Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

Доведено, що під впливом рецесивних алелів ap1-1, bp-1 та tfl1-2 у A. thaliana замість типової китиці формуються суцвіття з новими комбінаціями ознак, не характерними для родини Brassicaceae. З’ясовано, що тип суцвіття у арабідопсису може визначатися як окремими генами, так і взаємодією генів за тип...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів
Date:	2010
Main Author:	Хаблак, С.Г.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова 2010
Subjects:	Оригінальні статті
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18967
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. / С.Г. Хаблак // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2010. — Т. 8, № 2. — С. 264-270. — Бібліогр.: 33 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18967
record_format	dspace
spelling	Хаблак, С.Г. 2011-04-14T20:25:16Z 2011-04-14T20:25:16Z 2010 Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. / С.Г. Хаблак // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2010. — Т. 8, № 2. — С. 264-270. — Бібліогр.: 33 назв. — укр. 1810-7834 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18967 575.164:581.461:582.683.2 Доведено, що під впливом рецесивних алелів ap1-1, bp-1 та tfl1-2 у A. thaliana замість типової китиці формуються суцвіття з новими комбінаціями ознак, не характерними для родини Brassicaceae. З’ясовано, що тип суцвіття у арабідопсису може визначатися як окремими генами, так і взаємодією генів за типом комплементарності, при якому кожний з генів характеризується власним специфічним ефектом. Доказано, что под влиянием рецессивных аллелей ap1-1, bp-1 и tfl1-2 у A. thaliana вместо типичной кисти формируются соцветия с новыми комбинациями признаков, не характерными для семейства Brassicaceae. Выяснено, что тип соцветия у арабидопсиса может определяться как отдельными генами, так и взаимодействием генов по типу комплементарности, при котором каждый из генов характеризуется собственным специфическим эффектом. It was revealed that under the influence of the recessive ap1-1, bp-1 and tfl1-2 genes A. thaliana instead of a typical tassel there were formed the inflorescences with a new combination of traits atypical to the Brassicaceae family. It was found that the type of Arabidopsis inflorescence can be controlled by individual genes as well as complementary gene interaction where each gene is characterized by its specific effect. uk Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів Оригінальні статті Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Генетический контроль формирования соцветия у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Genetic control forming оf inflorescence at Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
spellingShingle	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Хаблак, С.Г. Оригінальні статті
title_short	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
title_full	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
title_fullStr	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
title_full_unstemmed	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
title_sort	генетичний контроль формування суцвіття у arabidopsis thaliana (l.) heynh.
author	Хаблак, С.Г.
author_facet	Хаблак, С.Г.
topic	Оригінальні статті
topic_facet	Оригінальні статті
publishDate	2010
language	Ukrainian
container_title	Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів
publisher	Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова
format	Article
title_alt	Генетический контроль формирования соцветия у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. Genetic control forming оf inflorescence at Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.
description	Доведено, що під впливом рецесивних алелів ap1-1, bp-1 та tfl1-2 у A. thaliana замість типової китиці формуються суцвіття з новими комбінаціями ознак, не характерними для родини Brassicaceae. З’ясовано, що тип суцвіття у арабідопсису може визначатися як окремими генами, так і взаємодією генів за типом комплементарності, при якому кожний з генів характеризується власним специфічним ефектом. Доказано, что под влиянием рецессивных аллелей ap1-1, bp-1 и tfl1-2 у A. thaliana вместо типичной кисти формируются соцветия с новыми комбинациями признаков, не характерными для семейства Brassicaceae. Выяснено, что тип соцветия у арабидопсиса может определяться как отдельными генами, так и взаимодействием генов по типу комплементарности, при котором каждый из генов характеризуется собственным специфическим эффектом. It was revealed that under the influence of the recessive ap1-1, bp-1 and tfl1-2 genes A. thaliana instead of a typical tassel there were formed the inflorescences with a new combination of traits atypical to the Brassicaceae family. It was found that the type of Arabidopsis inflorescence can be controlled by individual genes as well as complementary gene interaction where each gene is characterized by its specific effect.
