Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эпигенетическая изменчивость ферментных локусов у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) при многофакторных воздействиях

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Эпигенетическая изменчивость ферментных локусов у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) при многофакторных воздействиях"

На правах рукописи УДК 575.1:577.151:631.523:633.413

Кирикович Светлана Сергеевна

Эпигенетическая изменчивость ферментных локусов у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) при многофакторных воздействиях

Генетика - 03.00.15

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ТОМСК-2005

Работа выполнена в Институте цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск.

Научный руководитель:

кандидат биологических наук Левитес Евгений Владимирович Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Хавкин Эмиль Ефимович доктор биологических наук Степанов Вадим Анатольевич

Ведущая организация: Новосибирский государственный аграрный университет, (г. Новосибирск)

Защита диссертации состоится " 'О " февраля 2005 г. в /Уч. на заседании диссертационного совета Д 212.267.10 в конференц-зале НИИ биологии и биофизики Томского государственного университета (634050, г.Томск, прЛенина, 36.).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета

Автореферат разослан января 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы В настоящее время все большее число исследований, проводимых как на животных, так и на растениях, посвящено изучению эпигенетической изменчивости. Изменения, возникающие в ходе развития организма под влиянием внешних условий, не связанные с изменением последовательности нуклеотидов и способные передаваться в ряду клеточных и половых поколений, называются эпигенетическими (Оленов, 1970; Чурзев, 1975, 1997; Холлидей, 1989; Jablonka, Lamb, 1989, 1995; Landman, 1991; Голубовский, 1997, 2000; Гвоздев, 1999; Лавров, Мавродиев, 2003). Первые эксперименты, в которых обнаруживалась эпигенетическая изменчивость, первоначально рассматривались как досадное исключение, не соответствующее законам Менделя. Однако со временем число таких исключений становилось все больше, и в настоящее время стало ясно, что эпигенетические изменения затрагивают широкий круг биологических процессов. Понимание той огромной роли, которую эпигенетические изменения играют в развитии индивидуальных живых организмов, а также в эволюции конкретного вида и живого мира в целом, привело к бурному развитию эпигенетики.

Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что эпигенетическая изменчивость у животных и растений при общей схожести процессов может происходить по-разному. В исследовании эпигенетической изменчивости растения играют особую роль. Специфической особенностью растений, отличающей их от животных, является их сильная зависимость от окружающей среды, способность растений изменять свой метаболизм в ответ на изменения среды. Поскольку у растений в отличие от животных нет обособленного зародышевого пути, и практически любая клетка может дать начало новому организму, то можно полагать, что вызванные внешними условиями изменения в жизнедеятельности клеток могут передаваться в следующее поколение, т.е. наследоваться. Однако работ, в которых на простых маркерных признаках демонстрируется наследование эпигенетических изменений, довольно мало. В настоящее время не представляется возможным привести развернутое описание молекулярных механизмов, обеспечивающих передачу эпигенетической информации при мейозе, поскольку эти механизмы просто не известны (Лавров, Мавродиев, 2003). Кроме того, сама возможность наследования приобретенных признаков до сих пор не признается многими исследователями. Все это делает работу в этой области исследований актуальной.

Цель и задачи исследования Целью данного исследования было изучение характера эпигенетической изменчивости у растений сахарной свеклы при многофакторных воздействиях (агамоспермия, обработка колхицином, размножение in vitro).

В связи с данной целью были поставлены следующие задачи.

1. Изучить полиморфизм в агамоспермных потомствах сахарной свеклы.

2. Провести генетический анализ изменений, выявляемых в агамоспермных потомствах.

3. Проанализировать семенное потомство, полученное агамоспермным путем от растений сахарной свеклы, обработанных и необработанных колхицином.

4. Изучить полиморфизм в линиях растений-регенерантов сахарной свеклы гиногенетического происхождения, культивируемых in vitro и in vivo.

Научная новизна работы В настоящей работе впервые проведен генетический анализ изменчивости в агамоспермных потомствах сахарной свеклы, выявляемой с помощью маркерных ферментов, и показано, что основная часть этой изменчивости может быть классифицирована как эпигенетическая, осуществляемая путем редетерминации. Впервые проведена оценка полиморфизма по маркерным ферментам в агамоспермном семенном потомстве, полученном от обработанных колхицином и контрольных растений сахарной свеклы, и сделан вывод о том, что основная часть исследованных потомств получена путем митотической агамоспермии. Впервые исследован полиморфизм ферментов в семенных потомствах линий удвоенных гаплоидов, прошедших размножение в культуре ткани, и' в линиях растений-регенерантов сахарной свеклы, и показано, что переход растений с гаплоидного на более высокий уровень плоидности сопровождается эпигенетическими изменениями маркерных генов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Полиморфизм по ферментным локусам, выявляемый в агамоспермных потомствах сахарной свеклы, обусловлен либо замолканием одного из аллелей, либо его редетерминацией. В основе этого полиморфизма лежат измененияв геноме, которые могут передаваться через гаметы в следующее поколение.

2. В растениях-регенерантах линий удвоенных гаплоидов сахарной свеклы, культивируемых in vitro, и в семенных потомствах таких линий, культивируемых in vivo, выявляется полиморфизм ферментных локусов, обусловленный переходом растений с гаплоидного уровня плоидности на диплоидный.

Практическая значимость В работе показано, что изоферменты являются удобными маркерными признаками для изучения эпигенетической изменчивости. Соотношения фенотипов по маркерным ферментам позволяют различать гамо- и агамоспермные потомства, а также идентифицировать потомства, полученные путем мейотической и митотической агамоспермии. Исследование семенных потомств удвоенных гаплоидов, размножаемых in vivo, и растений-регенерантов сахарной свеклы, размножаемых в культуре ткани in vitro, показало, что выявляемая сомаклональная изменчивость может быть обусловлена эпигенетическими изменениями, возникающими при переходе растения с гаплоидного на более высокий уровень плоидности. Эти данные необходимо учитывать в практической работе при получении растений-регенерантов и линий удвоенных гаплоидов.

Апробация работы и публикации Материалы диссертации были представлены на XXXIX Международной научной студенческой конференции (Новосибирск, 2001), на 2-ой Международной конференции по апомиксису (г. Комо, Италия, 2001), на 17-м Международном конгрессе по половой репродукции растений (г. Люблин, Польша, 2002), на 9-ой генетико-селекционной школе-семинаре (г. Новосибирск, 2004), на 3-ем съезде ВОГиС (г. Москва, 2004), на 3-ей Международной конференции «Проблема вида и видообразования» (г. Томск, 2004). По результатам работы опубликовано 7 печатных работ и 3 находятся в печати.

Объем и структура диссертации Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты и обсуждение, заключение, выводы, список цитируемой литературы (179 ссылок); изложена на 113 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 14 рисунков.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Агамоспермные потомства получали от пыльцестерилных растений, выращиваемых в беспыльцевом режиме под изоляторами или на изолированных участках по методу, предложенному СИ. Малецким и Е.И. Малецкой (1996).

Генетический анализ агамоспермного потомства проводили путем опыления анализируемых растений пыльцой тестера-опылителя, взятого из популяции Межотненская 070 и имеющего генотип по маркерному ферментному локусу F/Idh3-S.

Анализ влияния колхицина на агамоспермные потомства сахарной свеклы

исследовали на семенах, полученных в беспыльцевом режиме от пыльцестерильных гибридных растений (ms704-8 x 741-1-21), обработанных на стадии прорастания семян 0,1% раствором колхицина согласно методике Савицкого (Savitsky, 1966).

Анализ изменчивости линий растений-регенерангов сахарной свеклы гиногенетичсского происхождения проводили как на стадии семенных потомств, полученных при размножении этих линий in uvo, так и на более ранней стадии - в период культивирования in vitro Получение и поддержание линий растений-регенерантов in vivo и in \itro проводилось А М Свирщевской (Институт генетики и цитологии АН Республики Беларусь) Эти линии, каждая из которых происходила из одной неоплодотвореннои семяпочки донорного растения, исходно были гатоидными Увеличение уровня плоидности у растений-регенерантов происходило как спонтанно, при длительном культивировании in vitro, так и при воздействии котхицином

Семенное потомство линий удвоенных гаплоидов получали переопылением in vivo Удвоенные гаплоиды, полученные от каждого индивидуального растения-регенеранта, выращивали под бязевыми изоляторами (по 3-5 штук) при первой репродукции и на отдельных изолированных участках (по 25-30 штук) при второй репродукции Семена собирали со всех растений, находящихся на одном участке или под одним изолятором

Электрофоретическое разделение изоферментных спектров проводити методом горизонтального электрофореза в крахмальном геле с последующим гистохимическим окрашиванием электрофореграмм (Левитес, 1986) В качестве маркерных признаков бьпи выбраны изоферментные спектры алкогочьдегидрогеназы (ADH1, Е С 1 1 1 1 ), малатдегидрогеназы (MDH1, ЕС 1 1 1 37 ) малик-фермента (МЕ1, ЕС11140), изоцитратдегидрогеназы (IDH3, ECU 142) и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы (PGD1, Е С I 1 1 44), контролируемые соответственно локусами Adhl, Mdhl, Mel, Idh3 и Pgdl (Левитес, 1979, Матецкий, Конов&тов, 1985, Levites, Ganfulhna, 1988, Фи татов, Левитес, 1990)

Статистическую обработку данных проводили, сопоставляя выявтяемые соотношения и теоретически ожидаемые с помощью критерия х2 (Лакин, 1973).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Генетический анализ изменчивости в агамоспермных потомствах сахарной свеклы

В агамоспермных потомствах сахарной свеклы выявлен полиморфизм по маркерным ферментам, который позволяет идентифицировать мейотическую и митотическую агамоспермию (Levites, 2002). Два типа агамоспермии различаются по соотношению фенотипических классов. При мейотической агамоспермии полиморфизм представляет собой следствие мейоза, происходящего в тетраплоидных материнских клетках мегаспор, присутствующих в генеративной ткани в качестве примеси среди основной массы диплоидных клеток диплоидного растения (Малецкий, Малецкая, 1996). Соотношение фенотипов в данном случае чаще всего представляет собой соотношение 3:8:3, характерное для гамет тетраплоида при хроматидном типе расщепления. При митотической агамоспермии зародыш образуется из клеток, не прошедших мейоз.

