Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои
Исследовали электрофоретические спектры средне- и быстроподвижных форм
 эстераз листьев 20 сортов сои. Выявлено динамическое изменение количественных
 показателей изоформ фермента (удельный вес в спектре, экспрессивность) в зависимости от стадии онтогенеза растений. Выявлены различия...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177729 |
| 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: | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои / Л.Ф. Дьяченко, В.А. Топтиков, В.Н. Тоцкий, В.И. Сичкарь // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 75-79. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860208371243679744 |
|---|---|
| author | Дьяченко, Л.Ф. Топтиков, В.А. Тоцкий, В.Н. Сичкарь, В.И. |
| author_facet | Дьяченко, Л.Ф. Топтиков, В.А. Тоцкий, В.Н. Сичкарь, В.И. |
| citation_txt | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои / Л.Ф. Дьяченко, В.А. Топтиков, В.Н. Тоцкий, В.И. Сичкарь // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 75-79. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | Исследовали электрофоретические спектры средне- и быстроподвижных форм
эстераз листьев 20 сортов сои. Выявлено динамическое изменение количественных
показателей изоформ фермента (удельный вес в спектре, экспрессивность) в зависимости от стадии онтогенеза растений. Выявлены различия экспрессивности отдельных изоформ эстеразы у скоро- и раннеспелых сортов сои
Досліджували електрофоретичні спектри середньо- та швидкорухливих форм
естераз листя 20 сортів сої. Виявлено динамічні зміни кількісних показників (питомої ваги в спектрі, експресивності) в залежності від стадії онтогенезу рослин.
Спостерігаються розбіжності в експресивності окремих ізоформ естераз у швидкота раньостиглих сортів сої.
The electrophoretical spectra of middle and fast leaf esterase forms in 20 varieties
soybean were studied. The dynamic changes of quantity indexes (specific weight,
expression) took place depending on different ontogenesis stages. There were differences
in expression of some esterase isoformes in early and other varieties soybean.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:13:16Z |
| format | Article |
| fulltext |
75
ДЬЯЧЕНКО Л.Ф.1, ТОПТИКОВ В.А.1, ТОЦКИЙ В.Н.,1 СИЧКАРЬ В.И.2,
1Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова
Украина, 65058, Одесса, Шампанский пер., 2, e-mail: diachenkolf@mail.ru
2Селекционно-генетический институт НААНУ,
Украина, 65036, Одесса, Овидиопольская дор., 3
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИХ
СПЕКТРОВ ЭСТЕРАЗЫ ЛИСТЬЕВ В ОНТОГЕНЕЗЕ СОИ
Соя — одно из самых важных сельскохозяйственных растений благо-
даря высокому содержанию в ней белка, жира и ее способности фиксировать
атмосферный азот [1]. В перспективе она может стать одной из главных
культур в Украине [2]. Жизненный цикл сои состоит из нескольких этапов,
которые регулируются как внешними факторами (питание, длина дня, ин-
тенсивность и качество света, температура), так и внутренними состав-
ляющими, которые находятся под контролем растительных гормонов [3].
На каждом этапе онтогенеза создается база для успешного прохождения
последующего этапа роста и развития, при этом компенсировать недостатки
предыдущего этапа практически невозможно [4]. Все эти процессы обес-
печиваются дифференциальной экспрессией генетических систем. Ранее
было показано динамичное изменение экспрессивности значительной части
изоформ пероксидазы в онтогенезе сои [5]. Целью данной работы явилось
изучение онтогенетических особенностей экспрессивности разных изоформ
эстеразы.
Материалы и методы
Материалом служили 20 сортов сои, из которых 9 условно обозначили
как “скороспелые” (Устя, Медея, Юг-30, Диона, Л-2 (Орел), Валентиа, Блис-
кавица, Аннушка, Спринт — период вегетации 85–95 дней), а 11 — “ран-
неспелые” (Аметист, Елена, Марьяна, Селекта, Киевская 98, Припять, Рось,
Романтика, Степовичка, Ксения, Георгина) — продолжительность вегетации
95–110 дней.
Листья для экстракции эстеразы отбирали на трех стадиях развития
растений: I — появление первого тройчатого листа, II — начало цветения,
III — начало созревания бобов. Для исключения влияния фактора старения
листа для анализа фермента отбирали самый последний развернутый лист.