issn	1810-7834
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18967
citation_txt	Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. / С.Г. Хаблак // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2010. — Т. 8, № 2. — С. 264-270. — Бібліогр.: 33 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT hablaksg genetičniikontrolʹformuvannâsucvíttâuarabidopsisthalianalheynh AT hablaksg genetičeskiikontrolʹformirovaniâsocvetiâuarabidopsisthalianalheynh AT hablaksg geneticcontrolformingofinflorescenceatarabidopsisthalianalheynh
first_indexed	2025-11-24T03:02:55Z
last_indexed	2025-11-24T03:02:55Z
_version_	1850840437322940416
fulltext	ISSN 1810-7834. Вісн. Óкр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2010, том 8, № 2264 © ñ.ã. õàБëàê, 2010 óäê 575.164:581.461:582.683.2 ГЕНЕÒИЧНИЙ КÎНÒРÎЛЬ ФÎРÌУВАННЯ ÑУЦВ²ÒÒЯ У ARABIDOpSIS THALIANA (L.) HEYNH. ñ.ã. õàБëàê ëуганський нац³ональний аграрний ун³верситет óкраїна, 91008, ì. ëуганськ, ëÍàó, кафедра ґрунтознавства та агрох³ì³ї e-mail: serhab_211981@rambler.ru Доведено, що під впливом рецесивних алелів ap1-1, bp-1 та tfl1-2 у A. thaliana замість типової китиці формуються суцвіття з новими комбінаціями ознак, не характерними для родини Brassicaceae. З’ясовано, що тип суцвіття у арабідопсису може визначатись як окремими генами, так і взаємодією генів за типом комплементарності, при якому кож- ний з генів характеризується власним специфічним ефектом. Ключові слова: арабідопсис, суцвіття, взаємодія генів, мутантна лінія, плейотропний ефект. Вñòуп. îдниì з актуальних напряì³в сучасної генетики рослин є вивчення генетичного контролю форìування рослини в ц³лоìу. âажливиì аспектоì є досл³дження д³ї ген³в, що контролюють розвиток ознак структури суцв³ть. При цьоìу необх³дно розглянути взаєìод³ю таких ген³в, характер їхнього успадко- вування, з’ясувати ìехан³зì форìування суцв³ття як складової частини рослини. Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (р³зушка òаля) – перспективна ìодельна рослина для досл³дження генетичного контролю форìування суцв³ття. â науко- воìу св³т³ ³снують велик³ ì³жнародн³ генетичн³ центри колекц³й араб³допсису, в яких п³дтриìуються тисяч³ ìутант³в, а також кäÍê б³бл³отеки, наявн³ генетичн³ карти [1]. ãеноì A. thaliana (2n=10) повн³стю секвеновано у 2000 роц³ [2]. ñу- часний пер³од наукових досл³джень пов’язаний з розширенняì вивчення функ- ц³онування геноìу араб³допсису. З’ясування функц³й вс³х його 25498 ген³в до- зволить створити ìодель в³ртуальної рослини, що допоìоже спланувати робо- ту з ìенш вивчениìи рослинаìи [3]. ó зв’язку з циì завданняì даної роботи є розробка генетичної ìодел³ розвитку суцв³ття у Arabidopsis thaliana, яка на- очно деìонструє ìехан³зì форìування р³зних форì суцв³ть. Ìàòåð³àëè òà ìåòодè ìатер³алоì для досл³джень слугували ìутантн³ форìи A. thaliana. Íас³ння л³н³й було надане Íотт³нгеìськиì центроì з³ збереження генетичної колекц³ї араб³допсису (Nottingham Arabidopsis Stock Centre, UK). åкспериìенти проводили протягоì 2004–2008 рок³в. ðослини вирощували в лаборатор³ї св³тлокультури ëÍàó [4]. îб’єì виб³рки в досл³дженнях становив 196 рослин. Íас³ння до пос³ву готували шляхоì яровизац³ї протягоì 5 д³б за теìператури 4–6 °ñ та з наступниì однодобовиì пророщуванняì за к³ìнатної теìператури. Ґрунтосуì³ш складалася з 4 частин ґрунту, 2 частин п³ску ³ 1 час- ISSN 1810-7834. Вісн. Óкр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2010, том 8, № 2 265 Геíеòèчíèй коíòðоëü фоðмувàííя ñуцв³òòя у Arabidopsis