Такое размножение по своей сути представляет собой ничто иное как семенное клонирование. В данном случае возможно как единообразие всего потомства по гетерозиготному фенотипу, так и полиморфизм, возникающий вследствие эпигенетической изменчивости. Полиморфизм при митотической агамоспермии наиболее наглядно представлен в виде двух фенотипических классов (Левитес и др., 1998).

Ранее было показано, что в семенных агамоспермных потомствах КНВС2-ЗА и КНВС2-7А выявляются два фенотипических класса по изоцитратдегидрогеназе ГОЮ (FF и FS) (Левитес и др., 1998). Для объяснения выявленного диморфизма было предположено, что исходные растения КНВС2-3 и КНВС2-7 были гетерозиготны и имели генотип Ык3-¥/1/1к3-8, а фенотип FF выявлялся как следствие замолкания аллеляЛйЗ-5.

Для выяснения генотипов агамоспермных потомств КНВС2-ЗА и КНВС2-7А были проведены анализирующие скрещивания. Для этой цели растения, выращенные из этой популяции агамоспермных семян, опылили пыльцой взятого из популяции Межотненская 070 тестерного растения Т-1, который был гетерозиготен по гену, контролирующему изоцитратдегидрогеназу (генотип Ык3-¥/Ык3-8). Выявленные в потомствах от анализирующего скрещивания соотношения фенотипов сравнивали с теоретически ожидаемыми соотношениями. При этом проверяли соответствие выявляемых соотношений нескольким теоретическим. Эти соотношения следующие: а) 1:2:1 (характерное для потомства от переопыления гетерозигот); б) 1:1 (характерное для опыления гомозиготы с гетерозиготой); в) 2:1:1 (характерное для потомств, полученных от опыления гемизиготы, несущей нулевой аллель, гетерозиготой).

Соотношение фенотипов по изоцитратдегидрогеназе (ГОЮ) в потомствах, полученных от анализирующих скрещиваний, свидетельствует о том, что полученные агамоспермным путем популяции КНВС2-ЗА и КНВС2-7А представлены растениями, имеющими генотип МНЗ-Ж/МНЗ-Ж и Ык3-¥/Ык3-8 (Табл. 1 и 2). Это хорошо согласуется с результатами анализа этих популяций на стадии семян, где было выявлены следующие соотношения фенотипов по ГОЮ: 29FF : 40FS (КНВС2-ЗА) и 9FF:8FS (KHBC2-7A) (Левитес и др., 1998).

Три растения из популяции КНВС2-7А (растения №20, №15 и №7) можно рассматривать как гетерозиготы по локусу МИ3, поскольку в их потомствах от анализирующих скрещиваний было выявлено по три фенотипических класса (Табл. 2).

Таблица 1. Фенотипы семян, полученных опылением растений КНВС2-ЗЛ

пыльцой тестера Т-1 генотипа Ык3-¥/Ык3-8

Анализируемое растение КНВС2-ЗА Фенотипы по ЮНЗ и их соотношение в потомстве КНВС2-ЗА х Т-1 Генотип по локусу М!гЗ р

№8 5РР:25Р8:1088 га >0.05

№9 4РР:10Р8:388 га >0.05

№24 5РР:11Р8:388 га >0.05

№37 16РР:10Р8 т >0.05

№2 23РР: 17РЭ >0.05

№ 11 23РР:21К8 ^ >0.05

№ 13 20РР:23Р8 >0.05

№ 17 6РР:16Р8:888 га >0.05

№ 18 10РР:9Р8 >0.05

№22 10РР:16Р8:788 га >0.05

№33 1РР:15Р8:888 га >0.05

Таблица 2. Фенотипы семян, полученных опылением растений КНВС2-7А пыльцой

тестераТ-1 ген<зтп&ЫЬ3-¥/ЫЬ3-8

Анализируемое растение КНВС2-7А Фенотипы по ЮНЗ и их соотношение в потомстве КНВС2-7А х Т-1 Гепотип по локусу МИЗ р

№7 8РР:25Р8:2588 га* <0.01

№ 10 24РР:23Р8 >0.05

№12 25РР:24Р8 >0.05

№ 14 12РР:7Р8 >0.05

№15 8РР:6РБ:788 га или >0.05

№ 16 12РР:9РЭ >0.05

№18 30РР:29Р8 >0.05

№20 13РР:19Р8: 8Б8 га >0.05

№22 20РР:18Р8 >0.05

№25 >0.05

Одно из них (№20) проявляет себя как вполне стандартная гетерозигота (13FF:19FS:8SS, P>0.05). В потомстве растения №15 выявлено соотношение фенотипов 8FF:6FS:7SS, которое не позволяет точно определить его генотип. Это соотношение может быть обусловлено как генотипом ЫкЗ-В/ЫЪЗ-З, так и переходом аллеля ЫЪ3-8 в эпиаллель 1<НгЗ-0;. И, наконец, соотношение фенотипов в потомстве от анализирующего опыления растения №7 (8FF:25FS:25SS) свидетельствует о том, что процесс завязывания семян в данном случае сложен и испытывает на себе влияние каких-то дополнительных факторов. Вследствие этого, выявленное соотношение фенотипов в потомстве растения № 7 не соответствует ни одной модели: ни 1:2:1, ни 1:1:2, ни 2:1:1. В потомстве остальных семи растений популяции КНВС2-7А выявлено по два фено типических класса (FF и FS), что с достоверностью (Р>0.05) позволило классифицировать их как гомозиготы по аллелю ЫЪ3-¥.

Можно видеть, что число и соотношение фенотипов в агамоспермном потомстве, определенное ранее по семенам, соответствует числу и соотношению генотипов, определенному по следующему поколению (в анализирующих скрещиваниях). Эти данные свидетельствуют о том, что возникшие изменения передаются через гаметы в следующее поколение. Частота возникающих изменений на несколько порядков выше частоты мутаций. Поэтому эти наследуемые изменения можно классифицировать как эпигенетические. Появление фенотипов, сходных с гомозиготными, обусловлено не замолканием одного из аллелей гетерозиготного локуса, а редетерминацией. Редетерминация - это переход активного аллеля ферментного локуса в новое состояние, при котором его экспрессия совпадает с экспрессией другого аллеля, характерного для данного локуса у данного вида (Levites, 2002). Таким образом, аллель ЫЪ3-8 перешел в новое состояние сходное по своей экспрессии с

аллелем ЫЪ3-¥. Такие изменения можно классифицировать как эпигенетические и представляющие собой качественное изменение в экспрессии гена. Полученные данные генетического анализа агамоспермных потомств говорят о том, что изменения ферментного локуса (замолкание и редетерминация), приобретенные в ходе агамоспермного развития организма, обусловлены изменениями, происходящими в геноме. Проявление этих изменений в следующем поколении, полученном от анализирующих скрещиваний, говорит о том, что эти приобретенные изменения наследуются.

2. Анализ влияния колхицина на соотношение фенотипических классов в агачосперчных потомст вах сахарной свеклы

Известно, что одним из важнейших факторов, способствующих агамоспермии, является полиплоидия, а именно уровень плоидности клеток, вступающих на путь эмбриогенеза (Gustafsson, 1946-1947; Stebbins, 1950; Петров, 1988). В связи с этим проведена оценка воздействия колхицина на растения, завязывающие семена в беспыльцевом режиме. Анализированные в данном эксперименте обработанные колхицином растения обладали повышенной семенной продуктивностью; у обработанных колхицином растений увеличилась сростноцветковость (Малецкая и др., личное сообщение).

В агамоспермных потомствах сахарной свеклы, полученных как от контрольных, так и от обработанных колхицином растений, выявлен полиморфизм по алкогольдегидрогеназе, который представлен тремя типами изоферментных спектров аналогичных тем, которые выявляются в семенах, получаемых гамоспермным путем, т.е. при слиянии обоих типов гамет.

Среди проанализированных агамоспермных семян, полученных как от контрольных (неколхицинированных), так и от опытных (колхицинированных) растений, выявлены как мономорфные потомства, так и полиморфные, различающиеся по соотношению и числу фенотипических классов с активным и неактивным ферментом (Табл. 3 и 4). Это позволяет провести сравнение контрольных и опытных потомств по всем этим показателям.

Для упрощения рассмотрения полученных результатов все агамоспермные потомства разделены на группы: А, В, С и D (Табл. 3 и 4). В группу А входят потомства, в которых отсутствуют фенотипы FS и SS, что позволяет предположить, что исходные материнские растения были гомозиготами по аллелю Л/1Ы-¥. Соотношения В и С, в которых присутствуют два фенотипических класса (рис. 1), довольно хорошо напоминают собой соотношения, которые ранее были выявлены в потомствах, полученных от гетерозиготных растений путем митотической агамоспермии (Левитес и др., 1998). Предполагается, что полиморфизм возникает в данном случае за счет эпигенетической изменчивости. Сходство этих соотношений у контрольных и опытных потомств свидетельствует о том, что колхицинирование не приводит к смене механизма эпигенетической изменчивости у агамоспермно размножающихся растений.

