Поліморфізм фрагментів ДНК та особливості геномної організації деяких видів ссавців і дводольних рослин - Автореферат

Поліморфізм фрагментів ДНК та особливості геномної організації деяких видів ссавців і дводольних рослинВ останні роки стали інтенсивно використовуватися маркери, отримання яких базується на ампліфікації різних класів повторюваної ДНК, зокрема мікросателітної (ISSR-PCR-маркери) (Caetano-Annoles, 1995; Wolfe et al., 1998; Gupta et al., 1998) і транспозонної (IRAP-PCR-маркери) (Waugh et al., 1997; Kalendar et al., 1999; Leigh et al., 2003). Це ускладнює інтерпретацію даних, які отримуються з їх використанням, оскільки не дозволяє оцінити рівень нейтральності цих маркерів до дії добору та їх універсальність для визначення генотипів рослин і тварин на всіх таксономічних рівнях. Не визначені також чіткі критерії для цілеспрямованого підбору цих маркерів для роботи з рослинними і тваринними геномами, що сприяло б ефективнішому їх використанню при паспортизації геномів, MAS-селекції, оцінці внутрішньопородньої, внутрішньосортової й внутрішньопопуляційної генетичної мінливості, вивченню генетичних наслідків впливу різних факторів добору, у тому числі стресових. З огляду на це, розробка нових підходів до оцінки рівня інформативності молекулярно-генетичних маркерів, що базуються на використанні характеристик із фізичним і математичним змістом, і виявлення найбільш інформативних ISSR-PCR-і IRAP-PCR-маркерів для оцінки генетичної мінливості сільськогосподарських видів рослин і тварин є актуальними. Обєкт досліджень - поліморфізм молекулярно-генетичних ISSR-PCR-маркерів і IRAP-PCR-маркерів та фактори, що його визначають у доместикованих і диких представників рослин і тварин.За ISSR-PCR-маркерами генетична мінливість і у тварин, і у рослин залежить від композиційних та термодинамічних характеристик локусів, які фланкують ці маркери. Із застосуванням розробленої в дисертаційній роботі методики оцінки внутрішньопопуляційної генетичної мінливості, що ґрунтується на сімейному аналізі, вперше доведено, що ISSR-PCR-та IRAP-PCR-маркери, які раніше вважалися селективно-нейтральними, у тварин (велика рогата худоба) піддаються тиску добору. У великої рогатої худоби тиску добору більшою мірою піддаються ISSR-PCR-маркери, які фланковані відносно термостабільними мікросателітними послідовностями (показник ентальпії ДНJ>180 ккал/моль), а також мікросателітними послідовностями із низьким рівнем термостабільності (показник ентальпії ДНJ<155 ккал/моль). У великої рогатої худоби за оцінки внутрішньопопуляційної мінливості доцільно використовувати високополіморфні ISSR-PCR-маркери, фланковані мікросателітними локусами із високими термодинамічними характеристиками (показник ентальпії ДНJ>180 ккал/моль), оскільки вони більшою мірою дозволяють оцінити найближчу генетичну історію виду.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Рівень генетичної мінливості за ISSR-PCR- та IRAP-PCR-маркерами у диких та доместикованих представників підродини Bovinae у тварин та підродини Phaseoleae у рослин є порівняним. За ISSR-PCR- маркерами генетична мінливість і у тварин, і у рослин залежить від композиційних та термодинамічних характеристик локусів, які фланкують ці маркери.

2. Із застосуванням розробленої в дисертаційній роботі методики оцінки внутрішньопопуляційної генетичної мінливості, що ґрунтується на сімейному аналізі, вперше доведено, що ISSR-PCR- та IRAP-PCR-маркери, які раніше вважалися селективно-нейтральними, у тварин (велика рогата худоба) піддаються тиску добору.

3. У великої рогатої худоби тиску добору більшою мірою піддаються ISSR-PCR-маркери, які фланковані відносно термостабільними мікросателітними послідовностями (показник ентальпії ДНJ>180 ккал/моль), а також мікросателітними послідовностями із низьким рівнем термостабільності (показник ентальпії ДНJ<155 ккал/моль).

4. Найбільш нейтральними до дії добору і відповідно більш інформативними для виявлення філогенетичних взаємовідносин в підродині Bovinae є ISSR-PCR-маркери, фланковані мікросателітними локусами із середніми термодинамічними характеристиками, зокрема з показником ентальпії близьким до ДНJ=161,8±0,084 ккал/моль.

