Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)

Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)

Проведено сравнительное изучение ядерных и митохондриальных геномов аллоплазматических линий, полученных при беккроссировании и самоопылении ячменно-пшеничных гибридов H. marinum subsp. gussoneanum х T. aestivum. Определен их хромосомный состав и выявлена взаимосвязь между организацией ядерных ге...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Фактори експериментальної еволюції організмів
Datum:2010
Hauptverfasser: Трубачеева, Н.В., Першина, Л.А.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2010
Schlagworte:
Механізми взаємодії та експресії генетичних систем
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177694
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28) / Н.В. Трубачеева, Л.А. Першина // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 104-107. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177694
record_format dspace
spelling Трубачеева, Н.В.
Першина, Л.А.
2021-02-16T15:16:01Z
2021-02-16T15:16:01Z
2010
Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28) / Н.В. Трубачеева, Л.А. Першина // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 104-107. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
2219-3782
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177694
Проведено сравнительное изучение ядерных и митохондриальных геномов аллоплазматических линий, полученных при беккроссировании и самоопылении ячменно-пшеничных гибридов H. marinum subsp. gussoneanum х T. aestivum. Определен их хромосомный состав и выявлена взаимосвязь между организацией ядерных геномов, родительским типом 18S/5S повтора и проявлением фертильности растений.
The comparative study of nuclear and mitochondrial genomes of alloplasmic lines produced using backcrossing and self-pollination of barley-wheat hybrids H. marinum subsp. gussoneanum х T. aestivum have been performed. Chromosome composition of these lines and the correlation between nuclear genome organization, parental type of the 18S/5S mitochondrial repeat and fertility of plants were established.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (№ 08-04-00598), Комплексного интеграционного проекта СО РАН, Программы Президиума РАН “Биоразнообразие и динамика генофондов”.
ru
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Фактори експериментальної еволюції організмів
Механізми взаємодії та експресії генетичних систем
Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)
spellingShingle Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)
Трубачеева, Н.В.
Першина, Л.А.
Механізми взаємодії та експресії генетичних систем
title_short Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)
title_full Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)
title_fullStr Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)
title_full_unstemmed Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28)
title_sort взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы t. aestivum l. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hh. marinum subsp. gussoneanum hudson (2n=28)
author Трубачеева, Н.В.
Першина, Л.А.
author_facet Трубачеева, Н.В.
Першина, Л.А.
topic Механізми взаємодії та експресії генетичних систем
topic_facet Механізми взаємодії та експресії генетичних систем
publishDate 2010
language Russian
container_title Фактори експериментальної еволюції організмів
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
format Article
description Проведено сравнительное изучение ядерных и митохондриальных геномов аллоплазматических линий, полученных при беккроссировании и самоопылении ячменно-пшеничных гибридов H. marinum subsp. gussoneanum х T. aestivum. Определен их хромосомный состав и выявлена взаимосвязь между организацией ядерных геномов, родительским типом 18S/5S повтора и проявлением фертильности растений. The comparative study of nuclear and mitochondrial genomes of alloplasmic lines produced using backcrossing and self-pollination of barley-wheat hybrids H. marinum subsp. gussoneanum х T. aestivum have been performed. Chromosome composition of these lines and the correlation between nuclear genome organization, parental type of the 18S/5S mitochondrial repeat and fertility of plants were established.
