И.Г. Одинцова
description
Transcript of И.Г. Одинцова
И.Г. Одинцова
Гаметоцидные гены и их использование
ГНЦ РФ Всероссийский НИИ растениеводства имени Н.И. Вавилова
Санкт-Петербург
Гаметоцидные гены - ядерные гены, экспрессия которых выражается в нарушении
метаболических процессов развития мужского и женского гаметофита
gc-абортивные
Gc-жизнеспособные
Gcgc
гаметы:
GcGc
_
F2
Хромосомы эгилопсов, преимущественно передаваемые потомству у мягкой пшеницы
Вид-источник Геномная формула
Гомеологичная группа
Символ Ссылки
Ae. caudata CC 3 - Endo, Katayama, 1979Ae. longissima S’S’ 4 Gc2 Maan, 1975, 1976, 1980
Endo, 1982, 1985Ae. longissima S’S’ 2 Gc1 Endo, 1985Ae. sharonensis S’S’ 4 Gc2 Miller at. al., 1982
Miller, 1983Tsujimoto, 1994
Ae. speltoides ssp. ausheri
SS 2 Gc1a Tsujimoto, Tsunewaki, 1983, 1984, 1985, 1988
Ae. speltoides ssp. longissima
SS 2 Gc1b Tsujimoto, Tsunewaki, 1988Tsujimoto, Noda, 1989
Ae. speltoides SS 6 - Kota, Dvorak, 1988Ae. cylindrica CCDD 2 Gc2 Endo, 1979, 1988Ae. triuncialis UUCC 3 Gc3 Endo, Tsunewaki, 1975, 1985
Endo, 1978, 1982, 1988Synthetic triuncialis UUCC 3 Gc3 Tsujimoto, Noda, 1988Ae. geniculata (Ae. ovata)
UUMgMg 4 - Tsujimoto, 1994
Механизм действия гаметоцидных генов
gc
Gc2mut
имеет только функцию рестриктазы? Тогда :
Gc2mut
= gc2; Gc2mut
/ gc2 – фертильны
Однако Gc2mut
/ Gc2 – фертильны. Следовательно:
Gc2mut
≠ gc2; – он имеет 2 функции: рестриктазы и метилазы
Gc
gc Gc
Gc2рестриктаза
метилаза
Картирование генома мягкой пшеницы с использованием делеций, индуцированных
геном Gc2 от Aegilops cylindrica
1. Линию Chinese spring, дополненную гаметоцидной хромосомой, скрещивали с эуплоидной формой Chinese spring. 42 ch.s +2 Ae.cil.
2. В потомстве от этого скрещивания отбирали генотипы с делециями хромосом
3. Самоопыление и выделение гомозигот по делециям.4. ДНК, вылеленная из гомозиготных по делециям линиям,
гибридизируют с пробами , распознающими гены на том плече хромосомы, которое потеряло фрагмент у данной линии.
5. Сравнение полученных таким образом генетических карт с цитологическими позволяет получить физические карты мягкой пшеницы
Картирование генома ячменя с использованием перестроек, индуцированных
геном Gc2 от Aegilops cylindrica
1. Получили линии мягкой пшеницы, дополненные парой хромосом ячменя 42+2Н.
2. Их скрещивали с замещенной линией пшеницы, содержащей пару гаметоцидных хромосом от Ae. cylindrica: 42+2H x 40+2Gc Ae.cyl.
3. ДНК, выделенную из гомозиготных по перестройкам линий , гибридизируют с пробами, распознающими сайты на соответствующих хромосомах ячменя.
4. Сравнивая результаты этой гибридизации с результатами цитологических исследований тех же линий получают материал для физического картированя хромосом ячменя.
Aegilops speltoides
ЛинииГомозиготные комбинации Гетерозиготные комбинации
4-7 5-4 6-10 7-2 12-4 17-3 С-29 ThLr9 ThLr19 ThLr24
3-4
4-7
5-4
6-10
7-2
12-4
8-9
-
8-9
9-10
-
-
9-10
-
9-10
-
-
8-9
9-10
9-10
9-10
9-10
5-7
9-10
9-10
9-10
9-10
9-10
4-5
4-5
4-5
-
6-7
-
4-5
4-5
3-4
4-5
-
-
6-7
4-5
3-4
4-5
-
-
5-6
-
4-5
4-5
-
4-5
Фертильность (число зерен в 10 нижних цветках) гибридов F1
интрогрессивных линий с сортом Саратовская 29 (С-29), с линиями Thatcher (Th) – тестерами известных Lr-генов устойчивости к бурой
ржавчине пшеницы и между собой
Фертильность пыльцевых зерен
ГенотипыGc Gc
линии типа “Кукушка”
gc gcсорт
Саратовская 29
Gc gcF1 гибриды
Подсчитано пыльцевых зеренИз них:стерильныхфертильных
1052
83965
1025
41984
1100
682418
% фертильных 92,2 96,0 38,2
Характеристика генотипов с различным аллельным состоянием Gc-генапо фертильности пыльцы
Puccinia triticina, P. graminis
Отсутствие расщепления по устойчивости к бурой ржавчине F2
гибридов от скрещивания интрогрессивных линий с восприимчивым сортом Саратовская 29
Линии, семьи
СоотношениеR:S
Линии, семьи
СоотношениеR:S
2-5 1
2
3
150:0
150:0
150:0
6-10 1
2
50:0
50:0
7-2 1
2
50:0
50:0 3-4 1
2
160:0
160:0 12-4 1
2
100:0
100:0 4-7 1
2
50:0
50:0 17-3 1 2
50:050:0
ЛинияЧисло
хромосомЗавязываемость в краевых цветках
Число продуктивных стеблей
2
3
4
5
12
17
15
9
10
13
14
42
42
42
42
42
42
42, 43
41, 42, 43
41, 42, 43
41, 42, 43
41, 42
10,0
10,0
10,0
10,0
9,8
9,8
9,3
9,4
9,1
9,4
7,4
3,8
2,3
3,6
2,7
2,2
3,0
2,4
3,2
2,2
3,2
1,7Саратовская 29
Thatcher Lr94242
10,09,8
3,2-
Характеристика линий по числу хромосом, фертильности и кустистости
Казахстанская 126Критический моносомик
41 хр.20 хр.
Х
GcGc 42 хр.
Отбор моносомиковКритический моносомик
41 хр.
F1
Гаметы
20 хр.21 хр.
Казахстанская 126Критический моносомик
41 хр.
F2
42 хр.
Казахстанская 126Некритический моносомик
41 хр.
GcGc 42 хр.
Х
Некритический моносомик 41 хр.
20 хр.21 хр. 21 хр. 20 хр.
42 хр. 41 хр. 40 хр.
Использование гаметоцидных генов:
Способность слабоэкспрессивных гаметоцидных генов вызывать транслокации используется для:
1. получения серий телоцентрических линий мягкой пшеницы;
2. физического картирования генов пшеницы, ячменя и ржи;
3. интрогрессии чужеродной устойчивости.
Способность сильноэкспрессивных гаметоцидных генов элиминировать гаметы с рецессивным аллелем может использоваться в селекции в случае их сцепления с полезными признаками.
СПАСИБО за внимание!