Филогенетический анализ видов подрода Vicia. Разработка метода идентификации генов, определяющих изменчивость хозяйственно-ценных фенотипических признаков пивоваренного качества у ячменя. Исследование ограниченной плейотропии цис-регуляторных мутаций.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наукРазработать метод идентификации генов, определяющих изменчивость хозяйственно-ценных фенотипических признаков, на примере признаков пивоваренного качества у ячменя, с помощью транскриптомного анализа. В ходе исследований получить экспериментальное подтверждение воспроизводимости результатов применяемой КДНК-чип технологии, путем использования альтернативных молекулярно-биологических методов (Нозерн-блоттинг). в) используя КДНК-макрочип, осуществить транскриптомный анализ генотипов ячменя, различающихся по параметрам солодования и протестировать гипотезу о том, что наблюдаемые различия по пивоваренному качеству могут обуславливаться изменчивостью уровня экспрессии определенных генов-кандидатов. Проанализировать общегеномные закономерности регуляции экспрессии генов ячменя, картировав генетические факторы (EQTL), влияющие на уровень транскрипции генов, используя Affymetrix 22K Barley GENECHIP. Впервые с использованием микрочипа Affymetrix 22K Barley GENECHIP на генетической карте ячменя установлено местоположение 3029 транскрибируемых генов, а также картированы регуляторные локусы для 12987 генов. Общегеномное картирование регуляторов экспрессии генов ячменя с помощью Affymetrix позволяет локализовать транс-регуляторные локусы, регулирующих транскрипцию целого кластера генов, среди которых могут оказаться также гены, определяющие важные фенотипические характеристики.По результатам анализа филогенетических взаимоотношений 29 видов Vicia subgenus Vicia методами RAPD, AFLP и рестрикционного анализа хлоропластных генов очерчен круг ближайших родственных таксонов для культивируемых видов вики, а также выдвинута гипотеза о возможной предковой форме культурного вида V.faba. По результатам анализа генофонда культурного вида V.sativa (1122 образцов из коллекций двух генбанков) методом AFLP предложен оригинальный метод классификации генетического разнообразия возделываемых видов на основе расчета коэффициентов генетической оригинальности образцов по Смирнову. Установлено, что гены, преимущественно экспрессируемые в зародыше и щитке, кодируют белки клеточного цикла, процессов трансляции, нуклеотидного метаболизма, углеводного обмена и транспортных функций. На примере одного из идентифицированных генов-кандидатов карбоксипептидазы 1 (Cxp1) продемонстрирована стратегия картирования генетического локуса, определяющего уровень экспрессии гена-кандидата, с последующим созданием молекулярного маркера-помощника селекции, позволяющего проводить отбор генотипов с желательной повышенной или пониженной экспрессией гена-кандидата. Впервые проанализирован уровень транскрипции 22801 генов в прорастающих семенах двух генотипов ячменя Morex и Steptoe, а также у 139 дигаплоидных линий от их скрещивания с использованием микрочипа Affymetrix 22K Barley1 GENECHIP.