Экстрагирование, разделение в полиакриламидном геле и визуализацию
эстеразы проводили по ранее описанным методикам [6–7]. Анализ электро-
фореграмм проводили по компъютерной программе АнаИС, с помощью
которой для каждой изоформы определяли удельный вес, площадь и интен-
сивность окрашивания (в условных единицах — пикселях) соответствующих
полос. Статистическую обработку данных проводили в Excel. Оценку внут-
реннего разнообразия спектров проводили по формуле [8]:
KD = log2 N/Σpi
2,
где KD — показатель разнообразия спектра, N — количество фракций в спект-
ре, pi — удельный вес в спектре каждой фракции, выраженный в долях.
76
Результаты и обсуждение
В данном исследовании изучали динамику средне- и быстроподвижных
фракций эстераз листьев сои. Всего таких форм на трех вышеуказанных
этапах развития растений выявилось восемь, их электрофоретическая
подвижность Rf варьировала в пределах 0,46–0,67. На электрофореграммах
различные полосы окрашивались с разной интенсивностью, что свидетель-
ствовало о неодинаковой экспрессивности отдельных форм фермента. На
рис. 1 представлена денситограмма листовых эстераз сои сорта Диона. Вид-
но, что экспрессивность форм эстеразы листьев в начале цветения растений
существенно больше по сравнению с экспрессивностью фермента на двух
других этапах их развития. На каждом из этапов выявляется от одной до
трех форм эстеразы с высокой экспрессивностью. В тканях первого трой-
чатого листа у сорта Диона максимальной экспрессивностью характери-
зуется быстроподвижная форма Est 2 c Rf 0,64. В начале цветения сильнее
других экспрессируется менее подвижная форма Est 4 c Rf 0,58, а также уве-
личена по сравнению с III этапом экспрессия Est 6 c Rf 0,53 и Est 7 c Rf 0,5.
В начале созревания бобов экспрессивность листовых эстераз наименьшая.
Приблизительно такие же электрофореграммы эстераз с небольшими
вариациями наблюдаются и у других исследованных сортов. На стадии пер-
вого настоящего тройчатого листа практически у всех сортов (18 из 20) силь-
нее других экспрессируется Est 2. Исключение составили сорта Киевская 98
и Георгина, у которых максимальная экспрессивность отмечена у изоформ
Est 4 и Est 3 соответственно.
На стадии начала цветения растений, как уже отмечено ранее, повышена
экспрессивность практически всех изоформ эстеразы. Максимальная
экспрессивность наблюдается у изоформ: Est 1 (4 сорта), Est 2 (11 сортов),
Est 3 (8 сортов), Est 4 (7 сортов), Est 6 (3 сорта). При этом почти у половины
Рис. 1. Денситограмма электрофоретических спектров эстеразы листьев сои
на разных этапах онтогенеза растений (сорт Диона). I, II, III — этапы онтогенеза
растений
77
исследованных сортов сои максимально экспрессируется не одна, а две и
даже три изоформы эстеразы.
На стадии начала созревания бобов наиболее активны Est 2 и Est 3
(у 11 сортов), хотя у отдельных сортов активируются менее подвижные фор-
мы естеразы — Est 6 и Est 7 (сорта Елена, Селекта, Рось).
Представленная на рис. 2 динамика изменений экспрессивности формы
Est 4 и суммарной экспрессивности эстеразы у трех исследованных сортов
сои показывает однозначную направленность изменений этих показателей
в онтогенезе растений.
В табл. 1 представлено процентное содержание каждой изоформы эсте-
разы на трех стадиях развития растений. Видно, что по сравнению со стадией
появления первого тройчатого листа на более поздних стадиях развития
достоверно снижается удельный вес форм Est 2 и Est 4, но одновременно
возрастает удельный вес Est 7. Увеличение доли Est 6 (37%) наблюдается
только на этапе ІІ, на ІІІ этапе эта величина снижается, оставаясь все же
больше, чем на І этапе наблюдений. Удельный вес Est 8 возрастает на 33%
только на стадии созревания бобов.
