Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Полиморфизм хлоропластной и митохондриальной ДНК некоторых видов сельскохозяйственных растений

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Полиморфизм хлоропластной и митохондриальной ДНК некоторых видов сельскохозяйственных растений"

РГО Си

' '; ' ■.' АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ' "" ШСТЭТУТ ГЕНЕТИКИ И ЦИТОЛОГИИ

На правах рукописи

ТЕРЕХОВ Алексей Юрьевич

ПОЛИЮгЖМ ХЛОРОЕШЗТЮЙ И ШГГОХОЩРШЬНОЯ ДНК НЙК070Р1Я ВИДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ

• 03. 00.15. - генетика

АВТОРЕФЕРАТ-диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Минск - 1993

Работа вьь.лшена в Институте генетики и цитологии АН Беларуси

Научный руководитель: доктор биологических наук

О. Г. Давыдекко

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Каминская Л. К

кандидгт биологических наук Арткшевский А. Г.

Ведущее'учреждение: Институт клеточной биологии

и генной инженерии Академии наук Украины

Зашита диссертации состоится .2. декабря 1993 года б 14.00 ча ов на заседании специализированного совета К 006.02.01. по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.15. - генетика В Институте генетики и цитологии АН Беларуси по адресу: 220734, Минск, ул. Ф. Скорины, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Я Ксласа' ■

] ; Автореферат разослан " " ¡¿ОслдРл% 1993 года

I, к. б. Е. В. Лобанок

■Ученый секретарь специализированного совета,

Институт генетики и цитологии АН Беларуси, 1993

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Цитоплазматическая изменчивость остается все еще малоизученной областью'И слабо используемым источником генетической изменчивости. Изучение эффектов чужеродных цитоплазм (Tsunewakl, 1980 и др.) показало, что гены органелл цитоплазмы могут оказывать существенное влияние на признаки продуктивности и адаптивности растений. С точки зрения участия этой изменчивости в видообразовании и селекционных процессах наибольший интерес представляет внутривидовая изменчивость. В настоящее время накопленные данные позволили показать, что внутривидовой полиморфизм хп и мт ДНК довольно распространенное явление у многих видов и в то же время аффекты цитоплаама-тических генов и при внутривидовых замещениях сравнимы с эффектами ядерных (Батуро и др., 1989; Давыденко, 1991). Для понимания роли внутривидовой цитоплазматической изменчивости в эволюции и ее использования в селекции необходим поиск и идентификация ее" источников, и создания на этой основе коллекций идентифицированных плазматипов с/х растений.

Одним из факторов, ограничивающих пучение и использование цитоплазматической изменчивости' растений является строго однородительское (материнское) наследование органелл* цитоплазмы у большинства растительных видов (Kirk, Ttlney-Bassett, 1967). Такой характер наследования не позволяет создавать новые комбинации хп и мт генов и препятствует . их рекомбинации. Рекомбинации, как правило, митохондриальной ДЕК, удается получать при слиянии протопластов (Gleba el al., 1985), но. при этом не всегда удается получить•сбалансированный ядерный геном (полиплоидия, амфидиплоидия, самоклональная изменчивость) и сделать этот подход универсальным для всех видов. Описанные в литературе случаи двуродительского наследования пластид у Antirrhinum majus (Dyers, 1967), Pelargonium 2onale (Mstzlaff et al., 1981), Medicago sativa (Schumann, Hancock, 1989) и Secale cereale (Frost et al., 1970), а также органелькых ДНК у межродовых половых гибридов Hordeum х Secale (Soliman et al. , 1987) при половой гибридизации свидетельствуют о возможности создания в зиготе условий для получения новых комбинаций и рекомбинаций генов хлоропласгов и митохондрий. Изучение измене-

- 4 - ,

ний ДНК органелл при двуродительском наследовании открывает перспективы для понимания механизмов наследования цитоплазма-тических генов и создания принципиально новых модельных систем, позволяющее выявлять их эффекты и расширять спектр их изменчивости.

Целью настоящего исследования явилось изучение полиморфизма мигохондриальной и клоропластной ДНК и попытка индуцировать это разнообразие при двуродительском наследовании органелл цитоплазмы.

