Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование активности эстеразы-6 в линиях Drosophila Melanogaster с разной половой активностью самцов

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Исследование активности эстеразы-6 в линиях Drosophila Melanogaster с разной половой активностью самцов"

Г? • и " 4 Л я..

■■* ^ . 1 з ?

санкт-петербургский государственный университет. биолого-почвеннни факультет. кафедра генетики м селекции.

На правах рукописи

КОРОТКОВ Дмитрий Владиленович

УДК 575.084.1:577.15.645:595.773.4

- ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ЭСТЕРАЗЫ-6 в ЛИНИЯХ ОВОЗОРН1ЬА меьаноаабтек ' с разной половой активностью самцов.

03.00.15 - генетика

автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

С.-ПЕТЕРБУРГ,

1992

Работа выполнена в лаборатории генетики . животных БиНИИ Санкт-Петербургского Государственного Университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, "профессор

КаЯданов, Л.З.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Савватеева Е.В.• кандидат биологических наук • Опарина Т.Н.

Ведущее учреждение: Институт биологии развитии РАН.

Защита состоится ¿и ТЭЭ^г. е час. на засе-

дании специализир ванного совета Л.063.57.21 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности "Генетика" при Санкт-Петербургском Государственном Университете (С.-Петербург, Университетская наб., 7/9).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ.

Автореферат разослан «2о_п и-еиг^А. 199 2_г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Мамон Л.А.

ВВЕДЕНИЕ.

щюб^иам. гчшиьу оргнни:'мчнной зьо.ницш составляет, как принято теперь считать, эволюция регуляторных систем, действующих на" разнит. уроЕняк (Ксрочкга,-1977; Корочкин, П'НЗв; Ayala, Mcdonald, 1980; Dickjn.ion e-t al., 1084; Caverif-r, 1989), Закономерности формирования таких, систем могут быть вскрыты в процессе продолжительного р 'кусстьенного отбора по адаптивьо важным признакам. Одаш из таких признаков является половая активность самцов.

Таким образом, представляется гажншл исследование последствий длительного отбора линий г». me i h'i or а ь t н г ко этому показателю. Следствием селекции может бить изменение активности ферментов, принимающих участие в репродуктивной Функции.

К таким ферментам относится эстераза-6. Оца локализована в осноБнол в семяъылосящем протоке самца, передается самкам при копуляции и, вероятно, принимает участие в процессах, репродукции (АроНШТам, 1974; Richmond et al., 1990).

Цёль.и_зад£!чи^сследдьания. Цель нашей работы заключалась в

ИССЛиДОЕаНИИ СВЯЗИ МежДУ ПОЛОВОЙ аКТИВНОСТЬЮ СаМЦОВ D. melario<jasti>-

и актйвностью эстеразы-6 в их половой системе, а также изучение генетического контроля этих признаков. В наши задачи входило;

1) Оценить поведенческий показатель репродуктивной функции -половую, активность самцов в исследуемых линиях.

2) Произвести сравнительную оценку активности эстеразц-6 а линия., дрозофшш, различающихся по половой активности. •„..

3) Провести гибридологический анализ ЛИНИЙ D.melanogaster ■ ПО •

«

этим тирнакам. ■ '

В§£ЩЗ^°Б02ЩЬПОщзешш_рез¥Льтатдв. Впервые-в рамках одна го эксперимента проведено сравнительное, исследоввнке полосой efc-

тивности спмцов линий дрозофилы, селектируемых но данному ноказа-• телга, и активности эстеразы-6 б их половой системе. Показано формирование-. генетической системы, контролирующей низкую половую •активность самцов линии НА. Установлен параллелизм изменений, "происходящих при селекции в низкоактиьной линии НА и родственной-ей низкоактивной линии НА". Показано,'что в процессе отбора по половой активности самцов затрагиваются гены-модификаторы, елияю-щие на активность 9стеразы-б1 Выявлена связь между половой активностью самцов и .активностью эстерагн-6. На основе полученных результатов высказано предположение об общности генездческих систем, контролирующих эти показатели.

В51Ж2г1Ш0йТИче5Кое_значение_работы. Половая активность Самцов является одним из главных компонентов, определяющих, адаптив- ; Ную ценность организма. Изучение, генетических систем, контролирую- ; "щих этот признак й выявление его связи с определенными биохимическими показателями может быть важным как для иопуляционной генетики, так и для зчдач практической селекции животных.