thaliana (L.) ... Рèñуíок. Зì³на структури суцв³ття A. thaliana: а – суцв³ття китиця араб³допсису; б – суцв³ття колос ìутантної росли- ни bp-1 (NW30); в – суцв³ття тирс ìутантної рослини ap1-1 (N28); г – закритий тип суцв³ття ìутантної рослини tfl1-2 (N3091); д – суцв³ття щ³льний (колосовидний) тирс ìутантної рослини ap1-1,bp-1 (Lug 215); е – циìозне суцв³ття (плейохаз³й) ìутантної рослини bp-1,tfl1-2 (Lug 218); є – суцв³ття закритий тирс ìутантної рослини ap1-1, tfl1-2 (Lug 217); ж – суцв³ття головковидний тирс ìутантної рослини ap1-1,bp-1, tfl1-2 тини торфу. ðослини культивували за теì- ператури 18–22 °ñ, осв³тлен³сть ц³лодобо- ва в ìежах 7000 лк. ìетоди досл³джень – пор³вняльно-ìор- фолог³чний, генетичний анал³з. Рåзуëüòàòè òà обãовоðåííя ñуцв³ття – це систеìа видозì³нених па- гон³в покритонас³нних рослини, що несуть кв³тки [5]. ó р³зних таксоноì³чних групах покритонас³нних рослин суцв³ття в³др³зня- ються винятковою р³зноìан³тн³стю не т³ль- ки за структурою, але й за розì³роì ³ к³ль- к³стю кв³ток. Проте загальний план будови суцв³ття збер³гається в раìках кожної при- родної групи покритонас³нних. âсю в³доìу р³зноìан³тн³сть кв³тконос³в ìожна звести до достатньо простої абс- трактної ìодел³, в якої є головна в³сь з де- к³лькоìа однаковиìи нерозгалужениìи б³чниìи осяìи, що зак³нчуються кв³ткаìи. Запропонована наìи ìодель суцв³ття зов- н³ нагадує китицю у араб³допсису (рису- нок, а). При цьоìу будь-як³ в³доì³ типи суц- в³ть ìожна подати як пох³дн³ ц³єї ìодел³, що отриìуються вар³юванняì певних ознак: довжина осей (ì³жвузл³в та кв³ткон³жок), ступ³нь галуження осей, характер будови верх³вки суцв³ття, наявн³сть зрощення або потовщення ì³ж частинаìи суцв³ття, ор³єн- тац³я осей у простор³, присутн³сть листя та його пох³дних. ISSN 1810-7834. Вісн. Óкр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2010, том 8, № 2266 С.Г. Хàбëàк â³дпов³дно до цього гени, що в³дпов³да- ють за утворення частин суцв³ть, ìожна уìовно под³лити на 6 клас³в (à – F). òак, гени класу à контролюють розвиток дов- жини ì³жвузл³в та плодон³жок, гени класу â визначають ступ³нь галуження осей, гени класу ñ забезпечують особливост³ будови верх³вки суцв³ття, гени класу D контролю- ють ор³єнтац³ю осей у простор³, гени кла- су å в³дпов³дають за наявн³сть листя, а гени класу F – за зрощення або потовщення частин суцв³ття. ó араб³допсису до ген³в класу à зарахо- вують гени: BREVIPEDICELLUS1 (BP1) [6], TERMINAL FLOWER1 (TFL1) [7], ERECTA (ER) [8], PENNYWISE (PNY) [9], BELLRINGER (BLR) [10]. ó рослин дикого типу розвиваються видовжен³, типов³ ì³ж- вузля; форìуються подовжен³, добре роз- винен³ кв³ткон³жки, одн³єї довжини ³з струч- коì. За наявност³ ìутац³й в суцв³тт³ зì³ню- ється довжина ì³жвузл³в та кв³ткон³жок стосовно дикого типу. òак, характерною особлив³стю ìутац³ї NW30 за геноì BP1 є вкорочення плодон³жок. ìутац³я гена BP1 призводить до появи рецесивного алеля bp-1, який спонукає розвиток суцв³ття у вигляд³ колоса (рисунок, б) [11]. êонтроль форìування ì³жвузл³в та плодон³жок – не єдина особлив³сть ген³в BP1 ³ TFL1. Плейо- тропний вплив ген³в BP1, TFL1 на ³стотно важлив³ ознаки будови суцв³ття дозволяє в³днести дан³ гени ³ до ³нших клас³в. äо ген³в класу â зараховують так³: TRIPLEX (TR) [12], APETALA1 (AP1) [13], AP2 [14], CAULIFLOWER (CAL) [15]. äоì³- нантн³ алел³ цих ген³в перешкоджають роз- галуженню головної ос³. ìутац³ї вказаних ген³в у суцв³тт³ призводять до того, що го- ловна в³сь г³лкується, в результат³ утворю- ється складна