В задачи исследования входило:

1) проанализировать внутривидовой полиморфизм хп и мт ДНК видов G.шах, Н. vulgare, S. cereale.

2) провести анализ изменений хп и мт ДНК у гибридов, полученных от гибридизации аляоплазматической линии пшеницы (цитоплазма ржи) с сортами пшеницы.

Научная новизна и практическая значимость работы.

- среди сортов и форм сои культурной идентифицированы новые типы цитоплазм;

выявлены новые типы цитоплазм у ячменя Hordeum vulgare;

- впервые изучен полиморфизм органельных ДНК у озимой ржи и выявлены их типы. Показана высокая степень цитоплазмати-ческой изменчивости у вида Seeale cereale.

Сведения, полученные на основании анализа полиморфизма ДНК хлоропластов и митохондрий, открывают возможность для создания идентифицированных плазмагипов я изучения с их помощью влияния цитоплазм на ыорфолого-адаптивные признаки.

-.показана возможность индукции изменений органельной ДНК при половой гибридизация в потомстве гибридов (cereale)Л62 с сортами Т. aestivum;

- показано двуродительское наследование ДНК органелл цитоплазмы у Полового гибридного потомства (cereale)Л62 с сортами Т. aestivum при использовании в качестве материнского родителя. аллоплазматической пшеницу с цитоплазмой ржи. Из гибридного потомства выделены линии с хлоропластными и митохондри-альными ДНК пшеничного, ржаного и измененного типов.

Обнаружена возможность создания новых сочетаний цитоплаз-матических генов путем половой гибридизации.

Апробация.работы. Материалы диссертации доложены на VI съезде БелОГкС (Горки, 1S92), VI съезде ВОГиС (Минск, 1932),

на II совещании "Использование изо генных линий в селекционно-генетических экспериментах" (Новосибирск, 1993).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 работы.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 121 листе машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания используемого материала ¡t методов исследования, экспериментальной части, выводов, списка использованной литература, содержащего 262 наименования. Работа иллюстрирована 11 рисункам!, содержащими фотография рестриктных образцов хлоропластной и митохокдриальной ДНК изучаемых объектов, ■ и 5 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для накопил цитоплазматическай изменчивости вида Glycine шах, использовались 24 сорта и линии сои, полученные иэ коллекции ВИРа и имэщиеся в ИГиЦ AHB; вида Hordeum vulgare - 18 образцов из коллекции ВИРа; вида Seeale cereale - 4 сорта озимой ржи, имеющиеся в ИГиЦ АНБ (Табл. 1, 2)_,

Для изучения изменений органельных ДНК при половой гибридизации использовали аллоплазмзтнчэскую линию с ядром псеницы сорта Лгаесценс 62 и цитоплазмой ржи Seoale cereale- сорта Вятка ((cereale) Л52), а также линии, выделенные иэ этой аллоплаэ-матической формы NN 92 и 98. Этот материал любезно предоставлен Семеновым О. Г., г. Москва. Кроме' того, использовался следующий гибридный материал:

- 555 - гибрид FS (обиая популяция);

- LI, L2, L3 - линии F5, выделенные из гибридов F2, из комбинации скрещивания (cereale) JB2 х Ленинградка;

- Ldl, Ld2, Ld3 - линии, выделенные иэ гибридов 'F2, из комбината! скрещивания (cereale) ЛЕЕ х Ледсвка.

Гибридный материал и линии созданы 0. Г. Давыденко (ИГиЦ

АНБ),

Растения сортов и линий сои культурной выращивали в открытом грунте. Сортообразцы сои, формы ячменя, сорта ржи и ппэ-ницы, аллоплазматические линии, а также гибридные линии использовались на стадии. 5-6-'дневных и 10-12-дневных проростков. "' - ,

Анализ цитоплазыатичестаго разнообразия проводился при

- б -

сравненга хлоропластных и митохондриальных ДНК методом полиморфизма длин ресгрикгных фрагментов (ВДРФ) с контрольны!,и образцами.