Таблица 3. Соотношение фенотипов семян по алкогольдегидрогеназе (АЭИ1) в агамоспермных потомствах контрольных пыльцестерильных растений сахарной свеклы Е122

Номера растений Фенотипические классы У? (3:8:3) Тип потомства (тип соотношения)

РР(РО) РБ 88(50) 00

Е122-21 9 - - 1 32.97 А

Е122-35 105 107 - 13 123.99 В

Е122-11 - 21 2 7 11.37 С

Е122-13 - 132 14 25 69.11 С

Е122-30 26 44 13 2 5.33 0

Е122-34 22 44 13 1 2.46 Б

Е122-33 15 20 3 2 9.16 Б

Таблица 4. Соотношение фенотипов семян по алкогольдегидрогеназе (АЭИ1) в агамоспермных потомствах пыльцестерильных растений сахарной свеклы Е122к, обработанных колхицином

Номера растений Фенотипические классы 7? (3:8:3) Тип потомства (тип соотношения)

РР(Р0) Р8 85(80) 00

Е122к-90 10 - - 1 36.72 А

Е122К-88 25 26 - 4 29.44 В

Е122к-11 - 147 29 36 61.16 С

Е122к-1 74 124 26 19 24.29 Б

Е122К-7 12 2 1 5 30.63 О

Е122к-9 37 65 11 17 13.97 О

Е122к-44 50 47 3 5 55.74 Э

Е122к-63 27 22 4 2 28.57 И

Е122к-77 - 10 - - 7.50 Е

Рис. 1. Изоферментные спектры ADH1 в агамоспермном потомстве Е122-35. 1 -семена, у которых аллель ЛёЫ-Р экспрессироваЕ1 значительно сильнее, чем аллель Adhl-S; 00 - семена, у которых полностью отсутствует активность обоих аллелей.

Наличие фенотипических классов ББ, Б8 и 88 в контрольной группе потомств D типа в соотношении 3:8:3 является одним из аргументов в пользу предположения о том, что данные потомства образовались путем мейотической агамоспермии. В группе потомств, полученных от опытных растений, сходный набор фенотипов с активным ферментом (ББ, Б8 и 88) выявлен в потомствах Е122к-1, Е122к-7, Е122к-9, Е122к-44, Е122к-бЗ. Однако соотношение фенотипов ББ, Б8 и 88 в этой группе не соответствует гаметическому отношению 3:8:3 (Р0.05). Это указывает на то, что полиморфизм в агамоспермных потомствах опытной группы растений обусловлен не рекомбинационными процессами, сопровождающими мейоз, а другими причинами. Одной из таких причин может быть инактивация аллелей ферментного локуса. На возможность инактивации указывает наличие в группе опытных и контрольных потомств фенотипов с нулевой активностью фермента (рис. 1). Если бы эпигенетическая изменчивость при митотической агамоспермии отсутствовала, то потомство гетерозиготы FS было бы представлено только гетерозиготами FS. Наиболее простое объяснение появления фенотипов 88(80) - предположение о том, что происходит инактивация Б-аллеля, а появление фенотипов РР(БО) возможно лишь при инактивации 8-аллеля. Точное объяснение этого явления возможно лишь после проведения генетического анализа.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что используемая в данном эксперименте концентрация колхицина (недостаточная для изменения уровня плоидности растения) меняет соотношение фенотипических классов в агамоспермном потомстве гетерозиготных растений.

3. Изучение полиморфизма ферментных локусов в линиях растений-регенерантов сахарной свеклы, культивируемых in vitro и in vivo

Высокий уровень изменчивости в агамоспермных потомствах говорит о том, что способ размножения является важным фактором, определяющим характер и уровень изменчивости. Однако наряду с такими естественными способами размножения как гамо- и агамоспермия существует и широко применяется в исследованиях размножение растений в культуре in vitro. При использовании этого метода, в частности при культивировании неоплодотворенных семяпочек, образующиеся из клеток зародышевого мешка растения-регенеранты представляют собой гаплоиды, которые в дальнейшем полиплоидизируются и превращаются в диплоиды. Таким образом, растения, полученные путем размножения in vitro, могут представлять собой удобную модель для изучения эпигенетической изменчивости, связанной с изменением уровня плоидности. Это является логическим дополнением к экспериментам по изучению влияния колхицина на агамоспермное потомство. В исследование были взяты семена второй репродукции линий удвоенных гаплоидов сахарной свеклы, полученные путем переопыления растений этих линий на изолированных участках. Линия удвоенного гаплоида Бц 40 СУГ(35)РК, полученная из сорта Бц 40, а также линия Янаш КУГ, полученная из сорта Янаш, мономорфиы по алкогольдегидрогеназе-1 (Табл. 5). Отсутствие полиморфизма по ADH1 в семенном потомстве линий удвоенных гаплоидов говорит о стабильности локуса Adhl у этих линий.

Семенные потомства исследованных линий удвоенных гаплоидов полиморфны по двум исследованным маркерным ферментам: по малик-ферменту и по изоцитратдегидрогеназе-3.

В семенном потомстве линии удвоенных гаплоидов Янаш КУГ выявляются продукты трех аллелей (Табл. 5). На это указывают фенотипические классы FC и CS, присутствующие наряду с фенотипами FF, FS и SS. Этот факт не вписывается в представления, основанные только на законах классической менделевской генетики, но может быть объяснен на основе представлений об эпигенетической изменчивости. Можно предположить, что аллель локуса Mel эпигенетически изменился, перешел в новые состояния, при которых его экспрессия совпадает с экспрессией других аллелей, характерных для данного локуса, но отсутствовавших у данного растения.

Название линии ADH1 МЕ1 IDH1 IDH3

FF-FS-SS CC-FC-FF-FS-SS-CS FF-FS-SS FF-FS-SS

Янаш КУГ 20-0 -0 0 -2 -9 -16-29 -3 39-1-0 25-13-1

БЦ40 33-0 -0 0 -0 -0 -2 -31 -0 18-19-0 34- 0-0

БЦ 40 СУГ(35)РК 20-0 -0 0 -5 -12-15-7 -1 30-0 -0 7- 18 -3

Обозначения: Янаш КУГ - линия удвоенного гаплоида, полученная из диплоидного сорта ЯнашАЗ, у которой для удвоения числа хромосом испоьзовали колхицин; Бц 40 -диплоидный сорт Белоцерковская односемянная 40; БЦ 40 СУГ(35)РК - линия удвоенного гаплоида, полученная из диплоидного сорта Белоцерковская односемянная 40, у которой полиплоидизация клеток происходила спонтанно при культивировании их в условиях in vitro более одного года.

Высокий уровень полиморфизма по малик-ферменту, аналогичный тому, что выявлен в линии Янаш КУГ, обнаружен также в линии БЦ 40 СУГ(35)РК, прошедшей двукратную репродукцию в культуре in vitro. Продолжительный период культивирования in vitro ведет к накоплению клеток с удвоенным набором хромосом в исходно гаплоидных гиногенетических линиях сахарной свеклы (Svirshchevskaya, Dolezel, 2001). Количественное и качественное сходство изменчивости малик-фермента у линий, прошедших либо обработку колхицином (Янаш КУГ), либо повторное культивирование в условиях in vitro (БЦ 40 СУГ(35)РК), свидетельствует о сходстве механизмов, лежащих в основе этой изменчивости. Сходство заключается в первую очередь в том, что как в том, так и в другом случае происходит удвоение числа хромосом в клетках растений-регенерантов. Таким образом, параллелизм изменения плоидности и появления эпигенетических изменений указывает на важную роль геномных преобразований в изменчивости.

Сходство набора фенотипических классов по малик-ферменту, выявленных ранее в агамоспермном потомстве (наличие продуктов трех аллелей одного локуса в потомстве одного диплоидного растения) (Levites et al., 2001) и в потомстве удвоенных гаплоидов (Табл. 5), позволяет предположить, что в обоих случаях мы имеем дело со сходным механизмом, лежащим в основе такой изменчивости. Отличительной особенностью данной работы является то, что здесь качественные изменения в экспрессии ферментных генов сопутствуют изменению плоидности всего генома.

Это явилось основанием для проведения еще одной серии экспериментов, в которых проводился анализ изменчивости непосредственно в растениях-регенерантах сахарной свеклы, культивируемых in vitro. Перед исследованием регенерантов были проанализированы исходные сорта сахарной свеклы.

В диплоидном сорте Белорусская односемянная 69 (Бел 69 (2х)) (Урожай 2003 г.) все 40 проанализированных семян имели по алкогольдегидрогеназе фенотип FF, такой же фенотип имели все 74 семени исходного сорта Ганусовская односемянная 55 (Ган55(2х)) и 70 семян сорта Белоцерковская односемянная 40 (Бц40), использованного для получения линии 35/РК2. Локус Idhl, контролирующий изоцитратдегидрогеназу (IDH1), в исследовнных ранее популяциях проявлял достаточно выраженный полиморфизм, однако в сортах взятых для получения растений-регенерантов полиморфным был лишь сорт БЦ40. Во всех исследованных линиях растений-регенерантов алкогольдегидрогеназа была мономорфной (Табл. 6). Это указывает на стабильность локуса Adhl в растениях, культивируемых in vitro. При анализе изоферментых спектров изоцитратдегидрогеназы-1 выявлены как мономорфные, так и полиморфные гиногенетические линии (Табл. 6), (Рис. 2). Представляет интерес тот факт, что полиморфизм выявлен в линиях, полученных путем микроклонального размножения одного гаплоидного растения-регенеранта. Гаплоидность растений-регенерантов подтверждалась цитологически. Так, при микроскопировании регенерантов линии Бел69-3(5)-10(1) из 10 проанализированных клеток было 10 гаплоидных. Полиморфизм по IDH1 выявлен, например, также в линии Ян2-2 , в которой из 4573 клеток 1660 были гаплоидными, а остальные имели более высокий уровень плоидности (2х, 4х и 8х). Аналогичным образом полиморфизм выявлен в линии 58(4), в которой при цитометрии из более чем 4049 клеток 1971 оказались гаплоидными, а остальные имели более высокий уровень плоидности (Табл. 6). Этот факт указывает на то, что переход с гаплоидного на более высокий уровень плоидности может приводить к изменениям в экспрессии генов. Следует заметить также, что среди линий, полученных из сорта Бел69, есть линии с гомозиготным фенотипом SS, хотя в исходном сорте не обнаружен аллель Idhl-S, определяющий этот фенотип. Наиболее вероятно, что появление SS-фенотипов есть результат изменчивости исходного аллеля Idhl-F. Высокая частота наблюдаемых изменений не позволяет относить их в разряд мутаций.