систеìа розгалужень, на к³нцях яких розташовуються кв³тки. Íапри- клад, проведен³ наìи досл³дження будови кв³тконос³в ìутантних рослин ap1-1 пока- зали, що рецесивний алель веде до розви- тку суцв³ття тирс, яке складається з р³зно- р³дних структурних флоральних одиниць, що є простиìи ³ складниìи циìозниìи суцв³ттяìи (ìонохаз³яìи, дихаз³яìи ³ пле- йохаз³яìи) (рисунок, в) [16]. äо ген³в класу ñ зараховують гени: TFL1 [7], TFL2 [17], AGAMOUS (AG) [18]. ó рослин дикого типу на верх³вц³ кв³тконоса у фазу «середина – к³нець цв³т³ння» не в³дбу- вається форìування терì³нальної кв³тки. âиявили, що це забезпечується д³єю гена TFL1. П³сля ìутац³ї цього гена в його реце- сивний алель tfl1-2 у гоìозигот в³дбува- ється утворення закритого типу суцв³ття, що є обìежениì у рост³, у якого головна в³сь зак³нчується кв³ткою (рисунок, г) [19]. äо ген³в класу D зараховують гени: BP1, BP2 [11]. При ìутац³ях у суцв³ттях зì³нюється кут в³дхилення кв³ткон³жок щодо головної ос³. ó дикого типу цей кут в середньоìу ìенший 90°, у ìутантних рос- лин bp-1 – б³льший 90°. äо ген³в класу å зараховують гени: BRACTEA (BRA) [20], LEAFY (LFY) [21], FIL, FWA, FT [22]. ìутац³ї за циìи генаìи обуìовлюють у суцв³ттях розвиток листя. ñуцв³ття ìоже нести: а) справжн³ листки, що не в³др³зняються в³д тих, як³ властив³ вегетативниì частинаì пагона (фрондоз- не суцв³ття); б) видозì³нене листя (бракте- озне суцв³ття); в) зì³шане листя (фрондозно-брактеозне суцв³ття). äоì³- нантн³ алел³ даних ген³в перешкоджають розвитку всякого роду листових утворень (ебрактеозне суцв³ття). äосл³дженняìи Єжової [20] встановлено, що ìутантна рослина bra в³др³зняється в³д дикого типу форìуванняì брактей в основ³ б³льшост³ (до 90%) кв³ток. îтриìан³ дан³ дозволили припустити, що утворення брактей в рос- линах дикого типу пов’язане з активн³стю гена BRA. Íарешт³, до ген³в класу F зараховують гени: FIDDLEHEAD (FDH) [23], HOTHEAD (HOT), LACERATA (LCR), ECERIFERUM2 (CER2), WAX2, DED1 [24]. ãоìозиготн³ осо- бини за циìи рецесивниìи алеляìи спричи- няють фасц³ац³ю кв³ток, плод³в ³ осьових ор- ган³в суцв³ття. Íавпаки, у дикого типу зро- ISSN 1810-7834. Вісн. Óкр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2010, том 8, № 2 267 Геíеòèчíèй коíòðоëü фоðмувàííя ñуцв³òòя у Arabidopsis thaliana (L.) ... щення осьових та ³нших структур суцв³ття в³дсутнє. Íаприклад, ìутантна форìа wax2 в³др³зняється в³д дикого типу зрощенняì кв³ткових бруньок у суцв³тт³, що призводить до зì³щення частин суцв³ття, порушуючи ти- пову їхню будову. â результат³ утворюється суцв³ття, що складається з клубк³в дуже коì- пактних угруповань кв³ток [24]. òакиì чиноì, власн³ досл³дження A. thaliana шляхоì генетичного анал³зу ìу- тац³й та анал³з л³тературних даних вказали на ц³лий коìплекс ген³в, необх³дних для розвитку суцв³ття, кожен з яких знаходить- ся у доì³нантноìу або рецесивноìу стан³. ãени у доì³нантноìу стан³ не сприяють зì³- ни будови типового суцв³ття. â норì³ у A. thaliana утворюється суцв³ття китиця, що є подовженою головною в³ссю з кв³тка- ìи на добре виражених кв³ткон³жках одна- кової довжини (рисунок, а). Якщо врахува- ти ш³сть описаних вище клас³в ген³в, то форìула генотипу норìальної рослини щодо його суцв³ття ìатиìе вигляд – АА ВВ СС DD EE FF. За наявност³ в гоìозиготно- ìу стан³ одного рецесивного гена, тобто з генотипаìи аа ВВ СС DD EE FF, АА вв СС DD EE FF, АА ВВ сс DD EE FF, АА ВВ СС dd EE FF, АА ВВ СС DD ee FF, АА ВВ СС DD EE ff, в³дбувається порушення типової для араб³допсису будови