5. У великої рогатої худоби за оцінки внутрішньопопуляційної мінливості доцільно використовувати високополіморфні ISSR-PCR-маркери, фланковані мікросателітними локусами із високими термодинамічними характеристиками (показник ентальпії ДНJ>180 ккал/моль), оскільки вони більшою мірою дозволяють оцінити найближчу генетичну історію виду.

6. В групі великої рогатої худоби, що відтворюється в умовах хронічної дії низькодозового випромінювання, достовірно збільшується рівень гетерозиготності у дочірньому поколінні F2 порівняно з батьківським поколінням F0, що може свідчити про пристосувальне значення гетерозигот у популяційно-генетичній відповіді на дію низькодозового іонізуючого випромінювання.

7. З використанням ISSR-PCR- та IRAP-PCR-маркерів у дочірніх поколіннях групи великої рогатої худоби, що відтворюється в умовах хронічної дії низькодозового випромінювання, не виявлено подій, які можна було б розцінювати як мутаційні.

8. За паспортизації рослинних геномів критерії підбору мікросателітних праймерів для аналізу генетичної мінливості у культурних і диких рослин сої відрізняються: для визначення генотипів сортів сої доцільно застосовувати ISSR-PCR-маркери, фланковані мікросателітними локусами з низькими термодинамічними характеристиками (показник ентальпії ДНJ170 ккал/моль).

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Для підтримання характеристик породи в популяціях великої рогатої худоби, що відтворюється в умовах хронічної дії низькодозового випромінювання, необхідно враховувати здатність їх генотипу до швидкої адаптаційної перебудови вже на міжгенераційному рівні, що проявляється в підвищенні рівня гетерозиготності і, отже, у зниженні рівня спеціалізації породи.

2. При проведенні внутрішньопородньої та внутрішньопопуляційної оцінки генотипів великої рогатої худоби доцільно застосовувати найбільш поліморфні ISSR-PCR-маркери, фланковані мікросателітними повторами з високими термодинамічними характеристиками, зокрема мікросателітними субповторами (САС) та (АСС), що є чутливішими до дії факторів добору і краще відображають найближчу генетичну історію виду.

3. Для визначення генотипів сортів сої рекомендується застосування ISSR-PCR-маркерів, фланкованих мікросателітними повторами з низькими термодинамічними характеристиками, зокрема із субповторами (AGC).

маркер генетичний рослина тварина

1. Тряпіцина Н.В., Глазко В.І. Використання методу ISSR-PCR для оцінки мутаційних спектрів ссавців у зоні відчуження Чорнобильської АЕС // Науковий вісник Національного аграрного університету. - Київ. - 2001. - Випуск . - С.175-182.

2. Тряпіцина Н.В., Глазко В.І. Використання методу IRAP-PCR для аналізу генетичної структури великої рогатої худоби // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету: Збірник наукових праць. - Біла Церква, 2005. - Вип. 31. - С. 168-175.

3.Тряпицина Н.В., Глазко В.И. Полиморфизм фрагментов ДНК, фланкированных микросателлитными локусами (ISSR-PCR) у воспроизводящегося в условиях низкодозового ионизирующего облучения крупного рогатого скота // Цитология и генетика. - 2005. - №5. - С.41-50.

4. Тряпицина Н.В., Городная А.В., Глазко В.И. Мутационная изменчивость черно-пестрой породы крупного рогатого скота, воспроизводящейся в 10-км зоне отчуждения Чернобыльской АЭС // Вісник Сумського державного аграрного університету: В сб. перспективи розвитку скотарства у третьому тисячолітті . - Суми. - 2001. - С.121-123 (визначені завдання, проведені дослідження, проаналізований матеріал, написана стаття).

5. Глазко В.И., Тряпицына Н.В. Генетическая структура черно-пестрой породы, воспроизводящейся в зоне ЧАЭС // В сб. “Труды 40-го сьезда по радиационным исследованиям”. - Москва, 2001. - с.96.

6. Tryapitcyna N.V., Glazko V.I. Cattle polymorphism revealed using ISSR-PCR at animals from 10km alienation zone of Chernobyl NPS // XXVIII International Conference on Animal Genetics (ISAG).Gottingen-Germany. - 2002. - P.138.

Размещено на .ru