А

В

+

I

123456789 123 45

Рис. 2. Изоферментные фенотипы по изоцитратдегидрогеназе-1 (IDH1) в линиях растений-регенерантов сахарной свеклы гиногенетического происхождения, культивируемые in vitro. A - изоферментные спектры IDHl в мономорфных образцах: 1-4 - регенеранты Ган55-7(2) фенотипа SS; 5 - стандарт (семена сахарной свеклы фенотипа FF); 6-9 - регенеранты Бел69-3(14) фенотипа FF; В - изоферментные спектры IDH1 в регенерантах полиморфной линии 58(4): 1 - фенотип FS, 2 и 3 -фенотип FF; 4 - стандарт (семена фенотипа FF); 5 - фенотип SS.

Обнаружена интересная особенность. У линий, проявлявших полиморфизм по IDH1, наблюдался также мозаицизм в пределах одного растения. На это указывает тот факт, что в одном листе у растения выявлялся гетерозиготный фенотип, а в другом листе -гомозиготный, либо активность могла отсутствовать. Этот факт хорошо согласуется с данными микроскопии, свидетельствующими о том, что уровень плоидности изменяется в растении-регенеранте не сразу, а постепенно, через миксоплоидию (Svirshchevskaya, Dolezel, 2001). Растение при этом цитологически представляет собой мозаик, в котором одновременно присутствуют клетки разного уровня плоидности. В таком случае можно легко представить, что характер экспрессии ферментного локуса будет определяться дозовыми соотношениями исходного аллеля и его нового измененного состояния. Если один из аллелей замолкает, инактивируется, то гетерозиготный фенотип переходит в гомозиготный Полученные результаты хорошо согласуются с известными литературными данными, свидетельствующими о наличии сомаклональной и мутационной изменчивости в культуре ткани, а также в растениях, размножаемых in vitro

Название линии Цитоанализ* (общее число клеток / число гаплоидных клеток) АБН1 ГОШ

Рв ее рр Рв

Бел69-3(5)-10(1) 10/10 14 0 0 0 451аЫе+6Моза1с 4

Бел69-3(5)-10(4) 10/10 - - - 0 0 8

Бел69-3(7) 30/30 3 0 0 14 0 0

5 0 0 9 0 0

Бел69-3(14) 4621/2060 9 0 0 7 1 0

8 0 0 8 0 0

Бел69-3(15) 3123/1050 7 0 0 0 0 7

8 0 0 0 0 8

6 0 0 0 0 8

Бел69-3(16) 4895/2544 13 0 0 14 0 0

8 0 0 8 0 0

Ган55-5(2) 3209/854 9 0 0 0 0 10

- - - 0 0 9

- - - 0 0 8

Ган55-7(2) 4805/1513 13 0 0 0 0 13

- - - 0 0 13

Ган55-7(5) 10/10 16 0 0 2 651аЬ1е+8Мо5аю 1

- - - 0 гБшЫе+ЭМогаю 1

Яп2-2 4573/ 1660 9 0 0 10 0 0

15 0 0 13 ЗМозагс 0

58(4) 4049/1971 11 0 0 4 25шЫе+ЗМоза1С 0

- 0 0 13 0 0

35/ЗРК^ Удвоенный Гапл. 6 0 0 11 0 0

- - - 5 5 3

Пояснения к таблице: * - результаты цитофотометрического анализа (средние из 5 повторностей для каждого генотипа): уровень плоидности определен по относительному содержанию ДНК в ядрах клеток листовой ткани регенерантов: общее число ядер равно сумме 1С, 2С, 4С и 8С ядер, гаплоидных - 1С. Количество строчек для каждого номера соответствует количеству проанализированных чашек Петри.

Огличие данной работы состоит в гом, что она проводи пась на исходных гаплоидах, и в данной модечи отсутствует, например, возможность парамутационного в таяния одного аллеля на другой в условиях in vitro

ВЫВОДЫ

1 Растения сахарной свеклы, проявляющие признак стерильности, способны в беспыльцевом режиме образовывать агамоспермное потомство

2 В агамоспермных потомствах сахарной свеклы выявлен полиморфизм по ферментным токусам Генетический анализ показал, что полиморфизм в агамоспермных потомствах, представленный двумя фенотипическими классами обусловлен либо замолканием одного из аллечей гетерозиготного локуса, либо редетерминацией, при которой оба аллетя начинают экспрессироваться одинаково

3 Соответствие выявляемых в агамоспермных потомствах фснотипических классов, числу и соотношению генотипических классов, выявляемых при генетическом анализе, свидетечьствует о том, что изменения (замочкание и редетерминация), возникшие в ходе индивидуального развития агамоспермного потомства, обусловлены изменениями в геноме, способными передаваться в следующее покочение, т е наследоваться

4 Воздействие кочхицином на растения сахарной свеклы, способные к агамоспермному размножению, приводит к изменению соотношения фенотипических классов маркерного фермента (ADH1) в агамоспермном потомстве Это указывает на то, что колхицин изменяет частоту эпигенетической изменчивости в агамоспермном потомстве аллечей маркерного локуса

5 В семенных потомствах линий удвоенных гаплоидов сахарной свеклы гиногенетического происхождения Янаш КУГ и БЦ 40 СУГ(35)РК выявлен полиморфизм по ферментным токусам Mel и Idh3 Почиморфизм выявлен также у растений-регенерантов, культивируемых in vitro по ферментам изоцитратдегидрогеназа (IDHl) и 6-фосфоглюконатдегидрогеназа (PGD1) Сделан вывод о том, что существенною роль в возникновении почиморфизма в линиях растений-регенерантов и удвоенных гатоидов играет переход растений с гаплоидного на более высокий уровень плоидности

6 Полученные данные свидетельствуют о том, что на эпигенетическую изменчивость у растений сахарной свеклы существенное влияние оказывает способ размножения (агамоспермия, размножение in vitro), воздействие эпимутагеном (кочхицином) Комплексное воздействие агамоспермии и колхицина также приводит к

эпигенетической изменчивости аллелей маркерного локуса Adhl. Воздействие колхицина в условиях размножения растений in vitro приводит к четко выраженной эпигенетической изменчивости, наблюдаемой в семенном потомстве, получаемом при дальнейшей репродукции линии удвоенного гаплоида.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Levites E.V., Denisova F.Sh., Kirikovich S.S. and Judanova S.S. (Maletskaya S.S.) Ratios of phenotypes at the Adhl locus in the apozygotic offspring in sugarbeet (Ci generation) // Sugar Tech. 2000. V.2. N4. P.26-30.

2. Kirikovich S.S., Levites E.V. Expression of the Adhl gene in the agamospermous offspring of sugar beet. 2nd International apomixis conference APO 2001. Como. Italy. 2001. April 24-28. P.82.

3. Kirikovich S.S., Levites E.V. Effect ofcolchicine on epigenetic variability in agamospermous progeny of sugar beet. In: Sexual plant reproduction in nature and the laboratory. Program and Abstracts. (XVIIth International Congress on Sexual Plant Reproduction). Lublin. 2002. P.74.

4. Levites E.V., Kirikovich S.S. Epigenetic Variability of Unlinked Enzyme Genes in Agamospermous Progeny of Sugar Beet // Sugar Tech. 2003. V.5. N1&2. P. 57-59.

5. Kirikovich S.S., Svirshchevskaya A.M., Levites E.V. Variation at isozyme loci in seed offspring of sugar beet gynogenetic lines // Sugar Tech. 2003. V. 5 N4. P. 289-292.

6. Левитес Е.В., Кирикович С.С. Генетическая и эпигенетическая изменчивость в агамоспермных потомствах сахарной свеклы // Генетика в XXXI веке: современное состояние и перспективы развития. III съезд ВОГиС. Москва. 2004. 6-12 июня. Т. 1. С. 218.

7. Кирикович С.С, Левитес Е.В. Факторы, влияющие на эпигенетическою изменчивость // Эпигенетика растений. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2005. С. 146-163.

8. Кирикович С.С, Свирщевская A.M., Левитес Е.В. Полиморфизм ферментов в семенных потомствах удвоенных гаплоидов сахарной свеклы Beta vulgaris L. // Материалы девятой генетико-селекционной школы семинар «Актуальные задачи селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений на современном этапе». Новосибирск, 59 апреля, 2004. (в печати).

9. Кирикович С.С, Левитес Е.В. Генетический анализ изменчивости в агамоспермном потомстве сахарной свеклы // Материалы III международной конференции «Проблема вида и видообразования».Томск, 20-22 октября, 2004 (в печати).

10. Levites E.V., Svirshchevskaya A.M., Kirikovich S.S. and Mil'ko L.V. Variation at isozyme loci in cultured in vitro sugar beet regenerants of gynogenetic origin // Sugar Tech. 2005. V. 7. (in press).

Подписано к печати 12.1.2005

Формат бумаги 60 х 90 Печ.л. 1. Уч.изд.л. 0,7

Тираж 100 экз. Заказ 1

Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 10

_ -г"

(' Л1635

1 б>цЩу'

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кирикович, Светлана Сергеевна

• ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Эпигенетическая изменчивость и история её открытия.

1.1.1. Определение понятия «эпигенетическая изменчивость».

1.1.2. Место эпигенетики в эволюционно-генетических исследованиях.

1.2. Молекулярные основы эпигенетической изменчивости.

• 1.2.1 Структура хроматина как «вещества наследственности».

1.2.2. Химическая модификация хроматина.

1.2.3. Конверсия гена.

1.2.4. Мобильные генетические элементы.

1.3. Типы эпигенетической изменчивости, встречающиеся в природе.

1.3.1. Замолкание и активация генов.

1.3.2. Парамутация и редетерминация.

1.4. Факторы, влияющие на эпигенетическую изменчивость.

1.4.1. Внешние факторы, влияющие на эпигенетическую изменчивость.

1.4.2. Внутренние факторы, влияющие на эпигенетическую изменчивость.

1.5. Использование изоферментов как маркеров в генетических исследованиях.

1.5.1. Понятие об изоферментах.•.