Изменения экспрессивности эстеразы листьев в процессе онтогенеза
более значительны (табл. 2). На стадии начала цветения по сравнению со
А
0
5
10
15
20
25
30
35
I II III
этапы онтогенеза
пи
кс
ел
и Устя
Медея
Припять
Б
0
50
100
150
200
250
I II III
этапы онтогенеза
пи
кс
ел
и Устя
Медея
Припять
Рис. 2. Динамика экспрессивности эстеразы листьев сои. А — Est 4, С — суммарная
экспрессивность
Таблица 1
Удельный вес (%) форм естеразы листьев на разных этапах развития растений сои
№ изоформы Rf І стадия ІІ стадия ІІІ стадия
1 0,67 16,12 ± 0,43 15,77 ± 0,48 16,12 ± 0,47
2 0,64 15,99 ± 0,37 13,77**± 0,40 13,73** ± 0,36
3 0,61 12,36 ± 0,29 12,75 ± 0,40 12,47 ± 0,37
4 0,58 13,16 ± 0,34 11,55** ± 0,40 10,97** ± 0,32
5 0,56 11,13 ± 0,24 10,56 ± 0,25 10,69 ± 0,34
6 0,53 10,31 ± 0,34 14,11** ± 0,32 10,08^^ ± 0,53
7 0,50 9,89 ± 0,28 11,44** ± 0,28 11,29* ± 0,39
8 0,46 11,02 ± 0,34 10,04 ± 0,37 14,63**^^ ± 0,52
Примечание: n = 20 сортов, * — Р≤0,05, ** — Р≤0,005 при сравнении с такой же изоформой
на І стадии, ^ — Р≤0,05, ^^ — Р≤0,005 при сравнении с такой же изоформой на ІI стадии.
78
стадией І экспрессивность всех без исключения изоформ эстеразы сои досто-
верно возрастает в пределах 20–80%, что приводит к увеличению суммарной
активности фермента на 36%. На ІІІ стадии экспрессивность всех форм
фермента снижается, однако при этом она не возвращается до состояния,
наблюдавшегося на І стадии развития растений сои. В начале созревания
бобов экспрессивность пяти изоформ эстеразы достоверно отличается от
их экспрессивности на стадии І и семи изоформ на стадии ІІ.
Сравнительный анализ удельного веса изоформ эстеразы двух групп
сортов сои, различающихся длительностью периода вегетации примерно
на 10 дней, показал, что достоверные различия этого показателя наблюда-
ются в единичных случаях. Так, на І стадии онтогенеза у скороспелых сортов
по сравнению с раннеспелыми достоверно ниже доля Est 3 (Рd≤0,005), на
ІІ стадии — выше доля Est 1 (Рd≤0,05), на ІІІ — выше доля Est 3 (Рd≤0,05).
Достоверное различие экспрессивности эстеразы двух сравниваемых групп
сортов сои выявлено только на ранней стадии развития растений — экспрес-
сивность Est 1 и Est 2 больше у скороспелых сортов.
Сложность спектра, оцениваемая по показателю внутреннего разно-
образия KD, свидетельствует об уровне контроля над экспрессией исследуе-
мого фермента. Значения данного показателя изменялись в ходе индивиду-
ального развития растений и различались у растений сортов, отличавшихся
скоростью развития. Достоверные различия между исследуемыми группами
сортов сои проявлялись только на І стадии онтогенеза (Р=0,005). На после-
дующих этапах развития сложность спектров эстеразы у скоро- и ранне-
спелых сортов изменялась в разных направлениях. В первой группе сортов
величина KD в ходе развития растений возрастала и на III этапе достоверно
отличалась от начального значения (Р=0,025), у раннеспелых сортов — на-
оборот, снижалась (Р=0,045). Это свидетельствует о разнонаправленности
изменений системы генетического и эпигенетического контроля экспрессии
Таблица 2
Экспрессивность (условные единицы) форм эстеразы листьев на разных этапах
развития растений сои
№ изоформы Rf І стадия ІІ стадия ІІІ стадия
1 0,67 20,48 ± 0,99 27,34** ± 1,57 17,87*^^ ± 0,70
2 0,64 20,45 ± 1,04 23,72*± 1,14 15,41**^^ ± 0,74
3 0,61 15,63 ± 0,65 21,96** ± 1,07 13,94^^ ± 0,66
4 0,58 16,85 ± 0,96 19,80* ± 0,93 12,20**^^ ± 0,50
5 0,56 14,06 ± 0,50 18,04** ± 0,64 12,08*^^ ± 0,77
6 0,53 12,97 ± 0,51 24,12** ± 0,80 11,49^^ ± 0,96
7 0,50 12,45 ± 0,46 19,62** ± 0,76 12,66^^ ± 0,70
8 0,46 13,88 ± 0,53 17,27** ± 0,87 16,08** ± 0,46
Σ 126,77 ± 4,62 171,86** ± 5,90 111,72*^^ ± 4,16
Примечание: обозначения, как в табл. 1. Σ — суммарная экспрессивность.