суцв³ття. âиникає питання про тип суì³сної д³ї не- алельних ген³в на форìу суцв³ття, оск³льки жоден ген не функц³онує саì по соб³, ³ через це їхн³ ефекти ìожуть зì³нюватися, що до- зволяє з’ясувати ìехан³зì форìування су- цв³ть. Проведен³ пор³вняльно-ìорфолог³чн³ та г³бридолог³чн³ досл³дження показали, що взаєìод³я ген³в зì³нює будову суцв³ття та обуìовлює появу його нових форì, не ха- рактерних для A. thaliana [25–29]. òобто розвиток у араб³допсису суцв³ть щ³льного (колосовидного) та закритого тирс³в визна- чається коìплеìентарною взаєìод³єю ре- цесивних алел³в ap1-1 ³ bp-1 та ap1-1 ³ tfl1-2 (рисунок, д, є), успадковування циìозних суцв³ть (ìоно-, ди- ³ плейохаз³їв) забезпечу- ється взаєìно додатковою д³єю рецесивних алел³в bp-1 ³ tfl1-2 (рисунок, е), а форìуван- ня суцв³ття головковидний тирс – коìпле- ìентарною взаєìод³єю трьох рецесивних алел³в ap1-1, bp-1 ³ tfl1-2 (рисунок, ж). îтже, проведен³ досл³дження дозволи- ли зрозуì³ти природу повед³нки ген³в в ус- падковуванн³ форìи суцв³ття у араб³допси- су. öе дало ìожлив³сть стверджувати, що генетичний ìехан³зì форìування суцв³ття контролюється взаєìод³єю ген³в за типоì коìплеìентарност³, при якоìу кожен ³з ген³в характеризується власниì специф³ч- ниì ефектоì. öе добре узгоджується з да- ниìи ³нших досл³дник³в [9, 10, 20-22, 30, 31]. òакиì чиноì, структуру кв³тконоса у A. thaliana ìи ìожеìо розд³лити на скла- дов³ елеìенти (таблиця). â³дпов³дно до цього уся ìорфолог³я суцв³ття ìоже бути представлена як систе- ìа елеìентарних ознак, що контролюєть- ся взаєìод³єю 6 клас³в коìплеìентарних ген³в з à, â, ñ, D, å ³ F – функц³яìи з власни- ìи специф³чниìи ефектаìи. ì³нлив³сть форìи суцв³ття при цьоìу ìоже бути зве- дена до геоìетричної схеìи. Якщо в³до- бразити окреìо вар³ююч³ ознаки букваìи а, в, с, d, е ³ f, а р³зн³ вирази цих ознак по- значити через букви а1, а2, а3 ³ аn, в1, в2, в3 ³ вn ³ т. д., то стають зрозуì³лиìи специф³чн³ в³дì³нност³ певного типу суцв³ття. ó гото- воìу вигляд³ форìула суцв³ття в ц³лоìу ви- глядає так: І = а+в+с+d+е+f. І – це тип суц- в³ття (inflorescentia); а, в, с… – р³зн³ вар³ю- вальн³ ознаки. êожна з цих ознак под³ляється на б³льше число простих ìор- фолог³чних ознак, склад яких ìоже зì³ню- ватися залежно в³д типу суцв³ття (табли- ця). êеруючись розд³ленняì ген³в на 6 кла- с³в за фенотип³чниìи ознакаìи структури суцв³ття у A. thaliana, ìожна представити розщеплення в будь-якоìу три-, тетра- ³ пол³г³бридноìу схрещуванн³, отриìати ³н- форìац³ю щодо сп³вв³дношення генотипо- вих, фенотипових клас³в р³зних тип³в су- цв³ття. âказаний факт ìає ³нтерес ³з прак- ISSN 1810-7834. Вісн. Óкр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2010, том 8, № 2268 С.Г. Хàбëàк тичної точки зору для селекц³ї та в³дкриває ìожлив³сть генетичного конструювання господарсько ц³нної структури суцв³ть культурних рослин. ó даний час ортологи ген³в 6 клас³в ара- б³допсису знайден³ у багатьох вид³в, що належать до р³зних систеìатичних груп по- критонас³нних рослин, включаючи Nico- tiana tabacum, Petunia hybrida, Pisum sativum, Zea mays ³ ряд ³нших [32, 33]. ö³ дан³ св³дчать про те, що ìехан³зì форìу- вання суцв³ть в ус³х покритонас³нних рос- лин є под³бниì. îтже, ìожна припустити, що генетична ìодель розвитку суцв³ття у A. thaliana ун³версальна для ус³х кв³ткових рослин ³ наочно деìонструє ìехан³зì фор- ìування р³зних форì суцв³ть. öе дозволяє пояснити наявн³сть у р³зних таксоноì³чних групах покритонас³нних рослин ³снування великої р³зноìан³тност³ тип³в суцв³ть та обуìовлює