1.5.2. Изоферментные системы сахарной свеклы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эпигенетическая изменчивость ферментных локусов у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) при многофакторных воздействиях"

Актуальность проблемы В настоящее время все большее число исследований, проводимых как на животных, так и на растениях, посвящено изучению эпигенетической изменчивости. Изменения, возникающие в ходе развития организма под влиянием внешних условий, не связанные с изменением последовательности нуклеотидов и способные передаваться в ряду клеточных и половых поколений, называются эпигенетическими (Оленов, 1970; Чураев, 1975, 1997; Холлидей, 1989; Jablonka, Lamb, 1989, 1995; Landman, 1991; Голубовский, 1997, 2000; Гвоздев, 1999; Лавров, Мавродиев, 2003). Первые эксперименты, в которых обнаруживалась эпигенетическая изменчивость, первоначально рассматривались как досадное исключение, не соответствующее законам Менделя. Однако со временем число таких исключений становилось все больше, и в настоящее время стало ясно, что эпигенетические изменения затрагивают широкий круг биологических процессов. Понимание той огромной роли, которую эпигенетические изменения играют в развитии индивидуальных живых организмов, а также в эволюции конкретного вида и живого мира в целом, привело к бурному развитию эпигенетики.

Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что эпигенетическая изменчивость у животных и растений при общей схожести процессов может происходить по-разному. В исследовании эпигенетической изменчивости растения играют особую роль. Специфической особенностью растений, отличающей их от животных, является их сильная зависимость от окружающей среды, способность растений изменять свой метаболизм в ответ на изменения среды. Поскольку у растений в отличие от животных нет обособленного зародышевого пути, и практически любая клетка может дать начало новому организму, то можно полагать, что вызванные внешними условиями изменения в жизнедеятельности клеток могут передаваться в следующее поколение, т.е. наследоваться. Однако работ, в которых на простых маркерных признаках демонстрируется наследование эпигенетических изменений, довольно мало. В настоящее время не представляется возможным привести развернутое описание молекулярных механизмов, обеспечивающих передачу эпигенетической информации при мейозе, поскольку эти механизмы просто не известны (Лавров, Мавродиев, 2003). Кроме того, сама возможность наследования приобретенных признаков до сих пор не признается многими исследователями. Все это делает работу в этой области исследований актуальной.

Цель и задачи исследования Целью данного исследования было изучение характера эпигенетической изменчивости у растений сахарной свеклы при многофакторных воздействиях (агамоспермия, обработка колхицином, размножение in vitro).

В связи с данной целью были поставлены следующие задачи.

1. Изучить полиморфизм в агамоспермных потомствах сахарной свеклы.

2. Провести генетический анализ изменений, выявляемых в агамоспермных потомствах.

3. Проанализировать семенное потомство, полученное агамоспермным путем от растений сахарной свеклы, обработанных и необработанных колхицином.

4. Изучить полиморфизм в линиях растений-регенерантов сахарной свеклы гиногенетического происхождения, культивируемых iri vitro и in vivo.

Научная новизна работы В настоящей работе впервые проведен генетический анализ изменчивости в агамоспермных потомствах сахарной свеклы, выявляемой с помощью маркерных ферментов, и показано, что основная часть этой изменчивости может быть классифицирована как эпигенетическая, осуществляемая путем редетерминации. Впервые проведена оценка полиморфизма по маркерным ферментам в агамоспермном семенном потомстве, полученном от обработанных колхицином и контрольных растений сахарной свеклы, и сделан вывод о том, что основная часть исследованных потомств получена путем митотической агамоспермии. Впервые исследован полиморфизм ферментов в семенных потомствах линий удвоенных гаплоидов, прошедших размножение в культуре ткани, и в линиях растений-регенерантов сахарной свеклы, и показано, что переход растений с гаплоидного на более высокий уровень плоидности сопровождается эпигенетическими изменениями маркерных генов.

Практическая значимость В работе показано, что изоферменты являются удобными маркерными признаками для изучения эпигенетической изменчивости. Соотношения фенотипов по маркерным ферментам позволяют различать гамо- и агамоспермные потомства, а также идентифицировать потомства, полученные путем мейотической и митотической агамоспермии. Исследование семенных потомств удвоенных гаплоидов, размножаемых in vivo, и растений-регенерантов сахарной свеклы, размножаемых в культуре ткани in vitro, показало, что выявляемая сомакпональная изменчивость может быть обусловлена эпигенетическими изменениями, возникающими при переходе растения с гаплоидного на более высокий уровень плоидности. Эти данные необходимо учитывать в практической работе при получении растений-регенерантов и линий удвоенных гаплоидов.

Апробация работы и публикации Материалы диссертации были представлены на XXXIX Международной научной студенческой конференции (Новосибирск, 2001), на 2-ой Международной конференции по апомиксису (г. Комо, Италия, 2001), на 17-м Международном конгрессе по половой репродукции растений (г. Люблин, Польша, 2002), на 9-ой генетико-селекционной школе-семинаре (г. Новосибирск, 2004), на 3-ем съезде ВОГиС (г. Москва, 2004), на 3-ей Международной конференции

Проблема вида и видообразования» (г. Томск, 2004). По результатам работы опубликовано 6 печатных работ.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Кирикович, Светлана Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. Растения сахарной свеклы, проявляющие признак стерильности, ц способны в беспыльцевом режиме образовывать агамоспермное потомство.

2. В агамоспермных потомствах сахарной свеклы выявлен полиморфизм по ферментным локусам. Генетический анализ показал, что полиморфизм в агамоспермных потомствах, представленный двумя фенотипическими классами обусловлен либо замолканием одного из аллелей гетерозиготного локуса, либо редетерминацией, при которой оба аллеля начинают экспрессироваться одинаково.

3. Соответствие выявляемых в агамоспермных потомствах фенотипических классов, числу и соотношению генотипических классов, выявляемых при генетическом анализе, свидетельствует о том, что изменения (замолкание и редетерминация), возникшие в ходе индивидуального развития агамоспермного потомства, обусловлены изменениями в геноме, способными передаваться в следующее поколение, т.е. наследоваться.

4. Воздействие колхицином на растения сахарной свеклы, способные к агамоспермному размножению, приводит к изменению соотношения фенотипических классов маркерного фермента (ADH1) в агамоспермном потомстве. Это указывает на то, что колхицин изменяет частоту эпигенетической изменчивости в агамоспермном потомстве аллелей маркерного локуса.

5. В семенных потомствах линий удвоенных гаплоидов сахарной свеклы гиногенетического происхождения Янаш КУГ и БЦ 40 СУГ(35)РК выявлен полиморфизм по ферментным локусам Ме1 и Idh3. Полиморфизм выявлен также у растений-регенерантов, культивируемых in vitro по ферментам изоцитратдегидрогеназа (IDH1) и 6-фосфоглюконатдегидрогеназа (PGD1). Сделан вывод, о том, что существенную роль в возникновении полиморфизма в линиях растений-регенерантов и удвоенных гаплоидов играет переход растений с гаплоидного на более высокий уровень плоидности.

Полученные данные свидетельствуют о том, что на эпигенетическую изменчивость у растений сахарной свеклы существенное влияние оказывает способ размножения (агамоспермия, размножение in vitro), воздействие эпимутагеном (колхицином). Комплексное воздействие агамоспермии и колхицина также приводит к эпигенетической изменчивости аллелей маркерного локуса Adh1. Воздействие колхицина в условиях размножения растений in vitro приводит к четко выраженной эпигенетической изменчивости, наблюдаемой в семенном потомстве, получаемом при дальнейшей репродукции линии удвоенного гаплоида.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стерильные растения сахарной свеклы способны в беспыльцевом режиме образовывать агамоспермное потомство. Наиболее вероятный путь агамоспермного размножения сахарной свеклы - митотическая агамоспермия. Одним из характерных признаков митотической агамоспермии может являться наличие двух фенотипических классов -одного гетерозиготного и одного, сходного по своему проявлению с гомозиготным. Генетический анализ растений, имеющих гомозиготный фенотип, показал, что эти растения в основном действительно представляют собой гомозиготы по маркерному локусу. Появление в потомстве гетерозиготного растения таких гомозигот, образовавшихся из клеток, не прошедших мейотических преобразований генома, можно объяснить " только на основе представлений об эпигенетической изменчивости. Появление в агамоспермном потомстве генотипов, не соответствующих генотипу материнского растения, объясняется редетерминацией аллелей маркерного ферментного локуса, при которой его активный аллель переходит в новое активное состояние, совпадающее по своей экспрессии с другим аллелем данного локуса. Наряду с редетерминацией в агамоспермных потомствах может наблюдаться замолкание одного или обоих аллелей маркерного ферментного локуса.

Соответствие выявляемых в агамоспермных потомствах фенотипических классов, числу и соотношению генотипических классов, выявляемых при генетическом анализе, свидетельствует о том, что изменения, возникшие в ходе индивидуального развития агамоспермного потомства, обусловлены изменениями в геноме, способными передаваться в следующее поколение, т.е. наследоваться.

Воздействие на способные к агамоспермному размножению растения сахарной свеклы колхицином приводит к изменению соотношения фенотипических классов алкогольдегидрогеназы в агамоспермном потомстве.

Изучение полиморфизма в линиях растений-регенерантов и удвоенных гаплоидов сахарной свеклы показало наличие изменчивости, появление которой можно в большей степени относить за счет перехода растений с гаплоидного уровня на диплоидный.

Полученные данные свидетельствуют о том, что способ размножения (агамоспермия, размножение in vitro) и воздействие эпимутагеном (колхицином) оказывают существенное влияние на эпигенетическую изменчивость у растений сахарной свеклы. Колхицин влияет на частоту эпигенетической изменчивости у аллелей маркерного локуса Adh1, проявляющуюся при агамоспермном размножении. Размножение растений в культуре in vitro само по себе является многофакторным воздействием, но его совмещение с эпимутагеном колхицином приводит к появлению с высокой частотой у растений-регенерантов эпигенетических изменений.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кирикович, Светлана Сергеевна, Новосибирск

1. Баранов B.C. Хромосомный импринтинг и межхромосомные взаимодействия в раннем развитии млекопитающих 1. Усп. соврем, биологии. 1988. Т. 105. Вып. 3. С. 26-35.