79
исследуемых эстераз в ходе онтогенеза у растений сои с разной скоростью
развития.
Выводы
1.Удельные веса отдельных форм и в значительно большей степени
экспрессивность изоформ эстеразы динамично изменяются в зависимости
от стадии развития сои.
2.Максимальная экспрессивность исследуемых изоформ эстеразы на-
блюдается в начале цветения растений.
3.Наибольшие различия экспрессивности листовых эстераз скоро- и
раннеспелых сортов сои наблюдаются на ранней стадии развития растений.
Литература
1. Schmutz J., Cannon S.B., Schluter J. et al., Genome sequence of the palaeopoly-
ploid soybean // Nature.— 2010.— №463.— P. 178–183.
2.Бабич А.О., Бабич-Побережна А.А. Cелекція і виробництво сої в Україні:
Монографія.— К.: ФОП Данилюк В.Г., 2008.— 216 с.
3. Baurle J., Dean C. The Timing of Developmental Transitions in Plants // Cell,
2006.— V.125.— №19.— P. 655–633.
4.ЖивотковЛ.А., Бирюков С.В., Степаненко А.Я. и др. Пшеница.— К.: Урожай,
1989.— 320 с.
5.Дьяченко Л.Ф., Тоцкий В.Н., Топтиков. В.А., Сичкарь В.И. Экспрессивность
множественных форм пероксидазы в онтогенезе сои // Сб-к научн. трудов “Актуаль-
ные проблемы прикладной генетики, селекции и биотехнологии растений”.— Ялта,
2009.— Т.131.— С. 171–176.
6.Корочкин Л.П., Серов О.Л., Пудовкин А.И. и др. Генетика изоферментов.—
М.: Наука, 1977.— 275 с.
7. Топтиков В.А., Мирось С.Л., Дьяченко Л.Ф., Тоцкий В.Н., Залогина М.А. Со-
пряженность устойчивости озимых мягких пшениц к Fusarium grаminearum Sch-
wabe и множественных молекулярных форм некоторых ферментов // Цитология и
генетика.— 2002.— Т.36, №3.— С. 3–11.
8. Топтиков В.А., Дьяченко Л.Ф., Тоцкий В.Н. Оценка спектров множественных
форм ферментов с помощью показателя уровня внутреннего разнообразия // Цито-
логия и генетика.— 2010.— Т.44, №1.— С. 46–53.
Резюме
Исследовали электрофоретические спектры средне- и быстроподвижных форм
эстераз листьев 20 сортов сои. Выявлено динамическое изменение количественных
показателей изоформ фермента (удельный вес в спектре, экспрессивность) в зави-
симости от стадии онтогенеза растений. Выявлены различия экспрессивности от-
дельных изоформ эстеразы у скоро- и раннеспелых сортов сои.
Досліджували електрофоретичні спектри середньо- та швидкорухливих форм
естераз листя 20 сортів сої. Виявлено динамічні зміни кількісних показників (пито-
мої ваги в спектрі, експресивності) в залежності від стадії онтогенезу рослин.
Спостерігаються розбіжності в експресивності окремих ізоформ естераз у швидко-
та раньостиглих сортів сої.
The electrophoretical spectra of middle and fast leaf esterase forms in 20 varieties
soybean were studied. The dynamic changes of quantity indexes (specific weight,
expression) took place depending on different ontogenesis stages. There were differences
in expression of some esterase isoformes in early and other varieties soybean.
80
КОВАЛЬЧУК М.В., ГУЛЬКО Т.П.
Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины,
Украина, 03143, Киев, ул. Заболотного, 150
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЛИНИЙ
ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ
Использование животных в качестве биомоделей в медико-биологи-
ческих исследованиях требует особенного внимания к чистоте линий. Для
получения объективных и воспроизводимых результатов требуются не только
стандартные условия проведения опыта, но и стандартизированный биоло-
гический материал. Использование генетически однородного материала, т.е.
линейных или инбредных животных, их гибридов F1, селектируемых аут-
бредных популяций, обеcпечивает воспроизводимость результатов.