Апробация_работы. Результаты исследования были, представлены На 3-й Всесоюзной научной конференции "Проблемы экологии Прибайкалья" (Иркутск, 1988); на 6-м Всесоюзном совещании, по проблемам биологии и генетики дрозофилы (Одесса,, ГР89), fia 2-й Всесоюзной . научной конференции по проблемам эволюции (М>г-ква, 1989), а • также ■' неоднократно докладывались на семинарах лаборатории генетики животных БиЧИИ ЛГУ и кафедры генетики и селекции'ЛГУ и в лаборатории радиационной генетики ЦНЙРРЙ КЗ РСФСР.

.Список публикаций по теми диссертации содержит 6 'наименований. ' ■.

Структура диссертации. Настоящая работа состоит из введения, обзорэ литературы (глава I), описания материалов и методов иссле-

дльания (глава ;?), реаультаген.. исоледонания (глава 3;, обсуждения полученных результатов (гласа ■!'>, заключения , выводов, списка литературы и 1фшк>им-иы. Диссертация издиямш на 113 страницах и содержит 25 таблиц и 15 рисунков (в главах 2-3 и приложении). Список.литературы оодоржит 123 наименований.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В. качества исходного материала наш были взяты высокой;!-' ■ бредные линии D.»,eiar..jg»ater из коллекции лаборатории генетики ки-вотннх БиНМИ ЛГУ, прошедшие.к началу работы около 550 поколений инбридинга: НА, ШТ. 1ГА+. Данные линии поддерживаются индивидуальными скрещиваниями в каждом поколении полных, братьег и сестер.

Линия НА с ТЭб'З г. селектируется на низкую половую активность самцов. Линия НА1 отобрана из линии НА возвратным отбором на высокую половую активность самцов. Линия НЛ~ получена из линии НА+ зе-лекцией на низкую половую активность самцов. Описание линий дается гю: Кайданов, I99I

Нами также были исследованы аутбредные линии дикого типа' canton-s и Алма-Ата. -

Кроме исходных линий в работе изучали гибридов fj от меж-мтоШшх скрещиваний,- НА" « НА+, НА+ » НА~; НА - Алш-Ага, Алма-Ата « НА."

Гибридные самцы Fj' стенотипической структурой ХО были 'получены в скрещиваниях с использованием линии с несвободной y-хромосомой Cno free Y): XYS+YL, у2 su(wa) wa YS*VL y+/C<l)RH, У ' v bb. Данная линия, как и линии дикого типа, поддерживалась аутбредно.

В нашем распоряжении были изогешше линии, сочетающее хромосомы Jiiuflffl НА И ЛИНИИ Canton-S В СЛвДУЩИХ КСМбИНЭЦИЯХ; I) ;>'рэМОг . сома I НА,,хромосома 2 и хромосома 3 canton-s (линия Ii; 2) хромо- '

G ; •

сома 2 НА, хромосома I и хромосома 3 Сапи.п-з (линия 2); 3) хромосома 3 НА, хромосома I и хромосома ?, Canion-s (линия 3).

Тестирование половой активности самцов проводили по принятой в лаборатории генетики животных БиКИИ ЛГУ методике (Кайданов и др., 1969)..Данный показатель оценивали но скорости наступления первого спаривания после помещения самок к самцам.

.Активность эстеразы-6 определили методом .Ван Аспарена (Van Asparen, ' 1Э62> с некотрыми'изменениями. Активность фермента выражали в нМ/мш/мл.

Определение содержания общего белка в пробах пр-водили методом. Брэдфорда (Peterson, 1984) И. Выражали В МКГ/МЛ.

Удельную активность эстеразы-6 находили как частное от средних значений суммарной активности фермента и содержания общего белка, характеризующих исследуемую линию или гибрид. За единицу измерения принимали чМ/мин/мкг.

Для проведения иммуноэлектродиф!)узии; использовали оборудование буферную систему, предложенные Каракшшм Е.И. (Кэрэкин, 1981)'. Поликлональная моноспецифичная кроличья сыворотка на эсте-разу-3 D.neianogaster была также .¡гредостаБл^на' Каракиным Е.И. ' ' В работе применялись дисперсионный, корелляцюнный, регрессионный и ковариационный анапизы, f и t-критерии, а также метод х-квадрат. Соответствие выборочных распределений нормальному определяет через вычисление Показателей ассимметрии и экцесса. » . • ' * * ' ' , РЕЗУЛЬТАТЫ.