Хлоропласткуп ДНК выделяли из хорошо развитых листьев по методу Bookjans et al. (1934).

Митохондриальная ДНК выделялась из 5-6 дневных этиолированных проростков по методике, разработанной в Институте клеточной биологии и генной инженерии (Комариицкий, Самойлов к ДР- ) •

'идролиа органельной ДНК проводили согласно рекомендаций изготовителей ("Fermentas", Литва) с использованием трех эндо-нуклеаз рестрикции - Eco RI, Ваш HI, Hind III.

Фрагменты ДНК разделяли методом электрофореза в горизонтальных 0,8% агарозкых гелях.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ По диморфизм ми охондриальной и хлоропластной ДНК у_ сои культурной (Glycine mag (L. ) Merrill) ' Анализ хлоропластной ДНК Hind III и Eco RI образцов, рестрикции показал их полную идентичность. Вся обнаруженная изменчивость у этого вида касалась только митохондриальной ДНК

На рисунке 1 показаны все типы митохондриальной ДНК, обнаруженные при анализе 24 сортообраэцов сои. Сравнение Ван HI-спектров 'рестрикции митохондриальной ДНК образцов показало, сорт Arksoy отличается от остальных отсутствием 20-го фрагмента, а Удивительная коричневая отсутствием 20-го и 13-го.

Электрофоретические образцы мт ДНК, обработанной ферментом Eco RI, обнаруживают меньший полиморфизм длины рестриктных фрагментов, чем Bam HI. Eco RI выявляет только ДЕа типа измененной мт ДНК. Сорта Удивительная коричневая и Arksoy отличаются от остальных образцов отсутствием IS-го $: агмента, но не отличаются друг от друга.

Hind III-образцы подразделяются на две группы по наличию/отсутствию 3-го фрагмента. Однако в этом случае количество образцов отличающиеся от веек остальных несколько Больше -Tckyo, Bravai la, Arksoy, Lincoln, Удивительная коричневая.

, Анализ злектрсфореграым показал, что уровень изменчивости

I II III I II-III Ï IV

Рис. 1. Полиморфизм Ban HI (A), Eco RI (Б) и Hind III (В) образцов митохондриальной ДНК сои культурной Glycine max. I -Киевская-27, II - Arksoy, III - Удивительная коричневая, IV -Tokyo, Bravai la, Arksoy, Lincoln, Удивительная коричневая.

12 12 3

Рис. 2. Полиморфизм длины рестриктных фра. л«ентов ячменя Ват HI-образцов хп ДНК (А): 1 - К-25551, К-26253, КТ26583, К-26584, И-419726, И-475680, Московский 3/121, Орфей; 2 -К-20865, K-265Q1, К-27412, К-27413, К-27927, К-27991, И-455780, И-475623, Конквист, Омский 85.

Eco RI-образцов мт ДНК (Б): 1 - К-26253, К-265В1, К-26584, К-27412, К-27927, И-419726, И-455780, И-460661, И-475623, И-475680, Омский 85, Московский 3/121; 2 - К-20865; 3 -Конквист, К-25551, К-26583, К-27413, К-27991.

митохондриальной ДНК у сои достаточно низкий. Различия обнаружены только по 1-2 фрагментам рестрикции. При анализе мт ДНК 24 сортообразцов сои культурной тремя ферментами рестрикции возможно выделить 4 типа митохондриальной ДНК (табл. 1).

Т.аблица 1. Полиморфизм митохондриальной ДНК образцов сои культурной.

Типы Образцы Полиморфные

мт ДНК фрагменты рестрикции

I Ниевсгая-27, Гркбская-30, К-1783, К-0812, К-0317, . 13-2СА), линия 7, H 6943, Вилия, Соер, 2-95, К-1122, Альфа, Flskeby III, Hardora, MON 03, Амуре г 'Я-310, Capital, Vieibu 11, Polan

II Bravaila, Lincoln, Tokyo НЗ

III 'Arkscy B20, E12, НЗ

IV Удивительная коричневая B13, B20, Е12, НЗ

Обозначения: В - Ват HI-фрагменг, Е - Eco RI-фрагшнт, H -Hind Ill-фрагмент. Цифры - номер фрагмента рестрикции (от высокомолекулярных; к кизкомолекулярным).