2. Богданова Е.Д. Генетическая изменчивость пшеницы, индуцированная никотиновой кислотой и ее производными: дис. .докт. биол. наук. Новосибирск: Ин-т цитологии и генетики СО РАН, 1992. 331 с.

3. Богданова Е.Д. Эпигенетическая изменчивость, индуцированная никотиновой кислотой у Triticum aestivum L. // Генетика. 2003. Т. 39. №9. С. 1221-1227.

4. Бормотов В.Е., Загрекова Н.Н., Матросов Б.Ф. и др. Обзоры по цитогенетике полиплоидных форм сахарной свеклы. Минск: Наука и техника. 1976. С. 62-68.

5. Бахтин Ю.Б. Генетическая теория клеточной популяции. Л.: Наука, 1980. 167с.

6. Гвоздев В.А. Подвижная ДНК у зукариот. 1. Структура, механизмы перемещения и роль подвижных элементов в поддержании целостности хромосом // Соросовский Образовательный Журнал. 1998а. № 8. С. 8-14.

7. Гвоздев В.А. Подвижная ДНК у эукариот. 2. Роль в регуляции активности генов и эволюции генома // Соросовский Образовательный Журнал. 19986. № 8. С. 15-21.

8. Гвоздев В.А. Регуляция активности генов, обусловленная химической модификацией (метилированием) ДНК // Соросовский Образовательный Журнал. 1999. № 10. С. 11-17.

9. Гершензон С.М. Основы современной генетики. Киев: Наук, думка, 1983. С. 241-259.

10. Глазер В.М. Гомологичная генетическая рекомбинация // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 7. С. 13-21.

11. Глазер В.М. Конверсия гена // Соровский Образовательный Журнал. 2000. Т. 6. № 1. С. 23-31.

12. Голубовский М.Д. Концепция эпигена 20 лет спустя // Биополимеры и клетка. 1996. Т. 12. № 4. С. 5-24.

13. Голубовский М.Д. Сопереживание чуда // Химия и жизнь. 1997. № 4. С. 36-24.

14. Голубовский М.Д. Век генетики: эволюция идей и понятий. СПб.: Борей Арт, 2000. 262 с.

15. Жакоб Ф., Моно Ж. Регуляция активности генов // Регуляторные механизмы клетки. М.:Мир, 1964. С. 278-304.

16. Жимулев И.Ф. Действие генов в раннем развитии дрозофилы // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 7. С. 30-34.

17. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М.: Высш. шк., 1989. С. 157-160.

18. Коновалов А.А., Малецкий С.И. Генетический полиморфизм, наследование и тканеспецифичность алкогольдегидрогеназы у сахарной свеклы // Генетика. 1989. Т. 25. № 7. С. 1523-1526.

19. Корочкин Л.И. Как гены контролируют развитие клеток // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 1. С. 17-22.

20. Кулаева О.Н. Белки теплового шока и устойчивость растений к стрессу // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 2. С. 513.

21. Лавров С.А., Мавродиев Е.В. Эпигенетическое наследование признаков и его возможная роль в микроэволюции растений // Журн. общ. биологии. 2003. Т. 64. № 5. С. 403-420.

22. Лакин Г.Ф. Биометрия. М: Высшая школа, 1973. 343с.

23. Левитес Е.В. Генетический контроль НАДФ-зависимого малик-фермента у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Докл. АН СССР. 1979а. Т. 249. №1.С. 215-217.

24. Левитес Е.В. Изучение генетических систем, контролирующих малатдегидрогеназы у сахарной свеклы // Структурно-функциональная организация генома эукариот. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 19796. С. 64-77.

25. Левитес Е.В. Генетика изоферментов растений. Новосибирск:1. Наука, 1986. 144с.

26. Левитес Е.В., Горенштейн Н.М., Денисова Ф.Ш., Тарасова Р.С. Изоферменты как маркеры нестабильности генома у сахарной свеклы//Генетика. 1991. Т. 27. № 11. С. 1937-1954.

27. Левитес Е.В., Денисова Ф.Ш. Экспрессия аллелей локуса Ме1 у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) //Докл. биол. Наук. 1999. Т. 366. С. 240-242.

28. Левитес Е.В., Кудашева Т.Ю., Викслер Л.Н. Изучение групп синтенных генов у сахарной свеклы. Новосибирск: ИЦиГ СО АН, 1988. 24с.

29. Левитес Е.В., Новожилова Т.И. Изучение активности и изоферментных спектров алкогольдегидрогеназы в полиплоидном ряду кукурузы (Zea mays L.) 11 Генетика. 1978. Т. 14. № 4. С. 581589.

30. Левитес Е.В., Малецкий С.И. Авто- и эписегрегация по репродуктивным признакам в агамоспермных потомствах сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Генетика. 1999. Т. 35. № 7. С. 802-810.

31. Левитес Е.В., Шахова И.С., Кирикович С.С. Повторный цикл яровизации и цветения как фактор эпигенетической изменчивости у сахарной свеклы. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2001. 9с.

32. Левитес Е.В., Шкутник Т., Овечкина О.Н., Малецкий С.И. Псевдосегрегация в агамоспермных потомствах пыльцестерильных растений сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Докл. АН РАН. 1998. Т. 362. № 3. С. 430-432.

33. Левитес Е.В., Юдина Р.С., Малецкий С.И. Генетический контроль НАД-зависимой малатдегидрогеназы у сахарной свеклы (Beta Vulgaris L.) // Докл. АН СССР. 1980. Т. 255. № 4. С. 989-991.

34. Лобашев М.Е. Генетика. Л.:Изд-во Ленингр. ун-та, 1967. С. 187193.

35. Малецкий С.И., Коновалов А.А. Наследование алкогольдегидрогеназы у сахарной свеклы. Сообщение 1. Анализ отклонения от моногенного расщепления // Генетика. 1985. Т. 21.9. С. 1527-1540.

36. Малецкий С.И., Левитес Е.В., Батурин С.О., Юданова С.С. Репродуктивная биология покрытосеменных растений. Генетический словарь. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2004.106 с.

37. Малецкий С.И., Левитес Е.В., Малецкая Е.И., Овечкина О.Н. Автосегрегация и сцепленное наследование в агамоспермных потомствах сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Генетика. 1998. Т. 34. № 4. С. 520-527.

38. Малецкий С.И., Левитес Е.В., Малецкая Е.И., Шаворская О.А. Автосегрегация в партеногенетических потомствах сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) // Докл. биол. наук. 1997. Т. 354. С. 292293.

39. Малецкий С.И., Малецкая Е.И. Самофертильность и агамоспермия у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.)// Генетика. 1996. Т. 32. № 12. С. 1643-1650.

40. Малецкий С.И., Полякова Е.В. Генетика изоферментов растений // Генетика изоферментов. М.: Наука, 1977. С. 250-275.

41. Монастырева Л.Е., Реймерс Ф.Э., Левитес Е.В. Ферментное разнообразие в коллекции инбредных линий сахарной свеклы // Докл. АН СССР. 1982. Т. 264. № 3. С. 722-724.

42. Мухитов А.Р., Румянцева Н.И. Индукция колхицином морфологической и генетической нестабильности каллусов Fagopyrum tataricum II Цитология. 2002. Т. 44. № 7. С. 623-631.

43. Новиков Ю.М. Генетика: решение и оформление задач, основные термины, понятия и законы. Томск: ИПФ ТПУ, 2003. 96с.

44. Нудельман Р. Реабилитация Ламарка? II Знание-сила. 2001. №2.

45. Оленов Ю.М. Эпигеномная изменчивость // Онтогенез. 1970. Т. 1. № 1. С. 11-16.

46. Петров Д.Ф. Апомиксис в природе и опыте. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1988. 214 с.

47. Раджабли Е.П., Рудь В.Д. Получение и использование полиплоидных форм растений. Новосибирск: Наука, 1972. 132с.

48. Райдер К., Тейлор К. Изоферменты. М.: Мир, 1983. 106с.

49. Сапиенца К. Геномный импринтинг // В мире науки. 1990. № 12. С. 14-20.

50. Серов О.Л. Механизм образования гибридных изоферментов как модель для изучения взаимодействия генов // Генетика изоферментов. М.: Наука, 1977. С. 187-197.

51. Тарасова Р.С. Генетика и феногенетика малатдегидрогеназы сахарной свеклы: дис. .канд. биол. наук. Новосибирск: Ин-т цитологии и генетики СО РАН, 1988. 134с.

52. Тимирязев К.А. Чарльз Дарвин и полувековые итоги дарвинизма // Сочинения. Т. 7. М.: Сельхозгиз, 1939. С. 211-240.

53. Уоддингтон К.Х. Основные биологические концепции // На пути теоретической биологии. М.: Мир, 1970. С. 11-38.

54. Филатов Г.П., Левитес Е.В. Генетический контроль аконитатгидрогеназы и 6-фосфатдегидрогеназы у сахарной свеклы // Характеристика генома некоторых видов с/х растений. Новосибирск, 1990. С. 97-105.

55. Хесин Р.Б. Непостоянство генома. М.: Мир, 1984. 472с.

56. Холлидей Р. Эпигенетическая наследственность И В мире науки. 1989. № 8. С. 30-38.

57. Чураев Р.Н. Гипотеза об эпигене // Исследования по математической генетике. Новосибирск, 1975. С. 77-94.

58. Чураев Р.Н. Прикладные аспекты концепции эпигенов // Журн. общ. биологии. 1982. Том 43. № 1. С. 79-87.

59. Чураев Р.Н. Моделирование молекулярно-генетических систем управления // Дис. . д-ра биол. наук. Уфа: БФАН СССР, ИЦиГ. 1987; 414 с.

60. Чураев Р.Н. Элементы неканонической теории наследственности. Уфа: УНЦ РАН, 1997. 54 с.

61. Шмальгаузен И.И. Пути и закономерности эволюционного процесса. М.; Л.: АН СССР, 1939. 128 с.