Сравнительная оценка половой активности самцов D.nelaiiogastev разНЫХ ЛИНИЙ.

Как видно, из результатов, предотавлвнйнх в таблице I,' инбред-ная ЛИНИЯ НА+ и аутб'редные ЛИНИИ Canton.s И' Алма-Ата отличаются

высокой половой активное гью: свыше ЗОЯ» самцов этих линий спарр>а-, юте я за первые полчаса после помещении к ьирпшным рецептивным самкам. Низкий уровень активности характерен-для-линий НА и НА-, За первые полчаса после помещения к самкам спариваются менее 70Ж самцов данных линий.

Таким образом,, взятые в анализ линии можно раздели'. > на две группы, с большой достоверностью различающиеся (Р<0,01) по такому поведенческому параметру репродуктивной функции,.как половая ак-. тивность самцов.

Таблица I

Половая активность самцов линий О.'те1апойаа1ег.

Линия Количество испытанных самцов Половая активность (X)

НА 233 5 ± 1.4

НА" 70 7 + 3,0

■. НА+ 411 85 1 1,8

Сап(:оп-5 276 87 * 2,0.

Алма-Ата 464 • 82'± 1,8

Сравнительная оценка активности эстеразы-6 ■у самцов Ь. melanogaster рвЗНЫХ ЛИНИЙ.

Г таблице 2 представлены результаты анализа активности . эсте-; разы-6 в индивидуальных гомогенатах комплекса семявыносящего про-г, тока, с->мявыносящей луковицы и парагоний. Минимальным уровнем суммарной активности фермента характеризуются линии Н4 и НА". Они . обнаруживают достоверные отличия от родственной им инбредаей

с высокой половой активное! ью самцов 11,'/ и аутбрёдных линий дикого типа сжпоп-б и Алма.-Лта (Р-0,05).

Бисериальный коэффициент корреляции между уровнем половой ак-тивнооти самцов и суммарной активностью эггеразы-6 в их. половой системе составляет 0,93 (Р.0,05).

Г.'ри определении концентрации общего белка в индивидуальных гоког вне гах органов, половой системы било обьаружено (таблица' 2), что низкоа;<тивные линии характеризуются и . сниженным -.содержанием белка в 'оловой системе, достоверно уступая аутбредным литым дикого типа (Р<0,0Г>). Б линии НА1" значение данного поыкчтпля достоверно выше не только уровня низко^ктивних линий (Р.0,01Ч но и ли ний дикого типа (Р<0,05).

Таблица <2.

Активность эстернзы-6 в пологой системе самцов линий О. ет-МапойззЬег .

Линия Кол-во самцов Суммарная активность естеразы-б Кол-во самцов « Содержание обще гс1 белка Удельная активность эстераиы-б'

НА 46 0,6*0.05' 66 1.4 ±0.08 0,43*0,043

НА- 81 0,6*0.03 65 I. С >0,06 0.46*0.031:

' НА+ 85 . 1,2±0,05 65 . 2,610,10 0,46*0,026

СапГ-оп-Э 72 1,4+0,07 74 2.3*0,-10 0,61*0,040!

Алма-Ата 27 1,4*0,07 27 . 2,1*0.09 0,67*0.044

При расчете значений удельной активности эстеразы-6 получены следующие результаты (таблица 2). Низкс.чктивные инбредные линии по

атому показателю достоверно отличаются от аутбредных линий дикого типа гап(оп-г. и Алма-Ата. Инбредная высокоактивная линия НА+ показывает значение удельной активности столь зке низкое, как и у род-стренных ей инбредных низкоактивных линий Ш и НА~(Р>0,05), достоверно отличаясь от линий дикого'типа (РчО.ОБ).

Бисериальный коэффициент корреляции между половой активностью и удельной активностью ферманта - составляет лишь 0,66 (Р>0,05), из-за -выпадающего значения линии НА+.

Нами проведена количественная оценка.содержания эотеразы-6 в половой-системе мух линий £СА, НА+ и сатоп-з. Из результатов имму-ноэлектродиффузии видно (таблица 3), что линии НА+ и с¡иПон-Б примерно'в 2 раза ¡февосходят линию НА по вт.му показателю (Рч0,05). Полученные результаты практически полностью соответствуют данным но суммарной активности (фермента.

