всех известных внеядерных генов, что позволит установить связь плаз- магенов с теми или иными группами сцепления. В настоящее время уже подтверждено существование двух групп сцепления плазмагенов высших растений. Следует подчеркнуть, что у других типов эукариот генетическими методами не обнаружено более одной группы сцепления плазмагенов. До настоящего времени почти все исследователи, изучая хлоро- пластную Д Н К соматических гибридов, находили только чисто роди- тельские формы ДНК. В связи с этим возможность рекомбинации хло- ропластной Д Н К в процессе гибридизации соматических клеток каза- лась сомнительной. Однако недавно проведенные исследования, в кото- рых применяли селекцию в пользу рекомбинантных форм пластома, оказались успешными и уже можно сделать вывод, что рекомбинация хлоропластных ДНК, хотя и с весьма низкой частотой, все же проис- ходит и может быть обнаружена имеющимися методами генетики [24]. В противоположность хлоропластной митохондриальная Д Н К под- вергается частым и крупным перестройкам в процессе гибридизации клеток [13, 22, 23, 25]. Анализ большинства соматических г ибридов об- наружил уникальные типы митохондриальных Д Н К у каждого из них. Наборы фрагментов, полученных при гидролизе специфическими рес- триктазами, у разных гибридов варьируют и для большинства растений помимо специфических фрагментов, характерных родительским видам, было выявлено от одного до нескольких новых фрагментов. Такие из- менения могут быть следствием: а) взаимодействия родительских мо- лекул, которое приводит к возникновению рекомбинантных форм молекул митохондриальных ДНК, содержащих нуклеотидные последо- вательности обоих родительских видов; б) рекомбинации между моле- кулами одного вида; в) внутримолекулярных перестроек; г) селектив- ного размножения и доминирования таких молекулярных форм в гиб- ридной цитоплазме, которые составляли минорную часть гетерогенной популяции митохондриальных Д Н К в родительских клетках и поэтому не обнаруживались там. Хотя еще рано говорить о рекомбинации ми- тохондриальных Д Н К на данном этапе исследований, все же ясно, что гибридизация соматических клеток в противоположность половому скрещиванию приводит к значительным изменениям в геноме митохон- дрий. Следовательно, гибридизация соматических клеток открывает заманчивые возможности для генетического анализа и реконструкции хондриома высших растений [26]. Практические возможности в связи с реконструкцией цитоплазмы Гибридизация соматических клеток и возможности получения цито- плазматических гетерозигот могут заинтересовать селекционера в двух отношениях. Во-первых, слияние соматических клеток позволяет в один 8 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 1 2 — 8-722 5 цикл гибридизации синтезировать формы, несущие ядро одного роди- теля наряду с цитоплазмой другого. Такого рода «пересадку» цито- плазмона в ряде случаев осуществляют и с помощью обычного скрещи- вания, однако традиционные методы связаны с длительной (многократ- ной) рекуррентной гибридизацией и поэтому малоэффективны; кроме того, не во всех случаях родительские виды можно скрестить. В насто- ящее время задачи пересадки генов цитоплазмы, в частности генов, контролирующих цмс и устойчивость к гербицидам, практически реша- ются с помощью слияния соматических клеток для таких видов, как табак, капуста, рапс, турнепс, петунья и др. Конкретным примером технического решения вопроса, т. е. путем замещения цитоплазмы, яв- ляются работы по переносу генов устойчивости к атразину — гербициду триазинового типа. Этот признак кодируется геном пластома. У ряда культурных растений устойчивость может быть получена путем пере- садки хлоропластов диких сородичей, выработавших такую устойчи- вость. С помощью соматической гибридизации подобный перенос осу- ществлен от сурепицы к рапсу и турнепсу [26]. Делаются попытки (с той же целью) пересадить пластиды от черного паслена картофелю [20]. Во-вторых, слияние клеток позволяет, как видно из вышеизложенного, довольно радикально реконструировать генные наборы цитоплазмы и путем совмещения пластома одного вида с хондриомом другого в одной клетке, и с помощью рекомбинации органельных ДНК. Поскольку вли- яние генов цитоплазмы на практически важные показатели культурных растений изучено слабо, конкретные направления исследований можно лишь предполагать, однако примеры удачных решений уже имеются. Так, цмс-аналоги рапса, получаемые на основе цитоплазмы