Таким образом, на основании данных рестрнк -ного анализа образцов хлоропластной и митохондриальной ДНК обнаружено 4 типа 'цитоплазм, различающиеся сайтами рестрикции мт ДНК. Полиморфизм ьотготондрпальной и хлоропластной ДНК

ячмзнл Horde um vulgare (L. ) Полиморфизм хлоропластной ДНК ячменя определялся с использованием двух: зндонуклеаз рестрикции - Ban HI и "со RI. Eco RÎ образцы хп ДНК оказались идентичными, но применение фе-рментa Bam HI выявило несколько групп с различающимися хло-ропластныш ДНК: I - К-25551, К-26253, К-26583, К-2Б534, И-419726, К-47Б680, Московский 3/121, Орфей и П - K-2Q8S5, К-26561, К-27412, К-27413, K-27S27, K-279S1, И-455780, И-475623, Кокквист, Омский S5.

Образцы второй группы отличается от перьой отсутствием 12-го фрагмента (Рис. 2А).

Обработка 20 образцов мт ДКК ячменя ферментом Есо RI по- . казала существование 3 типов от ДНК в изучаемой выборке: I -К-26253, К-26561, К-26584, К-27412, К-27927, И-419726, И-455780, Я-460661, И-475623, H-4756SD, Омский 85, Московский 3/121; ¿1 -Конквксг, К-25551, Х-26583, S-27413, К-279Э1; III - К-20855 ( Рис. 2Б).

Наименьшие различия наблюдаются между I л III 'типами, которые различаются двумя фрагментами, что составляет около 5Ж от общего числа фрагментов - 42, продуцируемых ферментом Есо RI. Особенность II типа заключается в том, что он отличается от I и III почти по 50% от обсэго числа сравниваемых фрагментов.

На основании данных, полученных при анализе оргаяедьных ДНК 3-мя ферментами рестрикции, выделено 5 типов цитоплазм (табл. 2).

Таблица 2. Идентифицированные по данный полиморфизма длин рестриктных фрагментов мт и хп ДНК цитоплазмы вида Hordeum vulgare.

тип цитоплазмы образцы мтДНК хпДНК

I К-26253, К-26534, И-419726, Е4 > В12

И-4605В1, И-475630,

Московский 3/121

II К-26581, К-27412, К-27927, Е4

И-455780, И-475623, Омский 85

III К-25551, K-265S3 * В12

IV Конквист, К-27413, К-279Э1 *

V K-2D365 Е15

Обозначения: Е - Есо RI-полиморфньзй фрагмент рестршщии; В - Bam HI-полиморфный фрагмент рестрикции; * - различия наблюдается почти по 501 от общего числа фрагментов. Цифры - номер фрагмента рестрикции (от высокомолекулярных к низкомолекулярным).

- 10 -

Полиморфизм митохондриальной и хлоропластной ДНК ржи (Secale cereale)

Анализ-Eco RI- и Hind III-образцов хлоропластной ДНК таимой ржи обнаружил, что образцы делятся на две группы , так как хлоропластная ДНК сорта Вятка-1 характеризуется отсутствием 14-го Hind III-фраг ента, в отличие от остальных трех сорто-ообраэцов.

Сравнение Eco RI-образцов мт ДНК озимой ржи между собой показало, что каждый из 4 изучаемых сортов обладает уникальным типом митохондриальной ДНК (Рис ЗВ). Отличия между образцами затрагивают до 15% от общего числа фрагментов мт ДНК.

Ш данным рестриктного анализа хп и ыт ДНК сортов озимой рля можно выделить 4 типа цитоплазм, каждый из которых представлен отдельным сортом ржи Secale cereale: I - Елтка-1, II - Поликроссная, III - Чулпан, IV -Восход.

I IWV I II Ш IV

Рис. 3. Полиморфизм длины рестриктных фрагментов хп и мт ДНК. (А) - Hind Ill-образцы хл ДНК; (Б) - Eco RI-образцы мт ' ДНК. I ' Вятка-1, II - Поликроссная, III - Чулпан, IV -Восход.