Таблица 3.

Содержание зстврааи-6 ь половой системе самцов ЛИНИЙ 0 . т е 1 а I (о й а ^ 1. с г (Ь % ОТ ЛИНИИ НА).

Линия Количество проб Содержание эстеразы-6

■ НА 14 ' 100 I 4,2

НА+ • ■ 186 ± 29,3

' Сап 1 он-Б 5 234 ± 48,2

Исследование половой активности гибридных самцов.

Результаты тестиров&ния половой активности гибридных сетов представлены в таблице 4. Четкие реципрокные различия обнаружь-, ны при скрещивании мух линии НА+ с мухами линии НА", .Б потомстве

то

от скрещивания самок НА+ с самцами 11/Г половая активность самцов значительно выше, чем у гибридов от скрещивания самок НА" с самцами НА+ (Р<0,01). В скрещивании инбредной линии НА с аутбредной линией дикого типа Алма-Ата также выявлены достоверные реципрокные различия. У гибридных самцов, полученных от скрещивания самок. Алма-Ата и самцов НА, половая актиьность выше, чем в реципрокном варианте (Р<0,05). У гибридных самцов, полученных от скрещивания низкоактивных линий НА и НЛ~, половая активность в обоих случаях практически одинакова (Р,-0,05) и составляет менее 40'?- , что достоверно ниже уровня активности самцов дикого типа (Рп',05)', но нре-. вышвет показатели, характерные для самцов родительских линий.

• Таблица 4.

Половая активность самцов у межлинейных гибридов г.

Гибридная комбинация Количество испытанных самцов Половая шпигность 1 А )

НА" * НА+ 187 36 3.6

• НА+ - НА" • • 80 ♦ 3.0

НА » А-А 135 38 ± 4,2

А-А * НА 138 64 .1 3.5

НА « НА"; 100 34 4 4.7

НА" « НА • 100 3? ♦ 4.7

Примечание: А-А - линия Алмэ Ата. Наличие реципрокшх различий может обуславливаться следующими причинами: 1)участием Х-хромосомы в генетическом контроле признака И 2 )маторинсшм эффектом цитоплазмы. Для проверки каждой из этих

возможностей нами были поставлены скрещивания между мухами линий -НА", НА+ и мухами линии и.,

Из таблицы 5 видно, что самцы ХО, несущие Х-хромосому из ЛИ-

Габлица 5.. Половая активность у гибридных ХО самцов.

Гибридная комбинация Количество испытанных самцов Половая активность (X).

nfY - НА+ БО 80 t Б,7

НА+ « «;гт 50 36 ± 2,8

ВСЕГО 100 88 < 3,2

nfУ . НА" . . 30 10 ± 5,5

НА" • „гу 49 10 i 4.4

ВСЕГО 79 10 г 3,4

Примечание: пгу - линия с несвободной у хромосомой, нии НА" в цитоплазме линии по у, не'отличаются по половой активности от' самцов ХО, несущих- Х-хромосому лишит НА" в цитоплазме линии НА" (Р>0,05). Такой же результат получен и' для ХО самцов, несущих Х-хромосому линии НА+ в чужой и материнской цитоплазмах. В то же время гибридные самцы с Х-хромосомой линии НА" значительно менее активны, чем самцы с Х-хромосомой линии НА+ (Р<0,01)..

исследование половой активности у самцов изогенных 'линий (см. "Материалы и методы") показало, что наименьшую активность имеют ' самцы .лщя I и линии 3 - 41ж±6,б% и 51Ж±4,9Ж соответственно. Они •: уступают (Р<0,05) по этому показателю самцам линии 3 (30*4,2).

Исследование активности эстеразы-б у гибридных самцов.

В таблице 6 представлены результаты анализа активности эсте-разы-6 в половой системе гибридных самцов от межлипейных скрещиваний. Видно, что потомство от скрещивания самок линии НА+ с • самцами линии НА",достоверно превосходит по суммарной активности эстеразы самцов от реципрокного скрещивания (НА" « НА+) (Р< 0,05). По этому показатели гибридное потомство от обоих скрещиваний 1гро-восходит родительские линии (Р^0,05), Анализ содержания общего белка в гомогенатах показал, что у потомства от скрещивания НА" « НА+ это увеличение сеязэно со значительным повышением содержания общего белка в пололовой системе по сравнению с материнской линией (Р<0,05). В потомстве от скрещивания НА+ ■ НА- превышения содержания общего белка по сравнению с материнской линией не выявлено. (Р>0,05). Б результате гибридное потомство от рецилрокных скрещи-» ■ 5 Таблица 6.