редиса, не находили практического применения из-за чувствительности их к низ- ким температурам. Недавние исследования показали, что полученные слиянием протопластов рекомбинантные цмс-формы рапса, несущие пластиды от рапса, а митохондрии от редиса, этого недостатка не имеют. Выводы Гибридизация соматических клеток позволяет создавать новые комби- нации родительских плазмагенов у высших растений, в частности, этим путем можно получить: а) гетерозиготные по внеядерным генам расте- ния; б) растения с ядром одного, а цитоплазмой другого вида; в) рас- тения, несущие стабильный набор некоторых внеядерных генов одного родителя плюс набор иных внеядерных генов другого. Получить такие комбинации с помощью обычного полового скрещивания очень трудно или вообще невозможно. Возможности манипуляции плазмагенами рас- тительных клеток при помощи парасексуальной гибридизации представ- ляют теоретический и прикладной интерес. Теоретически получение ге- терозигот по цитоплазмону с помощью слияния протопластов означает возможность использования тонкой техники для проведения формаль- ного генетического анализа плазмагенов клеток высших растений. Наи- более многообещающей перспективой на данном этапе является изуче- ние групп сцепления плазмагенов и возможность выявления и приме- нения генетической рекомбинации цитоплазматических генов. Перенос цитоплазмы, в частности перенос плазмагенов, ответственных за цмс, резистентность к гербицидам, патогенам, устойчивость к низким тем- пературам и др., от одного вида к другому является реальным приме- нением метода соматической гибридизации на сегодняшний день. Гене- тическое разнообразие внеядерных генов в растительных сортах может быть увеличено не только путем замены цитоплазмона, но и перестрой- ки родительских цитоплазмонов, что стало бы еще одним практическим результатом использования метода соматической гибридизации. Хлоро- пласты и митохондрии отвечают за снабжение энергией растительных клеток, поэтому генетическая реконструкция этих органелл является БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 1 2 — 9-722 5 существенной частью любой действительно всеохватывающей програм- мы селекции сельскохозяйственных растений. С помощью метода гиб- ридизации соматических клеток мы вступаем сейчас в эру селекции цитоплазмы. H Y B R I D I Z A T I O N OF SOMATIC CELLS A N D P O S S I B I L I T I E S FOR A N A L Y S I S A N D M A N I P U L A T I O N S OF CYTOPLASMIC G E N E S O F H I G H E R P L A N T S Yu. Yu. Gleba, I. V. M y a s h k e n e N. G. Kholodny Inst i tute of Botany , Academy of Sc iences of the Ukrainian SSR, Kiev Institute of Botany , Academy of Sc iences of the Lithuanian SSR, Vilnius S u m m a r y The paper deals wi th the avai lable results concerning the f o l l o w i n g problems of transmis- s ion genet ics of the somat ic hybridization process in higher plants: the presence of cyto- plasmic he terozygotes a m o n g parasexual progeny; the occurrence of se lect ive pressure in the process of mitotic s egrega t ion of p lasmagenes ; the cosegregat ion of p la smagenes ; genet i c recombinat ion of p lasmagenes ; the genet ic diversity of cy top lasms generat ing via somat ic cell fusion; the practical possibi l i t ies opened by genet ic reconstruction of cy- toplasm. 1. Глеба Ю. Ю., Сытник К. M. Клеточная инженерия растений.— Киев : Наук, думка, 1984.—160 с. 2. Gleba Yu., Evans D. A. Hybridizat ion of somat ic plant cel ls and genet ic ana lys i s / / Advances in gene technology: Molecular genet ics of p lants and animals / Eds. K. D o w n e y et a l . — N e w York: Acad, press, 1 9 8 3 . — P . 131 — 145. 3. Глеба Ю. Ю., Бутенко P. ГСытник К. Μ. Слияние протопластов и парасексуаль- ная гибридизация у Nicotiana tabacum L. / / Д о к л . АН СССР.—1975.—221, № 5.— C. 1196—1198. 4. Π ар асексуальные цитоплазматические гибриды (цибриды) N. tabacum + N. debneyi, полученные слиянием протопластов / Ю. Ю. Глеба, Η. М. Пивень, И. К. Комарниц- кий, К. М. С ы т н и к / / Т а м же.—1978.—240, № 5 . — С . 1223—1226. 5. Glimelius КBonnett Η. Т. Somat ic hybridization in Nicotiana: Restorat ion of pho- toautotrophy to an albino mutant with defect ive p l a s t i d s / / P l a n t a ' — 1 9 8 1 . — 1 5 3 , N 6.— P. 497—503. 6. Chloroplast transfer in Nicotiana based on metabol ic complementat ion between irra- diated and iodoacetate treated protoplasts / V. A. Sidorov, L. Menczel , F. N a g y , P. Ma- l i g a / / P l a n t a . — 1 9 8 1 . — 1 5 2 , N 3 . — P . 