Полиморфизм митохондриальной и хлоропластной ДНК гибридного потомства аллолинии (cereale)ЛВ2 и сортов пшеницы.

Изучение EcoR I образцов хп ДНК показало (Рис. 4А), что ал-лоп-331,этическая линия Л 62 (cereale) имеет спектр рестрикции идентичный спектру родительского сорта ржи Еятка, называемый далее "ржаной" тип. Самоопыленнке лиши, выделенные из популя-" ции, -' N92 и N96 - имеют соответственно хлоропластную ДНК ржаного' и пшеничного, типа. Хлоропластная ДНК гибрида 555 - уникальна, т.е. не похожа ни на один из изучаемых образцов. Хга-

Рис. 4. Полиморфизм Eco RI-обраэцов хлоропластной (А) и тпо-хондриальной (Б) ДНЮ 1-Вятка, 2-(сегеа1е)ЛБ2, 3-92, 4-96, 5-глбрвд 555, б-Ледовка, Ленинградка; 7(Л)-Хп ДНК сорта Лю-тесценс 62.

ропластная ДНК сорта Лютесцене 62, который использовался в качестве отцовского родителя при соадааии аллолинии, незначительно отличается ( по 6-му фрагменту) от сортов Ледовка и Ленинградка.

Анализ Eco RI-образцов митохондриальной ДНК этих же линий выявил, что линия 92 имеет митохондриальную ДНК ржаного типа, линия 96 и гибрид 555 имеют измененные митохондриальные ДНК, от дичащиеся как между собой, так и от исходных родительских форм.

Наибольший интерес представляет анализ ДЦРФ у линий, выделенных из гибридных популяций. Согласно полученным данным линии Ldl, LdH и Ld3 имеют хлоролластную ДНК идентичную отцовскому родителю - сорту Ледовка.

Линии L1, 12, L3, полученные от скрещивания с Ленинградкой, можно разделить на 2 группы: к первой относятся линии L1 и L2, имеющие измененные хлоропластнш ДКК, не пахомге ни на одного из родителей, ко второй - линию L3, которая имеет измененную уникальную хлоролластную ДНК, обнаруженную при обработке ферментом Вага H2.

- 12 - '

Изучение мигохондриальных ДНК этих образцов показало, что все иь линии имеют и митохондриальщи ДНК идентичную отцовскому родителю.

Линии из комбинации Л 62 (сегеа1е) х Ленинградка также подразделяются на две группы: 1' - линии 1-1, 12, имеющие измененные михохандриальные ДНК, и 2 - лиши 1.3, имеющая митохонд-риальную ДНК ржаного типа.

Таким образом, в гибридном потомстве выявлены .следующие новые сочетания цитоплаэматических ДНК;

1) хп ДЕК пшеничного (отцовского) типа, а мт ДНК измененного - N96;

2) хп и ыт ДНН измененного типа - гибрид 555, И ,1.2;

3) хп ДНК измененного, а ыт ДНК ржаного (материнского) типа - ЬЗ.

Б обобшэнном виде данные представлены в таблице 5. Таблица 5. Полиморфизм органелькых ДНК гибридного потомства (сегеа1е)Л52 и сортов пшеницы Г. аэзиуши.

1 АНАЛИЗИРУЕМЫЕ СОРМЫ I ХЛОРОГШАСТОВ -------- .. ^ днк | ШТОЖВДРШ |

Еятка-1 ■ | 5 Б 1

Ледовка | Т т _ |

Ленинградка | т т |

ЛБ2 (сегеа1е) | Б . • ■ з 1

92 ,(сегеа1е) | ' Б 3 |

96 (сегеа1е) | Т |

555 (сегеа1е) | И. |

Ы (сегеа1е) | . Е2 ИВ ' ' |

Ь2 (овгеа1е) | Е2 Кб ' |

ЬЗ (сегеа1е) ] из - - 5 1

1~сЦ (сегеа1е) | ■ Т Т |

1_<32 (сэгеа1е) ' ] . . т - т ■ I

Ьаз (сегеа1е) \ -............................... 1 Т | 1

Обозначения: 5 - хп и ит ДНК ржаного типа; Т - хп и мт ДНК пшеничного; , Иг, ЙЗ, ¡34, Й6 - различные типы изш-

не иных хп и мт ДНК.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Внутривидовой полиморфизм зслоропластной и митохондриальной дни и идентификация плазматипов с/а вийов растений.