" Активность эстеразы-6 в половой системе гибридных самцов

Гибридная комбинация Кол-во самцов 1 Суммарная активность эстера?ч-6 Кол-во самцов Содержание рбшвго белка Удельная' активность эстеразц-6

НА" " НА+ 50 I,0*0,05 42 ' 2,4*0,12 . 0,42*0.030

НА+- НА" 39 1,7+0,03 45 2,6*0,11 0,65*0,041

НА - А-А 34 0,7*0,04 43 1,3*0.03 0,54*0.045

А-А ' НА . 35 1,4*0,0? 34 2,0*0.14 0,70*0,060

ваюй обнаруживает и достоверные различия в удельной активности эстераэы-6 ,(Р<0,05). Значение удельной'активности фермента у гиб-

ридов от скрещивания самок НА+ с самцами НА" столь же высокое, как

у аутбредких линий дикого тина (Р. 0,05). В скрещиваниях с участием инбредной низкоактивной линии НА и вутбредной линии дикого типа Алла-Ата также выявляются достоверные различия по суммарной активности эстеразы-6 между свмцами от реципрокных вариантов. В потомстве от скрещивания НА • А-Л этот покаказатель достоверно.' ниже (Р. 0,05) значения, полученного для гибридных самцов от скрещиваний Л-А ■ НА. Превышения значений активности фермента у Гибридных, сам-' цов над материнскими линиями не выявлено (Р>0,05). В отличие от предыдущего скрещивания найдены и достоверные различия по содержа--нию общего белка в гомогенатах (Р-0,05). Различий между гибридными-самцами и материнскими линиями по этому показатели не обнаружено (F-0,05). Как и у родительских линий, между гибридами существуют достоверные различия по Удельной активности эстеразы (Р.,0,05).

Бисериальный коэффициент корреляции между уровнем половой активности гибридных самцов и сухарной активностью эстеразы-6 в их половой системе составляет 0,92 (Р<0,05) и ст. лько же для удельной активности Фермента.

Как и при исследовании половой активности самцов, нами были проанализированы ХО самцы. Полученные результаты представлены в таблице 7.

• Видно, что не зависимо от того находится Х-хромосома в цитоплазме собственной линии или в цитоплазме линии no free т, суммарная и удельная активность эстеразы-6, а также содержание общего белка в гомогенатах имеют сходные значения внутри исследуемых прр (Р>0,05). В то же время обнаружены достоверные различия между гибридными. ХО самцами по суммарной активности фермента, в зависимости от принадлежности Х-хромосомы. Для самцов с Х-хромс»сомой линии НА+ это значение достоверно выше, чем для-самцов с Х-хромосомой линии

HA" (Ps J.Oö). По содержанию общего бежа в гимогенатах половой системы гибридное' потомство с х-хромосомой линии НА+ также превосходит гибридное потомство с Х-хромосомой линии НА" (Р.0,05). По удельной активности эстеразы различий, выявленных в предыдущих скрещиваниях, обнаружить не удалось (Р>0,05). Однако, тенденция к превышению показателей гибридных самцов с Х-хромосомой высокоактивной линии над показатеями самцов с Х-хромосомой низкоактивной линии сохраняется.

'Таблица 7.

. Активность эстеразы-6 в половой системе гибридных ХО самцов

Гибридная комбинация Кол-во самцов Суммарная активность эстеразы-6 Кол-во самцов Содержание общего белка Удельная активность эстеразы-6

nfY » HAf 24 I,2±0,II 26 2,2*0,14 0,55tC,061

НА+ х nfY 22 1,2*0,05 22 2,3±0,17 0,5?t0,0.44

ВСЕГО.' 46 I,2*0,06 48 2,2±0,II 0,55*0.039

nfY « НА" 30 • 0,9±0,07 • 30 1,9*0,10 0,47*0,044

НА" » nfY ■ 30 0,9±0,07 25 ' 2,0±0,14 Q,45*0,047

ВСЕ Т.'О 60 0,9±0,05 55 1,9±0,08 0,47*0,033

Висериальный коэффициент корреляции между•уровнем половой-ак- . тивности ХО самцов и активностью эстеразы-6 (суммарной и удельной) '^ет.значение 1,00 (Р<0,01), .