341—345. 7. Generation of h e t e r o p l a s t i c Nicotiana cybrids by protoplast fus ion / R. Fluhr, D. Avid, E. Galun, M. E d e l m a n / / T h e o r . Appl. Genet .—1984.—67, N 6 — P . 491—498. 8. Transmission genet ics of somat ic hybridization process in Nicotiana. I. Hybrids and cybrids a m o n g the regenerates from cloned protoplast fus ion p r o d u c t s / Y u . Gleba, I. Meshkiene, N. N. Kolesnik et al. / / Ibid.— 1984.—69, N 2 . — P . 121 — 128. 9. Transmission genet ics of the somat ic hybridization process in Nicotiana. II. P las to - me he terozygotes / Yu. Gleba, І. K. Komarnitsky, N. N. Kolesnik et a l . / / M o l . and Gen. Genet .—1985.—198, N 5 . — P . 476—481. 10. Chen K., Wildmann S. G., Smith Η. H. Chloroplast D N A distribution in parasexual hybrids as s h o w n by polypeptide composi t ion of Fraction I p r o t e i n / / P r o c . Nat . Acad. Sci. USA.—1977 .—74, N 1 6 , — P . 5109—5112. 11. Belliard G., Pelletier G., Ferault M. Fus ion de protoplastes de Nicotiana tabacum a cy top lasmes differents: etude des hybrides cytoplasmiques neoformes / / CR Acad. Sci. D . — 1 9 7 7 . — 2 8 4 . — P . 749—752. 12. Morphological characterist ics and chloroplast D N A distribution in different cyto- plasmic parasexual hybrids of Nicotiana tabacum / G. Belliard, G. Pelletier, F. Vedel , F. Quetier / / М о ї . and Gen. G e n e t . — 1 9 7 8 — 1 6 5 , N 3 . — P . 231—238. 13. Belliard G., Vedel F., Pelletier G. Mitochondrial recombination in cytoplasmic hybrids of Nicotiana tabacum by protoplast f u s i o n / / N a t u r e — 1 9 7 9 . — 2 8 1 , N 5 7 3 0 . — P . 401— 402. 14. Scowcroft Ψ. R., Larkin P. J. Chloroplast D N A assorts randomly in intraspecif ic so- matic hybrids of N. debneyi / / Theor. Appl. Genet .— 1981.—60, N 2 . — P . 179—184. 15. Melchers G., Sacristan M. D., Holder A. A. Somat ic hybrid plants of potato and to- mato regenerated from fused p r o t o p l a s t s / / C a r l s b e r g Res. C o m m . — 1 9 7 8 — 4 3 . — P. 203—218. 16. Streptomycin res istant and sensi t ive somat ic hybrids of N. tabacum N. knightia- na : correlation of res istance to N. tabacum p last ids / L. Menczel , F. N a g y , Z. Kiss, P. M a l i g a / / T h e o r . Appl. Genet .—1981.—59, N 2 . — P . 191 — 198. 10 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 1 2 — 10-722 5 17. Schiller В., Herrmann R. G., Melchers G. Restriction endonuclease analysis of plastid DNA from tomato, potato and some of their somatic hybrids / / М о ї . and Gen. Genet.— 1982.—186, N 4 . — P . 453—459. 18. Gleba Yu., Evans D. A. Hybridization of somatic plant cells : genetic a n a l y s i s / / G e - netic Engineering / Eds. J. K. Setlow, A. Hollander.— New York: Plenum press, 1984.— P. 175—209. 19. Сэджер P. Цитоплазматические гены и органеллы.— Μ . : Мир, 1975.—423 с. 20. Gressel J., Cohen Ν., Binding Η. Somatic hybridization of an atrazine resistant bio- type of Solanum nigrum with Solanum tuberosum // Theor. Appl. Genet.—1984.—67, N 2 / 3 . — P . 131 — 134. 21. Zelcer Α., Avid D., Galun E. Interspecific transfer of cytoplasmic male sterility by fusion between protoplasts of normal Nicotiana sylvestris and X / ray irradiated pro- toplasts of male-sterile N. tabacum//Z. Pflanzenphysiol .— 1978.—90, N 4 . — P . 397— 407. 22. Nagy F., Torok I., Maliga P. Extensive rearrangements in the mitochondrial DNA in somatic hybrids of N. tabacum + N. k η і gh tiana 11 Мої. and Gen. Genet.—1981.—183, N 3.— P. 437—439. 23. A heteropiasmic state induced by protoplast fusion is a necessary condition for de- tecting rearrangements in Nicotiana mitochondrial DNA / F. Nagy, G. Lazar, L. Menc- zel, P. M a l i g a / / T h e o r . and Appl. Genet.—1983.—66, N 3/4.— P. 203—209. 24. Medgyesy P., Fejes E., Maliga P. Interspecific chloroplast recombination in a Nico- tiana somatic hybr id / /Proc . Nat. Acad. Sci. USA.—1985.—82, N 12.—P. 4062—4079. 25. Cytoplasmic hybridization in Nicotiana / E. Galun, P. Arzee-Gonen, R. Fluhr et al. / / Мої. and Gen. Genet.—1982.—186, N 1 .—P. 50—56. 26. Intergeneric cytoplasmic hybridization in Cruciferae by protoplast fusion / G. Pelle- tier, C. Primard, F. Vedel et a l . / / I b i d . — 1983.—191, N 2 . — P . 244—250. Ин-т ботаники им. Η. Г. Холодного АН УССР, Киев Получено Ин-т ботаники АН ЛитССР, Вильнюс 10.07.85 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, Кя 1 11

Схожі ресурси