issn 2219-3782
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177694
citation_txt Взаимодействие ядерных и митохондриальных геномов в процессе формирования аллоплазмтических линий мягкой пшеницы T. aestivum L. (2n=42), несущих цитоплазму дикорастущего ячменя hH. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28) / Н.В. Трубачеева, Л.А. Першина // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 104-107. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT trubačeevanv vzaimodeistvieâdernyhimitohondrialʹnyhgenomovvprocesseformirovaniâalloplazmtičeskihliniimâgkoipšenicytaestivuml2n42nesuŝihcitoplazmudikorastuŝegoâčmenâhhmarinumsubspgussoneanumhudson2n28
AT peršinala vzaimodeistvieâdernyhimitohondrialʹnyhgenomovvprocesseformirovaniâalloplazmtičeskihliniimâgkoipšenicytaestivuml2n42nesuŝihcitoplazmudikorastuŝegoâčmenâhhmarinumsubspgussoneanumhudson2n28
first_indexed 2025-11-26T03:44:38Z
last_indexed 2025-11-26T03:44:38Z
_version_ 1850610505472802816
fulltext 104 ТРУБАЧЕЕВА Н.В., ПЕРШИНА Л.А. Институт цитологии и генетики СО РАН Россия, г. Новосибирск, пр-т Лаврентьева 10, e.mail:natas@bionet.nsc.ru ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНЫХ И МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ГЕНОМОВ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ АЛЛОПЛАЗМТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ T. AESTIVUM L. (2n=42), НЕСУЩИХ ЦИТОПЛАЗМУ ДИКОРАСТУЩЕГО ЯЧМЕНЯ H. MARINUM SUBSP. GUSSONEANUM HUDSON (2n=28) Отдаленная гибридизация и аллополиплоидизация лежат в основе видообразования многих покрытосеменных растений (Soltis, 2000). Кроме того, отдаленная гибридизация способствует переносу генов между видами без изменения их таксономической принадлежности (Rieseberg et al., 2007). Такой механизм, называемый интрогрессивной гибридизацией, способствует увеличению генетического разнообразия в природных популяциях, а в экспериментальных условиях — для создания селекционно-ценных форм культурных растений. В результате отдаленной гибридизации происходит не только реорганизация ядерных геномов, но и нарушение ядерно-цитоплаз- матических взаимоотношений, что в свою очередь оказывает влияние на жизнеспособность, фертильность и на проявление адаптивных признаков растений (Asakura et al., 2000; Atienza et al 2007). В связи с этим представ- ляется актуальным одновременное исследование особенностей ядерных и цитоплазматических геномов в процессе формообразования у отдаленных гибридов. Целью данной работы было сравнительное изучение ядерных и митохондриальных геномов у беккроссных потомков гибридов между ди- корастущим ячменем H. marinum subsp. gussoneanum и мягкой пшеницей T. aestivum в процессе формирования аллоплазматических линий мягкой пшеницы. Материалы и методы Изучены аллоплазматические линии, сформированные на основе само- опыленных потомков BC1–BC4 поколений ячменно-пшеничных гибридов H. marinum subsp. gussoneanum Hudson (2n=28) х T. aestivum L. (Пирот- рикс 28) (2n=42) (Першина и др., 2006). Линии разделялись на эуплоидные (2n=42) и анеуплоидные (2n=40+2t; 2n=40+4t) и различались по проявлению фертильности. В таблице представлены данные о происхождении изученных линий. Использованы следующие методы анализа: геномная in situ гибри- дизация (GISH), ПЦР-анализ со специфическими праймерами к участку, фланкирующему 5’-конец 18S/5S повтора мтДНК злаков, ОТ-ПЦР 18S/5S повтора. Результаты и обсуждение Геномная in situ гибридизация (GISH). С помощью геномной гибри- дизации in situ был определен хромосомный состав аллоплазматических линий (H. marinum subsp. gussoneanum)-T. aestivum. Было обнаружено, что аллоплазматические линии могут содержать наряду с хромосомами мягкой 105 пшеницы хромосомы дикорастущего ячменя в замещенном или дополне- нном состоянии, или содержать только хромосомы пшеницы. Так, у линий, полученных от растений BC1-поколения, обнаружено либо замещение трех пар хромосом пшеницы на три пары хромосом ячменя (геномная формула 2n=36w+6b (w — wheat, b — barley), либо замещение одной пары хромосом пшеницы на одну пару хромосом ячменя (2n=40w+2b) (табл.). На основе BC1, ВС2 и BC4-поколений также выделены аллоплазматические дисомно замещенные линии. Кроме того, отдельные растения ВС2-ВС3-поколений стали источниками линий с замещением пары хромосомы пшеницы на тело- центрические хромосомы дикорастущего ячменя — 2n=40w+2tb, а растения ВС1-поколения — линий с дополнением одной или пары телоцентрических хромосом, 2n=42w+1tb, 2n=42w+2tb. В то же время у некоторых эуплоидных линий ВС2 и BC4-поколений выявлено присутствие только хромосом мягкой пшеницы. Жизнеспособ- ность и фертильность 42-хромосомных растений, содержащих наряду с хромосомами мягкой пшеницы и хромосомы дикорастущего ячменя, свиде- тельствует о компенсационной способности хромосом этого вида ячменя по отношению к гомеологичным хромосомам мягкой пшеницы. Таблица Происхождение и характеристики использованных в работе образцов аллоплазматических линий (H. marinum subsp. gussoneanum)-T. aestivum. Происхождение линий Геномная формула Тип 18S/5S повтора Проявление фертильности растений BC1F10:[(mar xП)xП]F10 2n=40w+2b гетероплазмия частично фертильные BC1F10:[(mar xП)xП]F10 2n=34w + 6b гетероплазмия частично фертильные ВС2F9,11:[(marxП)xП2]F9,11 2n=40w+2b гетероплазмия частично фертильные BC2F8:[(mar xП)хПхН]F8 2n=42w гомоплазмия (пшеница) полностью фертильные BC3F8:[(mar xП)хПхН2]F8 2n=40w+2tb гомоплазмия (ячмень) стерильные BC3F8:[(mar xП)xПхН2]F8 2n=40w+4tb гетероплазмия частично фертильные BC4F7:[(mar xП)хПхН3]F7 2n=42w гомоплазмия (пшеница) полностью фертильные ВС1F8, 9:[(mar xП)АмхП]F8,9 2n=42w+2tb 2n=42w+1tb гетероплазмия полностью фертильные Обозначения: mar — дикорастущий ячмень H. marinum subsp. gussoneanum,П — сорт мягкой пшеницы T. aestivum, Н — сорт мягкой пшеницы Новосибирская 67, Ам — амфиплоид, w — wheat, b — barley. 106 ПЦР и ОТ-ПЦР анализ митохондриального 18S/5S повтора мтДНК злаков. При изучении митохондриального 18S/5S повтора у аллоплазмати- ческих линий (H. marinum subsp. gussoneanum)-T. aestivum была обнаружена взаимосвязь между типом родительских последовательностей митоходри- альной ДНК (мтДНК), хромосомным составом ядерного генома и фертиль- ностью растений. Гетероплазмия (одновременное присутствие ячменных и пшеничных копий) и гомоплазмия (копии только одного из родителей) по ячменному типу была обнаружена у линий, содержащих в ядерном геноме хромосомы ячменя, гомоплазмия по пшеничному типу — только у тех линий, где хромосом ячменя найдено не было. Кроме того, тип гомоплазмии по тому или иному родительскому типу ассоциировал с проявлением фертиль- ности. Так, полностью фертильные растения содержали только отцовские пшеничные копии мтДНК, полностью стерильные — материнские (ячмен- ные). Гетероплазмия мтДНК была характерна как для частично, так и пол- ностью фертильных растений, в геноме которых выявлены хромосомы ди- корастущего ячменя. Изучение 18S/5S повтора, кодирующего 18S и 5S рРНК митохондрий, методом обратной транскрипции с последующей ПЦР пока- зало, что у линий с гетероплазмией экспрессируются только материнские ячменные копии данного повтора. Этот результат согласуется с литера- турными данными, где была показана экспрессия только материнских копий различных митохондриальных локусов, находящихся в гетероплазмати- ческом состоянии (Laser et al, 1997, Kitagawa et al, 2003). Как известно, транс- крипция митохондриальных генов находится под контролем ядерного генома (Hedtke et al, 2000). По всей видимости, сложная структура ядерного генома, содержащего хромосомы разных видов, обуславливает не только гетеро- плазмию 18S/5S локуса, но и оказывает влияние на избирательную экспрес- сию родительских копий мтДНК. Выводы 1. Образование аллоплазматических линий мягкой пшеницы H. marinum subsp. gussoneanum)-T. aestivum связано как с сохранением хромосом дико- растущего ячменя в замещенном или дополненном состоянии, так и с полной элиминацией хромосом ячменя из гибридного генома. 