йсследс али так;:..? активность эстеразы-6 у самцов трех изогед-ни.-: линий (см. "Материалы' и методы"). Паказацо, что линия I и ли-'щя 3 уступают по суммарная активности ' эстеразы линии £ т,

1,0+0,11; 1,0+0,08 и 1,7+0,II соответственно (Р'0,05)..По содержанию общего белка в половой'системе линии 2 и 3 превосходят лини» I - 2,3iO,I4; 2,2+0,ТО и 1,9+0,08 соответственно (Р<0,05). Сравнение значений удельной активности эстеразы-6 показало, что, несмотря на м^ньшйй содержание белка в половой системе, линия I имеет и меньшую удельную активность Фермента (0,53+0,063),. по сравнению с линией 2 (0,74+0,0вб) (Р.0,05). Значение удельной активности BCTepat зы-fi в линии 3 составляет 0,45+0,041, что достоверно ниже данного показателя у линии 2 (Р.. 0,05) и не отличается от удельной активности у линии I (Р>0,05).'

Бисериальный коэффициент корреляции между половой активностьп иьогенных линий и активностью астерязы-6 в их половой системе составляет 0,99 для суммарной активности |)*?рмента и 0,96 для удельной активности 'фермента F ,0,05).

ОБСУЖДЕНИЕ.

Показано участие Х-хромосомы в контроле межлинейных различий по половой активности самцов. Эти данные хорошо согласуются с ре--зультатами гибридологического анализа линии НА, проведенного на 'млей ранних этапах селекции (Полз; Кайданов, 1978а: 19736). Однако, при анализе изогенных линий мы установили, что и хромосома 3 линии НА оказывает существенное влияние на половую активность 'самцов. По-видимому, формирование в.ходе селекции генетической системы , контролирующей этот признак, продолжается.

Выявлено участие Х-хромосомы в редукции половой активности самцов и у танин НА". Такой параллелизм изменений, произошедших в первично селектированной' линии НА И вторично отобранной линии НА", может свидетельствовать о достаточно общем характере генетической системы контроля низкой половой активности самцов, формирующейся в

процессе селекции. Вопрос об участии в контроле низкой половой активности самцов хромосомы 3 линии НА~ остается открытым и требует дальнейшего изучения. Однако,'отсутствие реципрокНих различий при окрещиь- нии низкоактивных линий между собой и достаточно низкий уровень половой активности у гибридного потомства позволяют предположить, что и по аутосомшм генам между этими линиями существует сходство.

При исследовании активности эстеразы-6 в половой систем« самцов обнаружен параллелизм между уровнем половой активности самцов и отим показателем. Практически во всех случаях показана более высокая как суммарная, так и удельная активность эстерагч-6 у линий и гибридных комбинаций с высокой.половой активностью самцов, по сравнению с контрастными вариантами. Бисериальные коэффициенты корреляции внутри каждой группы имеют значения 0,7 -. 1,0, а коэффициент корреляции Пирсона, вычисленный по всем вариантам, составляет 0,82 в случав анализа связи между суммарной активностью осте-разы-6 и половой активностью и 0,62 при анализе связи между удель-■ ной активностью фермента и половой активностью.

Таким образом, селекция линий на различия по поведенческому ' показателю, половой активности самцов, привела к изменению и, их биохимического показателя - активности зстеразы-6.

Выявленные различия в активности фермента.вызваны разним числом его молекул, содержащихся в половой системе самцов, т.е. раз: личяя ш удельной активности эстеразы-6 могут- объяснятся различиями в скорости матричных: процессов, присходящих на • уровне траяс-.' .г

'.кр ТЩ1Ш структурного гена эстеразы или трансляции его мРНК. Одна-,

ко',, ьто не является сдаственным .механизмом, изменяющим активность эр^раь^-б ^ организма. Часть различи^ вызвана неспецифическим увеличением содержа, .ля врех белков в половой системе ■, в том члсле

и эстеразы. Проведенный .ковариационный анализ , показал _ значимость обоих возможных механизмов (Р, 0,01).