Различия, наблюдаемые медцу образцами сои культурной по митохондриальной ДНК, и отсутствие их при анализе хлоропласт. ных ДНК вполне соответствуют Даниил, согласно которым последовательность хлоропластной ДНК является Солее консервативной, а скорость ее эволюции нашего нижэ чем митохондриальной (Рalirer, 1985). Кроме того, при изучении хп ДНК вида Glycine тах (Shoemaker et al. , 1986; Close et al. , 1989) было продемонстрировано существование "доминирующих" в исследуемой выборке типов хлоропластной ДНК и типов относительно редко встречающихся. Возможно, исследуемые наш образцы, имеют только преобладающий тип хлоропластной ДНК.

Отмечена значительная гомология мт ДНК образцов сон -различия наблюдались по одному-двум фрагментам ргстрикцни.. Аналогичные данные получены ери изучении другого бобового -фасоли (Khairallah et al. , 1930).

Возможно, что обнаруженный низкий уровень цитоплазмати-ческой изменчивости сои свидетельствует о высоких адаптивных свойствах доюпшрущих типов цигсплз.гмы. В то .re зремл нельзя исключить возмо; "ости положительных эффектов от использования редгагх гтл.-^матипов. Вероятно быстрое распространение сои в мире повл'тГ.-'О за собой и быстрое распространение определенных плазматипов, что ограничило уровень цитоплаэматической изменчивости- в селекционнсн материале. Это подтверждается СвИзе широким спектром игкеичкаостч среди диких и полукультурргх-'коб-разцов (Clegg et al. , 1934).

Низкую степень полиморфизма ДНК органелл, вероятно",;>:мойпго обменить тем, соя является строгим самоопылителем, поскольку и у другого самоопылителя - ячменя - не обнаружена значительно более высокая изменчивость. У строго перекрестного опылителя,' рта, она значительно шире, но затрагивает главным образом ми-тохондриальный геном. Наряду с перекрестным опылением у ржи нозможно и двуродительское наследование органелл, что может приводить к рекомбинациям цигоплаэмати«еских ДНК.

- 14 - '

Изменчивость хлоропластной и митохондриальной gHK при двуродительском наследовании.

Аллолняш с цитоплазмой ржи вероятно представляет собой гетерогенную популяцию, т. -с. выделенные ив нее линии 92 и 96 отличаются как друг от друга, так и от исходного материнского сорта ржи Еятка. Внутрипопуляционная изменчивость по ДНК орга-нелл наблюдалась и у других видов (Kentole et al. , 1933; Км;, rnitsky et al., 1591). Наличие полиморфной мтДНК y линии 95 ыолег Сыть вызвано структурны;,ж изменениями органельных ДНК, последовавших за половой гибридизацией (Soliman et al. , 1987).

При анализе гибридного потомства обращает на себя внимание странный факт - более частая встречаемость хп и мт ДНК отцовского типа у гибридов с сортом Ледовка, чем это можно было бы ожидать при случайном и равном смешивании в зиготе двух типов цитоплазматической ДНК и их случайной сегрегации. В то же время при использовании в качестве опылителя другого сорта этого пэ происходит.

ii качестве возможного объяснения предлагается две гипотезы:

1). Ядерные геномы разли*шых сортов избирательно способствуют сохранении "собственных" органельных ДНК. Некоторые из них, например сорта Ледовка, способны в большей части своего потомства сохранять свои органеллы, другие, такие как сорт Ленинградка, допускают существование в гибридном потомстве только органельных ДНК материнского или измененного типа. Однако в любом случае преимущество получает только та комбинация цитоплазматических генов, которая совместима со своим пшеничным ядром, поскольку в этом случае потомство от с фещивания ядром обладает боль-шей "ош^остью и может обеспечить достаточно высокий коэффициент размножения.

