Изучение механизмов видообразования на молекулярно-цитогенетическом уровне у диких диплоидных видов пшениц. Анализ роли этих механизмов в образовании репродуктивных барьеров. Пространственная и временная динамика мобильных элементов в геноме растения.
Аннотация к работе
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Работа выполнена в лаборатории молекулярной цитогенетики растений Института эволюции Университета Хайфы. Официальные оппоненты: доктор биологических наук Бадаева Екатерина Дмитриевна доктор биологических наук Гагинская Елена Романовна доктор биологических наук Шнеер Виктория Семеновна Защита состоится 2009 г. на заседании совета Д.212.232.12 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034 Санкт-Петербург, Университетская наб.Иначе говоря, микроэволюцией называют любое увеличение или уменьшение частоты в генофонде какой-либо вариантной формы, которая продолжает встречаться в популяции из поколения в поколение (Четвериков 1929, Шмальгаузен 1968, Тимофеев-Ресовский 1958, Грант 1991, Воронцов 1999). Третья гипотеза предполагает, что активность мобильных элементов и хромосомные перестройки - процессы взаимозависимые, приводящие, в отдельных случаях, к быстрому возникновению репродуктивной изоляции, т. е. к видообразованию по симпатрической модели. Ниже приведен ряд нерешенных вопросов, которые и послужили отправными точками настоящего исследования: · идет ли в данный момент процесс видообразования в группе Sitopsis, и если «да», то по какой модели, чем видообразование вызвано, и какова эволюционная связь Aegilops speltoides с родственными видами в группе Sitopsis; · играют ли мобильные элементы какую-либо роль в образовании новых форм в небольших краевых популяциях растений, где, как известно, прцессы формообразования интенсифицированны (Тимофеев-Ресовский и др. Затем, для лабильных районов предполагалось молекулярно-цитогенетическими методами определить количественное и качественное содержание мобильных элементов (копийность и присутствие хромосомных кластеров элементов определенного типа в геноме).В этом разделе изложена кратка история исследования видообразования и рассмотрены основные современные работы в этой области (Четвериков 1929, Dobzhansky 1935, 1937, Mayr 1942, Stebbins 1950, Lewis 1953, Lewis и Roberts 1956, Lewis и Raven 1958, Lewis 1962, Тимофеев-Ресовский и др. Определен круг вопросов, требующих объяснения, а также дана краткая характеристика современных методов молекулярной цитогенетики, исползуемых для решения некоторых из этих вопросов (Woo и др. В разделе дана краткая история систематики рода Aegilops (Жуковский 1928, Eig 1929, Kihara 1963, Stebbins 1956, Morris и Sears 1967, Цвелев 1976, Тахтаджян 1987), и современная точка зрения на происхождение группы фестукоидных злаков (Невский 1937, Цвелев 1976, Tchernov 1988). Также в этом разделе по литературным данным характеризуется влияние Четвертичного оледенения на эволюцию флоры Леванта (Жуковский 1928, Zohary 1973). В этом разделе дано описание видов, входящих в секцию Sitopsis рода Aegilops.В этом разделе приведена краткая история открытия мобильных элементов, их классификация, особенности работы с данной фракцией ДНК и современные точки зрения на роль мобильных элементов в эволюции генома, которые можно разделить на две группы (Doolittle и Sapienza 1980, Orgel и Crick 1980 Golding и др. Первая группа гипотез предполагает, что: · мобильные элементы присутствуют и распространяются по геному благодаря мутациям, вызванных их активностью; · мобильные элементы обусловливают новые временные и пространственные паттерны экспрессии генов;Рассматривается важнейшая особенность мобильных элементов - их способность внедряться преимущественно в одни и те же хромосомные локусы, а внутри локусов - в подобные элементы (Voytas 1996, SANMIGUEL и др.В этой главе сформулированы цели и задачи исследованияВ этой главе приводится список видов и популяций, использованных в исследованиях (таблица 1). Приведены методы, использованные в данной работе, и, в частности: выделения ДНК, амплификации, клонирования, секвенирования и идентификации фрагментов мобильных элементов, ПЦР (полимеразная цепная реакция) скрининг на сайт-специфичное внедрение транспозонов, количественный RT (real-time) ПЦР; LD (long distance) ПЦР; дот-блот гибридизация и анализ; IRAP (inter-retrotransposon amplified polymorphism) для определения транспозиции мобильных элементов. Описаны также методы in situ гибридизации и дифференциальной окраски хромосом, включающие приготовление препаратов митотических, мейотических хромосом и ДНК фибрилл, мечение проб, непосредственно in situ гибридизацию, а также послегибридизационную окраску хромосом, хромосомную идентификацию и анализ внутихромосомного распределения гибридизационного сигнала. В этой главе также приводятся использованные нами методы статистической обработки данных, такие как нормализация, централизация и анализ главных компонент (PCA). Виды и образцы растений, использованные в экспериментах.Раздел 4.1 Выявление в пределах хромосом Ae. speltoides районов, обогащенных видоспецифичными повторами ДНК Для выявления в пределах хромосом Ae.