2. Тип родительских последовательностей 18S/5S повтора мтДНК у аллоплазматических линий (H. marinum subsp. gussoneanum)-T. aestivum ассоциирует с проявлением фертильности растений и наличием хромосом ячменя в ядерном геноме. 3. У аллоплазмтических линий с гетероплазмией по 18S/5S повтору мтДНК наблюдается экспрессия только материнских ячменных копий. 4. Цитоплазма дикорастущего ячменя H. marinum subsp. gussoneanum не оказывает негативного действия на функционирование ядерного генома у аллоплазматических замещенных и дополненных линий мягкой пшеницы. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (№ 08-04-00598), Комплексного интеграционного проекта СО РАН, Программы Президиума РАН “Биоразнообразие и динамика генофондов”. 107 Литература 1. Asakura N., Nakamura C., Ohtsuka I. 2000. Homoeoallelic gene Ncc-tmp of Triticum timopheevii conferring compatibility with the cytoplasm of Aegilops squarrosa in the tetraploid wheat nuclear background. Genome 43: 503–511. 2. Atienza S.G., Martin A.C. et al. 2007. Effects of hordeum chilense cytoplasm on agronomic traits in common wheat. Plant Breeding 126: 5–8. 3. Baack, E.J., and L.H. Rieseberg. 2007. A genomic view of introgression and hybrid speciation.: Current Opinion in genetics and Development 17: 513–518. 3. Kitagawa K., Takumi S., Nakamura C. 2003. Selective transcriptional processing of the heteroplasmic mitochondrial orf156 copies in the nucleus-cytoplasmic hubrids of wheat. Plant Mol Biol 53: 609–619. 4. Hedtke B., Borner T., Weihe A. 2000. One RNA polymerase serving two genomes. EMBO Rep. 1: 435–440. 5. Laser B., Mohr S. et al. 1997. Paternal and novel copies of the mitochondrial orf25 gene in the hybrid crop-plant triticale: predominant transcriptional expression of the maternal gene copy. Curr Genet 29: 337–347. 6. Soltis P. S., Soltis D.E. 2000. The role of genetic and genomic attributes in the success of polyploids. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 7051–7057. 7. Першина Л.А., Трубачеева Н.В., Раковцева Т.С., Белова Л.И., Девяткина Э.П., Кравцова Л.А. Особенности формирования самофертильных эуплоидных линий (2n=42) в результате самоопыления 46-хромосомных растений BC1-поколения ячменно-пшеничных гибридов Hordeum marinum subsp. gussoneanum Hudson (H.ge- niculatum All.) (2n=28) x Triticum aestivum L. (2n=42). Генетика. 2006. 42: 1683–1690. Резюме Проведено сравнительное изучение ядерных и митохондриальных геномов аллоплазматических линий, полученных при беккроссировании и самоопылении ячменно-пшеничных гибридов H. marinum subsp. gussoneanum х T. aestivum. Опреде- лен их хромосомный состав и выявлена взаимосвязь между организацией ядерных геномов, родительским типом 18S/5S повтора и проявлением фертильности растений. The comparative study of nuclear and mitochondrial genomes of alloplasmic lines produced using backcrossing and self-pollination of barley-wheat hybrids H. marinum subsp. gussoneanum х T. aestivum have been performed. Chromosome composition of these lines and the correlation between nuclear genome organization, parental type of the 18S/5S mitochondrial repeat and fertility of plants were established. ШИЛИНА Ю.В1., ГУЩА Н.И.1, ДЯЧЕНКО А.И.1, МОЛОЖАВАЯ О.С.2, МОРОЗ Ю.И.2 1Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Украина, 003680, Киев-143, ул. Заболотного, 148, e-mail: j.shilina@gmail.com 2Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко, Украина, 003022, Киев, пр. Глушкова, 2 ЭКСПРЕССИЯ ФАКТОРОВ ПАТОГЕННОСТИ ФИТОПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ КАК НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ АДАПТИВНАЯ РЕАКЦИЯ Известно, что бактерии и микромицеты, вызывающие заболевания у растений, в большинстве случаев способны выживать во внешней среде, а также достаточно долго сосуществовать с организмами-хозяевами, не

Ähnliche Einträge