Поскольку, органы половой системы синтезируют большое количество секреторных белков (Успенский и др., 1988; Bair^U, Iw58; rhtri, fiuiiiei, ГЭ70), различия в количестве общего белка возможно отражают изменения в их содержании. Эти изменения могут определяться следующими механизмами: 1)разной скоростью матричных нро-i ц^ссив в целом на клетку и 2)различиями в числе клеток, принимаю-, тих участие в процессах синтеза. Более вероятным представляется первый механизм.

Особенно г.начптельто увеличение содержания белка' в половой, системе у линии НА4. Не отличаясь от аутбредных линий дикого типа Oanu.n-з и Алма-Ата по половой активности и суммарной активности уст«разы-6, она е. то же вр ля превосходит их по со,, -ржанию белка в пол.ч-ой системе. В результате, но удельной активности фермента данная далия находится на уровне низкоактивннх линий, у которых содержание белка значительно снижено. Сходные результаты были получены ¡три исследовании млрфолсгии' прилежащих тел и. содержания к'ьеннльного гормона в селектируемых линиях с разной половой активностью (Сапунов, Кайданов. ЮТ;- 1979)1 По-видимому, гипертрофия размеров активно син тезирующих органов в высокоактивных линиях может являться компенсаторным ответом на длительный инбридинг.-

Гибридологический анализ самцов Fj от скрещивания контрастных по активности эстеразы-6 линий И гибридных ХО самцов показал учас-. тие Х-хрошсош в контроле межлинейних различий по активности эстеразы-6, в то время как структурный ген данного фермента находится в хромосоме 3 на 36,8 Мсрганиде (Wright, 1963). Выявлейное нами влияние Х-хромосомы на активность эстеразы-6 подтверждается' результатами, полученными ранее отечественными (Аронштам, 1974) и

зарубежными (Tepper et ai., 1982; 1984) авторами. Согласно этим данным Х-хромосома контролирует число синтезируемых молекул фермента. .

Анализ активности эстеразы-6 у изогенных линий показал, что кроме Х-хромосомы на активность эстеразы-6 может оказывать влияние и хромосома 3. Данные об участии этой хромосомы в регуляции активности эстеразы-6 также есть в литературе (Game et ai., 1989). По этим данным различия в активности фермента, связанные с . участием хромосомы 3, определялись более высокой скоростью синтеза некотрых редких аллелышх форм эстеразы, т.е. цис-действующими регуляторны-ми элементами, сцепленными со структурным геном.

■• Таким образом, найденные нами межлинейные различия но активности'эстеразы-6 в половой системе самцов, как и . различия по их' половой активности, контролируются Х-хромосомой и хромосомой 3.

Надо отметить, что в некотрых гибридных комбинациях нами было выявлено влияние Х-хромосомы и на содержание общего белка в поло-"ой системе. Следовательно, снижение. этого показателя' у низкоактивных линий (и возмогло высокое его-значеЬие у линии НА+) может являться не просто общим следствием длительного отбора и инбридинга, а зависеть от конкретных • регуляторных механизмов. Вероятно, различия в содержании'общего белка в половой системе связаны с _ участием Х-хромосомы в регуляции синтеза и других секреторных продуктов. • .' - • . ■ Пара." пе"лизм изменений в половой активности мух и активности эстера'зы-6 в их половой системе,'участие Х-хромосомы и хромосомы 3'

контроле межлинейных различий по обоим.признакам дают' основание предполагать, что эти два показателя могут контролироваться общими механизмами, г.е. избиения в активности эстеразы-6 связаны с oft-: ¡рк.ам кме;шо по половой активности самцов.

При анализе связи цежду половой активностью самцов и активностью эстеразы-6 в их половой системе возможными представляются 2 ситуации: Пггрямое влияние эстеразы-6 на половую активность самцов и 2)изменение активности эстеразы-6 и половой активности самцов являются двумя следствиями одной общей причины. Мы считаем более вероятной вторую ситуацию. В этом случае изменения 'активности эстеразы-6 влекут за собой вторичные изменения показателей репро-» дуктивной функции, в частности числа потомства (Кайданов, Суббо-. тин, 1984). Факторами, затрагивающими у исследованных линий как половую активность самцов, так и активность эстеразы-6, могут быть гормоны (Сапунов, Кайданов, 1978а; 19786;. Страшнюк и др., ■ 1991;