Каждая инбредная линия — это один закрепленный инбридингом
генотип. Однако чистота линий, их гомозиготность, могут нарушаться как
естественным мутационным процессом, так и вследствие технических
ошибок. Генетический мониторинг дает возможность подтвердить или
определить генетическую однородность инбредных линий, а также охарак-
теризовать аутбредные популяции. Помимо методов реципрокной изотранс-
плантации кожных лоскутов, проверки генотипов окраски, мандибулярных
методов, анализа специфических изоферментов, выявления гетерозигот-
ности по рецессивным летальным генам, или генам, детерминирующим
морфологические признаки, в настоящее время наблюдается тенденция к
накоплению даных по генотипированию по главному комплексу гистосовме-
стимости [1, 2].
Признаком генов главного комплекса гистосовместимости является их
экстраординарный высокий уровень полиморфизма. Н2 локус генома мыши
(главный комплекс гистосовместимости) содержит високополиморфный
микросателит, включающий тандемные повторы (TR) из двух тетрануклео-
тидных единиц, TGGA и GGCA, локализованных на 3’ конце второго интрона
гена Eb, экспрессирующем антигены второго класса. На основании длины
и нуклеотидной последовательности микросателита в 55 инбредных линиях
мышей выявлено 11 TR аллелей. На линиях, несущих одинаковые и рекомби-
нантные Н2 генотипы, подтверждена высокая стабильность TR аллелей [3, 4, 5].
Целью данного исследования было генотипирование линий лаборатор-
ных мышей по отдельным локусам главного комплекса гистосовместимости
(Н2), а также подбор животных для экспериментальной модели, где необхо-
димо обеспечить генетическую стандартность, которая достигается исполь-
зованием генетически контролируемых линейных животных. В основном,
линии лабораторных мышей представлены гомозиготными животными и
имеют уникальный гаплотип по Н2 комплексу. ПЦР-генотипирование позво-
ляет идентифицировать гомозиготные, гетерозиготные генотипы, а также по
размерам и последовательностям ампликонов установить принадлежность
к определенной линии [6].
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177729 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:13:16Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дьяченко, Л.Ф. Топтиков, В.А. Тоцкий, В.Н. Сичкарь, В.И. 2021-02-16T15:35:04Z 2021-02-16T15:35:04Z 2010 Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои / Л.Ф. Дьяченко, В.А. Топтиков, В.Н. Тоцкий, В.И. Сичкарь // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 75-79. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177729 Исследовали электрофоретические спектры средне- и быстроподвижных форм
 эстераз листьев 20 сортов сои. Выявлено динамическое изменение количественных
 показателей изоформ фермента (удельный вес в спектре, экспрессивность) в зависимости от стадии онтогенеза растений. Выявлены различия экспрессивности отдельных изоформ эстеразы у скоро- и раннеспелых сортов сои Досліджували електрофоретичні спектри середньо- та швидкорухливих форм
 естераз листя 20 сортів сої. Виявлено динамічні зміни кількісних показників (питомої ваги в спектрі, експресивності) в залежності від стадії онтогенезу рослин.
 Спостерігаються розбіжності в експресивності окремих ізоформ естераз у швидкота раньостиглих сортів сої. The electrophoretical spectra of middle and fast leaf esterase forms in 20 varieties
 soybean were studied. The dynamic changes of quantity indexes (specific weight,
 expression) took place depending on different ontogenesis stages. There were differences
 in expression of some esterase isoformes in early and other varieties soybean. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Механізми взаємодії та експресії генетичних систем Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои Article published earlier |
| spellingShingle | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои Дьяченко, Л.Ф. Топтиков, В.А. Тоцкий, В.Н. Сичкарь, В.И. Механізми взаємодії та експресії генетичних систем |
| title | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои |
| title_full | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои |
| title_fullStr | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои |
| title_full_unstemmed | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои |
| title_short | Сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои |
| title_sort | сравнительный анализ электрофоретических спектров эстеразы листьев в онтогенезе сои |
| topic | Механізми взаємодії та експресії генетичних систем |
| topic_facet | Механізми взаємодії та експресії генетичних систем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177729 |
| work_keys_str_mv | AT dʹâčenkolf sravnitelʹnyianalizélektroforetičeskihspektrovésterazylistʹevvontogenezesoi AT toptikovva sravnitelʹnyianalizélektroforetičeskihspektrovésterazylistʹevvontogenezesoi AT tockiivn sravnitelʹnyianalizélektroforetičeskihspektrovésterazylistʹevvontogenezesoi AT sičkarʹvi sravnitelʹnyianalizélektroforetičeskihspektrovésterazylistʹevvontogenezesoi |