2). Аллоплазматическая пшеница на цитоплазме ржи является несбалансированное системой, о чем свидетельствуют выделенные из нее линии L92 и L95. Из-за плохой совместимости ржаных органельных ДНК с пшеничным ядерным геномом создаются комбинации цитоплагматических генов, адаптированные К новому ядерному окружении. Этот механизм может быть аналогичен процессу образования рекомбинантых органельных ДНК, обнаруживаемый в продуктах слияния протопластов.

Так или иначе, использование аллоплаэматической пшеницы (cereäle)JI 63 в качестве материнского родителя позволяет изменить характер наследования органелл цитоплазмы в результате процедуры половых скрещиваний и увеличить при этом спектр ци-топлазматического разнообразия за счет изменения органэльных ДНК. При этом, возможно, ядерные геномы родительских форм влияют на характер изменений в цитоплазматических ДНК.

ЕЬШОДЫ

1). Проведенный анализ цитоплаэматической изменчивости видов' Blycine тая обнаружил высокий уровень гомологии как хлоропластной, так и митохондриальной ДНК. Выявлены 2 новых типа мт ДНК. Полиморфизм хлоропластной ДНК не обнаружен. По совокупности данных рестршткого анализа хп и мт ДЕК выявлено 4 типа цитоплазм.

2). При анализе хлоропластных Д"К образцов Hordeum vulgare показан низкий урозень их изменчивости. Сравнение образца " митохондриальной ДНК выявило новый тип, существенно отличающийся от известных по изучаемым сайтам рестрикции, Выявлено 5 типов цитоплазм,

3). Проанализирована изменчивость цг "эплазматяческих ДНК у вида Seeale cereale, ранее не изученная. Образцы озимой ржи характеризуются значительным полиморфизм мт ДНК. Анализ хлоропластной ДНК показал их высокую гомологию. На основании получении;:: дзннь- выделено 4 типа цитоплазм. .

4). Е'ивлзнные типы цит 'плазм у видов G. max, Н. vulgare, S. cereale ;;огуг; бить попользованы для создания коллекций идентифицированных акэаигтгакге.

5). Обнаружена возможность возникновения и сохранения новых сочетаний цитоплаэматпчеекпх ДНК в гибридном потомстве от половой гибридизации аллоплаэматической линии пшеницы на цитоплазме рил - Гб2(cereale) (в качестве материнской формы) с сортами пшеницы Triticum aestivum.

5) Выявлены ;,-;ВЫ9 комбинации цитоплазматических ДН5Ь

а) хп ДНК пшеничного типа , а мт ДНК измененного;

б) хп и irr ДКК измененного типа;

в) хп ДНЯ измененного типа, а мт ДНК р.таного.

■ материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1). Davydenko D. G. , Terekhov A. Yu. , Fomchenko N. S. Structural alterations of chloroplast and mitochondrial DNA in progenies of the alloplasmic wheat with rye cytoplasm// Vheat Information Service, N. 75. P. 7-13.

2). Давыденко О. Г., Терехов A.D. Изменения хлоропластной и митохондриалыюй ДНК в потомстве аллоплазматической линии пшеницы с цитоплазмой ржи. Перспективы создания изогенных линий''/ Шт. совеидаия "Иаогенные линии и генетические коллекции. " Новосибирск. -1993. -С. 13-15.

3). Терехов А. Ц , Давыденко О. Г. Полиморфизм митохондри-альной ДНК У сои// Докл. Акад. наук Беларуси. -1993. -N. 5. (в печати).

Подписано в печагь 05.! Еут^ага типографская I Усл.пач.л. 1,0 Тираж 100 экз. !

Тираж 100 экз. 2ак, 160 Бэсплатно.

05.11.¿3

Формат 60x84,1/16. Пачать бфоетная. • Учет.изд.л. 0,93 Бэсплатно.

Отпечатано на ротапринте ЦШ> АН РЕ. 220601, Минск ул. Сурганова,' 15. .

>