переоц³нку напряì³в еволюц³ї суцв³ть. Б³льш того, екстраполяц³я гене- тичної ìодел³ розвитку суцв³ття у A. thaliana на рослини, що ìають практичне значення, розкриває ìожлив³сть для усп³шної роботи селекц³онера з³ створення сорт³в рослин з бажаниì типоì суцв³ття. Знаючи законоì³рност³ успадковування ген³в, що визначають форìу суцв³ття у A. thaliana, ìожна знаходити ортолог³чн³ гени в ³нших рослинах, коìб³нувати ц³ гени за господарсько ц³нниìи ознакаìи ³ отриìу- вати бажан³ типи суцв³ть у культурних рос- лин. Òàбëèöя. Загальна схеìа ì³нливост³ ознак структури суцв³ття A. thaliana Ознака Клас генів A B C D E F Довжина осей Міжвузля: типові (а1) вкорочені (а2 ) видовжені (а3 ) Квітконіжки: типові (а4) вкорочені (а5) видовжені (а6) + + + + + + Галуження осей відсутнє (в1) наявне (в2) + + Характер будови верхівки суцвіття відкрите (с1) закрите (с2) + + Орієнтація осей у просторі типове направлення (під кутом 45°) (d1) під кутом більше 135°(d2) під кутом 135°(d3) під кутом 90°(d4) під кутом менше 45°(d5) + + + + + Наявність листя в суцвітті відсутнє листя (ебрактеозне суцвіття) (e1) присутнє листя: а) фрондозне листя (е2) б) брактеозне листя (е3) в) фрондозно-брактеозне листя (е4) + + + + Присутність зрощення в суцвітті відсутнє (f1) присутнє (f2) + + ISSN 1810-7834. Вісн. Óкр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2010, том 8, № 2 269 Геíеòèчíèй коíòðоëü фоðмувàííя ñуцв³òòя у Arabidopsis thaliana (L.) ... Вèñíовкè âперше запропоновано генетичну ìо- дель розвитку тип³в суцв³ття у A. thaliana. Зг³дно з якою для утворення суцв³ття у ара- б³допсису необх³дн³ гени 6 клас³в з à, â, ñ, D, å ³ F-функц³яìи. âиявлено, що генетич- ний ìехан³зì форìування суцв³ття контро- люється взаєìод³єю ген³в за типоì коìп- леìентарност³, при якоìу кожен ³з ген³в ха- рактеризується власниì специф³чниì ефектоì. Пåðåë³к ë³òåðàòуðè 1. Scholl R., May S., Ware D. Seed and molecular re- sources for Arabidopsis // Plant Physiol. – 2000. – Vol. 124, №1. – ð. 1477–1488. 2. Arabidopsis genome initiative. Analysis of the ge- nome sequence of the flowering plant Arabidop- sis thaliana // Nature. – 2000. – Vol. 408, №2. – P. 796–815. 3. Chory J., Ecker J.R., Briggs S. et al. National Sci- ence Foundation – Sponsored Workshop Report: «The 2010 Project, functional genomics and the virtual plant: a blueprint for understanding how plants are build and how to improve them» // Plant Physiol. – 2000. – Vol. 123. – ð. 423–426. 4. Петров А.П., Плотников В.А., Прокопенко Л.И. ìетодика почвенной культуры Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. и проблеìа ìиниìизации па- ратипических варианс // ãенетика. – 1973. –ò. 12, №2. – ñ. 83–88. 5. Федоров А.А., Кирпичников М.Э., Артюшенко З.Т. àтлас по описательной ìорфологии высших растений. ñоцветие. – ë.: Íаука, 1979. – 295 с. 6. Venglat S.P., Dumonceaux T., Rozwadowski K. at el. The homeobox gene BREVIPEDICELLUS is a key regulator of inflorescence architecture in Ara- bidopsis // Plant Biology. – 2002. – Vol. 99, №7. – P. 4730–4735. 7. Shannon S., Meeks-Wagner D.R. A Mutation in the Arabidopsis TFL1 gene affects inflorescence meristem development // Plant Cell. – 1991. – Vol. 3. – P. 877–892. 8. Douglas S.J., Chuch G., Dengler R.E. et al. KNAT1 and ERECTA regulate inflorescence architecture in Arabidopsis // Plant Cell. – 2002. – Vol. 14. – P. 547–558. 9. Smith M. S., Hake S. The interaction of two home- box genes, BREVIPEDICELLUS and PENNYWISE, regulates in ternode patternin in the Arabidopsis inflorescence // Plant Cell. – 2003. – Vol. 15. – P. 1717–1727. 