62. Яблонка Е., Лэмб М.Дж. Эпигенетическая наследственность в эволюции//Цитология. 2003. Т. 45. № 11. С. 1057-1072.

63. Adams S., Vinkenoog R., Spielman M. et al. Parent-of origin effects on seed development in Arabidopsis thaliana require DNA methylation // Development. 2000. V. 127. P. 2493-2502.

64. Alleman M., Doctor J. Genomic imprinting in plants: observations and evolutionary implications // Plant Mol. Biol. 2000. V. 43. P. 147-161.

65. Amedeo P., Habu Y., Afsar K. et al. Disruption of the plant gene mom releases transcriptional silencing of methylated genes // Nature. 2000. V. 405. P. 203-206.

66. Birchler J.A. A study of enzyme activities in a dosage series of the long arm of chromosome one in maize // Genetics. 1979. V. 92. P. 1211-1229.

67. Birchler J.A. The genetic basis of dosage compensation of alcohol dehydrogenase-1 in maize // Genetics. 1981. V. 97. P. 625-637.

68. Boyes J., Bird A. Repression of genes by DNA methylation depends on CpG density and promoter strength: evidence for involvement of a methyl-CpG binding protein // EMBO J. 1992. V. 11. P. 327-333.

69. Breiman A., Rotem-Abarbanell D., Karp A., and Shaskin H. Heritable somaclonal variation in wild barley (Hordeum spontaneum) II Theor. Appl. Genet. 1987. V. 74. № 1. P. 104-112.

70. Brink R.A. A genetic change associated with the R locus in maize, which is directed and potentially reversible // Genetics. 1956. V. 41. P. 872-889.

71. Brink R.A. Paramutation and chromosome organization // Q. Rev. Biol. 1960. V. 35. P. 120-137.

72. Brink R.A. Phase change in higher plants and somatic cell heredity // Q. A Rev. Biol. 1962. V. 37. P. 1-22.

73. Brink R.A. Paramutation // Annu. Rev. Genet. 1973. V. 7. P. 129152.

74. Brink R.A., Styles E.D., Axtell J.D. Paramutation: directed genetic change // Science. 1968. V. 159. P. 161-170.

75. Cavalli G., Paro R. Epigenetic inheritance of active chromatin after removal of the main transactivator//Science. 1999. V. 286. P. 955-958.

76. Chandler V.L., Eggleston W.B., Dorweiler J.E. Paramutation in maize// Plant Mol. Biol. 2000. V. 43. № 2. P. 121-145.

77. Chaudhury A.M., Berger F. Maternal control of seed development // Seminars in cell and dev. biol. 2001. V. 12. P. 381-386.

78. Chaudhury A.M., Ming L., Miller C., Craig S., Dennis E.S., Peacock W.J. Fertilization-independent seed development in Arabidopsis thaliana II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. V. 94. P. 4223-4228.

79. Chen Z.J., Pikaard C.S. Epigenetic silencing of RNA polymerase I transcription: a role for DNA methylation and histone modification in nucleolar dominance // Genes and Development. 1997. V. 11. P. 21242136.

80. Cocciolone S.M., Cone K.C. Pl-Bh, an anthocyanin regulatory gene of maize that leads to variegated pigmentation // Genetics. 1993. V. 135. P. 575-588.

81. Сое E.H.Jr. The properties, origin and mechanism of conversion-type inheritance at the В locus in maize // Genetics. 1966. V. 53. P. 1035-1063.

82. Comai L., Tyagi A.P., Winter K., Holmes- Davis R., Reynolds S.H., Stevens Y., Byers B. Phenotypic instability and rapid gene silencing in newly formed Arabidopsis allotetraploids // Plant Cell. 2000. V. 12. P. 1551-1568.

83. Cullis C.A. Sequence variation and stress // Plant gene Research. Genetic flux in plants / Eds Hohn В., Dennis E.S. Wien; N.Y.: Springer -Verlag, 1985. P. 157-168.

84. Das O.P., Messing J. Variegated phenotype and developmental methylation changes of maize allele originating from epimutation // Genetics. 1994. V. 136. P. 1121-1141.

85. Durrent A. The environmental induction of heritable in Linum II Heredity. 1962. V. 17. № 1. P. 27-61.

86. Durrent A., Timmis J.N. Genetic control of environmentally induced changes in Linum II Heredity. 1973. V. 30. № 3. P. 369-379.

87. Eggleston W.B., Alleman M., Kermicle J.L. Molecular organization and germinal instability of R-stippled in maize // Genetics. 1995. V. 141. P. 347-360.

88. Evans G.M. Nuclear changes in flax // Heredity. 1968. V. 23. P. 2538.

89. Fedoroff N.V. About maize transposable elements and development //Cell: 1989. V. 56. P. 181-191.

90. Fedoroff N. Schlappi M., Rainar P. Epigenetic regulation of the spm transposon // Bioessays. 1995. V. 17. N 4. P. 291-297.

91. Fedoroff N., Wessler S., Schure M. Isolation of the transposable maize controlling element Ac and Ds II Cell. 1983. V. 35. № 1. P. 235242.

92. Frieman N., Chen Z.J., Saez-Vasquez J., Shen L.A., Pikaard C.S. RNA polimerase transcription in a Brassica interspecific hybrid and its progenitors: Tests of transcription factor involvement in nucleolar dominance // Genetics. 1999. V. 152. P. 451-460.

93. Fuks F., Burgers W.A., Brehm A., Hughes-Davies L., Kouzarides T. DNA methyltransferase dnmtl associates with histone deacetylase activity// Nat. Genet. 2000. V. 24. P. 88-91.

94. Genger R.K., Kovac K.A., Dennis E.S. et al. Multiple DNA methyltransferase genes in Arabidopsis thaliana II Plant Mol. Biol. 1999. V. 41. P. 269-278.

95. Gierl A. How maize transposable elements escape negative selection//Trends in Genet. 1990. V. 6. P. 155-158.

96. Goodman M.M., Staber C.W. Genetic identification of lines andcrosses using isoenzyme electrophoresis // Ann. Corn. Sorghum Res. Conf. Proc. 1980. V. 35. P. 10-33.

97. Gowher H., Leismann O., Jeltsch A. DNA of Drosophila melanogaster contains 5-methylcytosine // Embr. J. 2000. V. 19. P. 6918-6923.

98. Grobstein C. In: Cell differentiation. London: Churchill, 1967. P. 243.

99. Grossniklaus U., Vielle-Calzada J.P., Hoeppner M.A., Gagliano W.B. Maternal control of embryogenesis by medea a polycomb group gene in Arabidopsis И Science. 1998. V. 280. P. 446-450.

100. Gustafsson A. Apomixis in higher plants. I-III // Lunds Univ. Arsskr. N.F. 1946-1947. V. 43. P. 1-370.

101. Haig D. Genomic imprinting and the theory of parent-offspring conflict//Seminars Develop. Biol. 1992. V. 3. P. 153-160.

102. Heinz D.J. and Mee G.W.P. Morphologic, cytogenetic, and enzymatic variation in Saccharum species hybrid clones derived from callus tissue//Am. J. Bot. 1971. V. 58. P. 257-262.

103. Henikoff S., Comai L. DNA methyltransferase homolog with a hromodomain exists in multiple polymorphic forms in Arabidopsis II Genetics. 1998. V. 24. P. 307-318.

104. Heslop-Harrison J.S. Gene expression and parental dominance in hybrid plants // Dev. Suppl. 1990. P. 21-28.

105. Heslop-Harrison J.S., Bennett M.D. Chromosome order possible implications for development // J. Embryol. exp. Morph. 1984. V. 83. suplement. P. 51-73.

106. Hollick J.В., Dorweiler J.E., Chandler V.L. Paramutation and related allelic interaction //Trends Genet. 1997. V. 13. P. 302-308.

107. Holliday R., Pugh J.E. DNA modification mechanisms and gene activity during development// Science. 1975. V. 187. P. 226-232.

108. Hunter R.L., Markert C.L. Histochemical demonstration of enzymes separated by zone electrophoresis in starch gel // Science. 1957. V. 125. № 3261. P. 1294-1295.

109. IUPAC-IUB Commission on biochemical nomenclature // Arch. Biochem. Biophys. 1971. V. 147. P. 1-3.

110. Jablonka E., Lamb M.J. The inheritance of acquired epigenetic variations II J. Theor. Biol. 1989. V. 139. P. 69-83.

111. Jablonka E., Lamb M.J. Epigenetic inheritance and evolution: the Lamarckian dimension. U.K.: Oxford Univ. Press. Oxford, 1995.

112. Jablonka E., Lamb M.J. Epigenetic inheritance and evolution // J. Evol. Biol. 1998. V. 11. P. 159-183.

113. Jablonka E., Oborny В., Molnar I. et al. The adaptive advantage of phenotypic memory in changing environments // Phil. Trans. R. Soc. Lond.'B. 1995. V. 350. P. 133-141.

114. Jacobsen S.E., Meyerowitz E.M. Hypermethylated SUPERMAN epigenetic alleles in Arabidopsis // Science. 1997. V. 277. P. 11001103.

115. Jaenisch R., Beard C., Lee J., Marahrens Y., Panning B. Mammalian X-chromosome inactivation // Novartis Found. Symp. 1998. V. 214. P. 200-209.

116. Janousek В., Siroky J., Vyskot B. Epigenetic control of sexual phenotype in dioecious plant, Melandrium album И Mol. Gen. Genet. 1996. V. 250. P. 483-490.

117. Jones P.A. Alterning gene expression with ,5-azacytidine // Cell. 1985. V. 40. P. 485-486.

118. Jorgensen R. The germinal ingeritance of epigenetic information in plants//Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 1993. V. 339. P. 173-181.

119. Kermicle J.L., Eggleston W.B., Alleman M. Organization of paramutagenicity in R-stippled in maize // Genetics. 1995. V. 141. P. 361-372.

120. Landman O.E. The inheritance of acquired characteristics // Ann. Rev. Genet. 1991. V. 25. P. 1-20.

121. Larkin P.J., Scowcroft W.R. Somaclonal variation a novel source of variability from cell cultures for plant improvement // Theor. Appl. Genet. 1981. V. 60. №4. P. 197-214.