Biehmond. Tenper, 1983), ОСОбвННОСТИ МбТабОЛИЗМа ЦАМФ (СэВ-

ватеева и др., 1931) или органоспецифические для половой системы белки (Cavener, 1985; 1989; Корочкин и др., 1981). Однако, нельзя полностью исключить и прямое влияние эстеразы на половую активность самцов. Это возможно в случае, если эстераза-6, индуцируемая гормонами, регулирует их содержание в организме, что продемонстрировано для куколочных Р-эстераз (whitmore et ai., 1972). Предполагается участие эстеразы-6 и в процессах- синтеза или деградации феромонов (Mane et al., 1933b ; ScottRichmond, 1988), а Также ее влияние на центральную нервную систему (Scott, 1986; RiehmonJ et al.,. 1990).

выводы.

I) Высокоинбредные линии НА и КА~, длительно селектируемые на снижение половой активности самцов, характеризуются низкой активностью эстеразы-6 в их половой системе, по сравнение с аутбредными линиями дикого типа сап ton-s и Алма-Ата. Это опредаляится как' общим падением содержания белка, так. и специфическим снижением

удвльнсЛ активности эстеразы-6.

2) ВысокоинОредная линия НА+, полученная возвратным отбором из линии НА на высокую половую активность самцов, ни отличаясь от низкоактивных линий по удельной активности эстеразы-6, значительно превосходит их в суммарной активности фермента.

3) Гибридные самцц f , имеющие кариотип ху или хо и получив-, шие х-хромосому иа низкоактивной линии, уступают по половой активности и активности эстеразы-о самцам того же кариотила, но получившим х-хромасому из высокоактивных линий.

4) Анализ самцов изогеюшх линий, сочетающих в своем кариоти-пе хромосомы лиши НА и линии canton-s, выявляет участие хромосомы 3 линии НА в снижении активности эстеразы-6 и половой активности самцов.

5) Таким образом, активность эстеразы-e в исследованых линиях находится под контролем системы генов-модификаторов. Генн, находящиеся в х-хромосоме, влияют как на специфическую активность ьстеразы-6, так и на общее содержание белка в половой ситеме. Ре-гуляторные элементы хромосомы 3 затрагивают лишь активность собст-ренно эстеразы-61-

■ .6) Существует выбокая положительная связь, между активностью эстеразы-6 в половой системе самцов и их половой активностью. Параллелизм изменений этих показртрлей. может свидетельствовать об общности контролирующих их генетических систем.

'. СПИСОК-ПУБЛИШШЙ ПО TfflG ДИССЕРТАЦИИ.

I. Генетические последствия длительного отбора но адаптивно

важным признакам //' Тез.докл. 3 Всесоюзной научной конференции

"Проблемы рчило^ии Прибайкалья".- Иркутск, 1988.- С.30 (й соавтор-г ■ •

Стее с Кийдщювым'Л-3., Цьтввдщбаым П-Н.).

2. Суммарная активность эстеразы-6 в гениталиях самцов ий-бредных линий и межлинейных гибридов О.ше1аповаа1ег // Генетика.-1988.- Т.24, н 8.- СЛ512-1514 (В соавторстве с Кайдановым Л.З., Корочкиннм Д.И.). ....

3. Генетические последствия длительного отбора инбредных лк-. ний дрозофилы по репродуктивным свойствам // Тез.доКл. 6 Всесоюзного совещания по проблемам биологии и генетики дрозофилы.- Одесса, 1989.- С.44 (В соавторстве, с Кайдановым Л.Й., Цигвг щевым П.Н.)

: 4. Генетические последствия отбора по адаптивно важным приз-, накам // Тез.докл. 2 Всесоюзная научная конференция по проблемам эволюции.- Москва, 1989.- С.30 (В соавторстве с Кайдановым Л.З.,' Цыгвинцевым П.Н.).

5. Генетическая гетерогенность высокоинбредных линий дрозофил, селектируемых по половой активности самцов // Известия СО АН ссср, сер. биол. наук.- Еып,2.- С.4 (В соавторстве с Кайдановым Л.з., Иовлевой О.В., Цыгвинцев"м П.Н.).

5. Активность эстеразы-6 в гениталиях спцов линий и межлинейных гибридов О.пе1апова81ег> различающихся по половой активности // Генетика.- 1992, в печати (В соавторстве с Кайдановым Л.З.» Корочкишда Я.И.).