10. Burne M. E., Groover A. T., Fontana J. R., Mar- tienssen R. A. Phyllotactic pattern and stem all fate are determined by the Arabidopsis homeobox gene BELLRINGER // Development. – 2003. – Vol. 21. – P. 721–732. 11. Харченко В. Е., Соколов И. Д., Пилавов Г. Ш., Хаблак С. Г., Наумов С.Ю. ñтроение соцветий у экотипа Landsberg и ìутантных линий Landsberg erecta, bp-1 и pt арабидопсиса òаля (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) // Зб³рн. наук. праць ëуган- ського Íàó. ñер. б³ол. наук. – 2005. – №52(75). – ñ. 25–30. 12. Óсманов Т.П. âлияние ìутантных генов в различ- ной генотипической среде на физиологические функции Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.: àвто- реф. дис…. канд. биол. наук / èФðã àÍ ðò. – äу- шанбе, 2007. – 25 с. 13. Mandel M.A., Gustafson-Brown C., Savidge B., Yanofsky M. Molecular characterization of the Arabidopsis floral homeotic gene APETALA1 // Nature. – 1992. – Vol. 360. – P. 273–277. 14. Mandel M.A., Yanofsky M. A gene triggering flow- er formation in Arabidopsis // Nature. – 1995. – Vol. 377. – P. 522–524. 15. Bowman J.L., Alvarez J., Weigel D., Meyero- witz E. M., Smyth D.R. Control of flower develop- ment in Arabidopsis thaliana by APETALA1 and interacting genes // Development. – 1993. – Vol. 119. – P. 721–743. 16. Хаблак С.Г., Медведь О.М., Соколов И.Д. èс- следование форìирования элеìентарных структурных флоральных единиц в соцветии ìу- тантной линии ap1-1 арабидопсиса òаля (Ara- bidopsis thaliana (L.) Heynh.) // Зб³рн. наук. праць ëуганського Íàó. ñер. б³ол. наук. – 2006. – №6(89). – ñ. 79–85. 17. Ratcliffe O.J., Amaya I., Vincent C.A. at el. A com- mon mechanism controls the life cycle and ar- chitecture of plants // Development. – 1998. – Vol.125. – P. 1609–1615. 18. Mizukami Y., Ma I. Determination of Arabidopsis floral meristem identity by AGAMOUS // Plant Cell. – 1997. – Vol. 9. – P. 393–408. 19. Underer M.C., Halldorsdottir S.S., Modliszewski J.L., Purugganan M.D. Guantitative trait loci for in- florescence in Arabidopsis thaliana // Genetics. – 2002. – Vol. 160. – P. 1130–1151. 20. Ежова Т.А., Пенин А.А. Íовый ген BRACTEA (BRA), контролирующий форìирование открытого эбрактеозного соцветия у Arabidopsis thaliana // ãенетика. – 2001. – ò. 37, №7. – ñ. 935–938. 21. Schultz E. A., Haughn G. M. LEAFY, a homeotic gene that regulates inflorescence development in Arabidopsis // Plant Cell. – 1999. – Vol. 3. – P. 771–781. 22. Sava S., Ito T., Shimura Y., Okada K. FIL AMEN- TOUS FLOWER controls the formation and de- velopment of Arabidopsis inflorescences and ISSN 1810-7834. Вісн. Óкр. тов-ва генетиків і селекціонерів. 2010, том 8, № 2270 С.Г. Хàбëàк floral meristems Okada // Plant Cell. – 1999. – Vol. 11. – P. 69–86. 23. Pruitt R. E., Vielle-Calzada J.-P., Ploense S. E., Grossniklaus U., Lolle S. J. FIDDLEHEAD, a gene reguired to suppress epidermal cell interaction in Arabidopsis, encodes a putative lipid biosynthetic enzyme // Plant Cell. – 1999. – Vol. 8. – P. 2225– 2241. 24. Chen X., Goodwin S. M., Boroff V. L., Liu X., Jenks M. A. Cloning and characterization of the WAX2 gene of Arabidopsis involved in cuticle mem- brane and wax production // Plant Cell. – 2003. – Vol. 15. – P. 1170–1185. 25. Хаблак С.Г. òрансфорìация структуры соцве- тия арабидопсиса òаля (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) под влияниеì ìутантных аллелей ap1- 1 и tfl1-2 // Зб³рн. наук. праць ëуганського Íàó. ñер. б³ол. наук. – 2007. – №75(98). – ñ. 63–70. 