122. Ф 124. Lee H.S., Chen Z.J. Protein-coding genes are epigeneticallyregulated in Arabidopsis polyploids // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98. P. 6753-6758.

123. Leitch L.J., Bennett M.D. Polyploidy in angiosperms // Trends Plant Sci. 1997. V. 2. P. 470-476.

124. Levites E.V. Epigenetic variability as a source of biodiversity and a factor of evolution. In: Biodiversity and dynamics of ecosystems in North

125. Eurasia. Novosibirsk: Siberian Division of Russian Academy of

126. Sciences, Institute of Cytology and Genetics SD RAS, 2000. P. 73-75.

127. Levites E.V. New classification of the reproduction modes in sugar beet//Sugar Tech. 2002a. V.4. № 1&2. P. 45-51.

128. Levites E.V. Redetermination: an interesting epigenetic phenomenon associated with mitotic agamospermy in sugar beet // Sugar Tech. 2002b. V. 4. № 3&4. P. 137-141.

129. Levites E.V., Garifullina F.Sh. Use of isozymes as genetic markers for identification of sugar beet varieties // Biochemical Identification of Varieties: Materials of the 3th International Symposium ISTA. Leningrad, USSR, 1988. P. 104-109.

130. Levites E.V., Kirikovich S.S., Denisova F.Sh. Expression of enzyme genes in agamospermous progenies of reciprocal hybrids of sugar beet // Sugar Tech. 2001a. V. 3. № 4. P. 160-165.

131. Levites, E.V., Menzorov, A.G., and Denisova, F.Sh. Gene expression and phenotype ratios in the reciprocal sugarbeet (Beta vulgaris L.) hybrids // Sugar Tech. 2001b. V. 3. № 1&2. P 23-26.

132. Levites E.V., Shkutnik Т., Shavorskaya O.A., Denisova F.Sh. Epigenetic variability in agamospermous progeny of sugar beet // Sugar Tech. 2001c. V. 3. № 3. P. 101-105.

133. Lohuis M., Galliano H., Heidmann I., Meyer P. Treatment with propionic and butyric acid enhances expression variegation and promoter methylation in plant transgenes // Biol. Chem. Hoppe Seyler. 1995. V. 376. P. 311-320.

134. Luo M., Bilodeau P., Koltunow A., Dennis E.S., Peacock W.J., Chaudhury A.M. Genes controlling fertilization-in-dependent seed development in Arabidopsis thaliana II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V. 96. P. 296-301.

135. Lyko F., Ramsahoye B.H., Kashevsky H. et al. Mammalian (cytosine-5) methyltransferases cause genomic DNA methylation and lethality in Drosophila II Nat. Genet. 1999. V. 23. P. 363-366.

136. Maletskaya E.I., Yudanova S.S., Maletskii S.I. Epigenetic and epiplastome variability in apozygotic progenies of Sugar beet with 5-azacytidine // Sugar Tech. 2002. V. 4. № 1&2. P. 52-56.

137. Market C.L., Moller F. Multiple forms of enzymes: tissue, ontogenetic and species specific patterns // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1959. V. 45. P. 753-763.

138. Martienssen R. Epigenetic phenomena: Paramutation and gene silencing in plants // Curr. Biol. 1996. V. 6. P. 810-813.

139. Martienssen R.A., Colot V. DNA methylation and epigenetic inheritance in plants and filamentous fungi // Science. 2001. V. 293. P. 1070-1074.

140. Matzke M.A., Matzke A.J.M. How and why do plants inactivate homologous (trans)genes? // Plant Physiol. 1995. V. 107. P. 679-685.

141. McClintock B. Chromosome organization and genie expression // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1951. V. 16. P. 13-47.

142. McClintock B. The control of gene action in maize // Brookhaven Symposia in Biology. 1965. V. 18. P. 162-184.

143. Meizel S., Marked C.L. Malate dehydrogenase isozymes of the marine snail llyanassa obsoleta // Arch. Biochem. Biophys.1967. V. 122. P. 753-765.

144. Mendel, G. Versuche uber Pflanzen-Hybriden // Verhandlungen des naturforschenden Vereines Brunn. 1866. V. IV. P. 67-112.

145. Messing J., Grossniklaus U. Genomic imprinting in plants // Results and Problems in Cell Differentiation: Genomic Imprinting. Ed., Ohlsson, R., Springer Verlag, Heidelberg, Germany, 1999. P. 23-40.

146. Meyer P., Linn F., Heidmann I. et al. Endogenous and environmental factors influence 35S promoter methylation of a maize Al gene construct in transgenic petunia and its colour phenotype // Mol. Gen. Genet. 1992. V. 231. P. 345-352.

147. Nanney D.L. Epigenetic control systems // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. '1958. V. 44. P. 712-717.

148. Owen F.W. Inheritance of cross- and self-sterility in Beta vulgaris L. //J. Agric. Rec. 1942. V. 1. P. 679-698.

149. Patterson G.I., Chandler V.L. Paramutation in maize and related allelic interactions // Curr. Top. Microbiol. Immunol. 1995. V. 197. P. 121-141.

150. Percival J. The Wheat Plant: A Monograph. Duckworth. London, 1923.

151. Peterson P.A. Phase variation of regulatory elements in maize // Genetics. 1966. V. 54. P. 249-266.

152. Phillips R.L., Matzke M.A., Oono K. Treasure your exceptions // Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1522-1527.

153. Randolph L.F. Some effect of high temperature on polyploidy and other variations in maize // Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 1932. V. 18. P. 222.

154. Reeder R. H. Mechanisms of nucleoar dominance in animals and plants//J. Cell Biol. 1985. V. 101. P. 2013-2016.

155. Richards E. DNA methylation and plant development // Trends Genet. 1997. V. 13. P. 319-323.

156. Robertson H.M., Engels W.R. Modified P elements that mimic the P cytotype in Drosophila melanogaster // Genetics. 1989. V. 123. P. 815824.

157. Ronchi A., Petroni KM Tonelli C. The reduced expression of endogeneous duplications (reed) in maize r-gene family is mediated by DNA methylation // Embo J. 1995. V. 14. P. 5318-5328.

158. Sano H., Kamada I., Youssefian S. et al. A single treatment of rice seedlings with 5-azacytidine induces heritable dwarfism and undermethylation of genomic DNA// Mol. Gen. Genet. 1990. V. 220. P. 441-447.

159. Savitsky H. A method of inducing autopolyploidy in sugar beets by seed treatment // J.Am.Soc.Sugar Beet Technol.1966. V. 14. № 1. P. 26-47.

160. Scandalios J.G. Genetic control alcohol dehydrogenase isozymes in maize// Biochem. Genet. 1967. V. 1. № 1. P. 274-293.

161. Scandalios J.G. Genetic control of multiple forms of enzymes in plants: a review// Biochem. Genet. 1969. V. 3. № 1. P .37-79.

162. Scandalios J.G. Isozymes in development and differentiation // Ann. Rev. Plant. Physiol. 1974. V. 25. P. 225-258.

163. Schwartz D. Genetic studies on mutant enzymes in maize. Synthesis of hybrid enzymes by heterozygotes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1960. V. 46. № 9. P. 1210-1215.

164. Schwartz D. The genetic control of alcohol dehydrogenase in maize: gene duplication and repression // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1966. V. 56. P. 1431-1436.

165. Schwartz D. Genetic control of alcohol dehydrogenase a competition model for regulation of gene action // Genetics. 1971. V.67. № 3. P. 411-425.

166. Shaw C. The use of genetic variation in the analysis of isozyme structure // Subunit structure of proteins. Rep. Symp. Brookhaven Nat. Lab. N. Y., 1964. V. 17. P. 117-130.

167. Shaw C. R., Prasad R. Starch gel electrophoresis of enzymes acompilation of recipes // Biochem. Genet. 1970. V. 4. № 2. P. 297-320.

168. Solter D. Differential imprinting and expression of maternal and paternal genomes // Annu. Rev. Genet. 1988. V. 22. P. 127-146.

169. Stebbins G.L. Apomixis in relation to variation and evolution // Variation and Evolution in Plant. Chapter X. N. Y.: Columbia University Press, 1950. P 380-419.

170. Svirshchevskaya A.M., Dolezel J. Production and performance of gynogenetic sugar beet lines // J. of Sugar beet Research (USA). 2000. V. 37. №4. P. 117-133.

171. Svirshchevskaya A.M., Dolezel J. Karyological characterization of sugar beet gynogenetic lines cultured in vitro И J.Appl.Genet. 2001. V. 42. № 1. P. 21-32.

172. Tchuraev R.N., Stupak I.V., Tropynina T.S., Stupak E.E. Epigenes: design and construction of new hereditary units // FEBS Lett. 2000. V. 486. № 3. P. 200-202.

173. Vielle-Calzada J.P., Thomas J., Spillane C., Coluccio A., Hoeppner M.A., Grossniklaus U. Maintenance of genomic imprinting at the Arabidopsis medea locus requires zygotic ddml activity // Genes Dev. 1999. V. 13. № 22. P. 2971-2982.

174. Vogt P. Potential genetic functions of tandem repeated DNA sequence blocks in the human genome are based of a highly conserved "chromatin folding code" II Hum. Genet. 1990. V. 84. P. 301-336.

175. Vongs A., Kakutani Т., Martienssen R.A., Richards E. Arabidopsis thaliana DNA methylation mutants // Science. 1993. V. 260. P. 19261928.

176. Vyskot B. Epigenetic control of gene expression in plants // Vortr. Pflanzenzuchtung. 2000. H. 48. S. 297-304.

177. Vyskot В., Araya A., Veuskens J., Negrutiu I., Mouras A. DNA methylation of sex chromosomes in a diocious plant, Melandrium album II Mol. Gen. Genet. 1993. V.239. P. 219-224.

178. Walbot V., Cullis C.A. Rapid genomic change in higher plants // Ann. Rev. Plant Physiol. 1985. V. 36. P. 367-396.