26. Хаблак С.Г., Соколов И.Д., Харченко В.Е., Нау- мов С.Ю. îдиночные цветки и верхоцветные со- цветия у диìутантной линии bp-1,tfl1-2 араби- допсиса òаля (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) // Зб³рн. наук. праць ëуганського Íàó. ñер. б³ол. наук. – 2006. – №57(80). – ñ. 53–56. 27. Соколов И.Д., Хаблак С.Г., Сыч Е.И., Сигидинен- ко Л.И. ñовìестное влияние ìутантных аллелей ap1-1 и bp-1 на архитектуру соцветия арабидоп- сиса (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) // â³сн. óкр. тов-ва генетик³в ³ селекц³онер³в. – 2005. – ò. 3. – №1-2. – ñ. 48–56. 28. Хаблак С.Г., Чеченева Т.Н. ìорфогенетические особенности ìутантов арабидопсиса по строе- нию соцветий // Íауковий в³сник Íàó. – 2007. – âип. 117. – ñ. 154–159. 29. Hablak S. G., Checheneva T. N. Prospectives for genetic improvement of the inflorescences struc- ture in oil crops of the Brassicaceae family // öи- тология и генетика. – 2009. – ò. 43, №3. – ñ. 161– 163. 30. Ежова Т.А. Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. как ìодельный объект для изучения генетическо- го контроля ìорфогенеза // ãенетика. – 1999. – ò. 35, №11. – ñ. 1522–1537. 31. Ежова Т.А., Солдатова О.П., Калинина А.Ю., Мед- ведь С.С. âзаиìодействие генов ABRUPTUS/ PINDID и LEAFY в процессе флорального ìорфо- генеза у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. // ãене- тика. – 2000. – ò. 36, №12. – ñ. 1682–1687. 32. Ежова Т.А., Склярова О.А. ãены, контролирую- щие структуру соцветия, и их возìожная роль в эволюции // îнтогенез. – 2001. – ò. 32. – ñ. 462– 470. 33. Baum D. The evolution of plant development // Curr. Opin. Plant Biol. – 1988. – Vol. 1. – P. 79–86. Представлено О.В. Дубровною Надійшла 19.10.2009 ãåÍåòè×åñêèЙ êîÍòðîëü ФîðìèðîâàÍèЯ ñîöâåòèЯ ó ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH С.Г. Хаблак ëуганский национальный аграрный университет óкраина, 91008, г. ëуганск, ëÍàó, кафедра почво- ведения и агрохиìии e-mail: serhab_211981@rambler.ru äоказано, что под влияниеì рецессивных алле- лей ap1-1, bp-1 и tfl1-2 у A. thaliana вìесто ти- пичной кисти форìируются соцветия с новыìи коìбинацияìи признаков, не характерныìи для сеìейства Brassicaceae. âыяснено, что тип соцветия у арабидопсиса ìожет опреде- ляться как отдельныìи генаìи, так и взаиìо- действиеì генов по типу коìплеìентарности, при котороì каждый из генов характеризуется собственныì специфическиì эффектоì. Ключевые слова: арабидопсис, соцветие, взаиìодействие генов, ìутантная линия, плейотропный эффект. GENETIC CONTROL FORMING îF INFLORESCENCE AT ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH S.G. Hablak Lugansk National Agrarian University, Ukraine, 91008, Lugansk, LNAU, faculty of soil sci- ence and agricultural chemistry e-mail: serhab_211981@rambler.ru It was revealed that under the influence of the re- cessive ap1-1, bp-1 and tfl1-2 genes A. thaliana instead of a typical tassel there were formed the inflorescences with a new combination of traits atypical to the Brassicaceae family. It was found that the type of Arabidopsis inflorescence can be controlled by individual genes as well as com- plementary gene interaction where each gene is characterized by its specific effect. Key words: arabidopsis, inflorescence, allele, gene, mutant line, pleiotropic effect.

Генетичний контроль формування суцвіття у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.

Institution

Similar Items