Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование структурно-функциональных особенностей политенных хромосом Drosophila melanogaster в связи с эффектом гетерозиса и различиями по адаптивно важным признакам

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Исследование структурно-функциональных особенностей политенных хромосом Drosophila melanogaster в связи с эффектом гетерозиса и различиями по адаптивно важным признакам"

. ХАРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВиГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Татлина Ольга Валентиновна

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОЯИТЕННЫХ ХРОМОСОМ ШОЭ ОРН11А МЕЫНОаАЗТШ в СВЯЗИ С ЭФФЕКТОМ ГЕТЕРОЗИСА И РАЗЛИЧИЯМИ ПО АДАПТИВНО ВАЖНЫМ ПРИЗНАКАМ

03.00.15 - генетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

Харьков - 1992

Работа выполнена на кафедре генетики и цитологии Харьковского ордена Трудового Красного Знамени и ордена Дружбы народов государственного университета ......

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор В.Г.Шахбазов

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Л.З.Кайданов /Ленинградский госудалотвен-1 ннй университет/

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник В.Т.Какпаков /Институт общей генетики АН СССР, г.Москва /

. Ведущая организация: Институт биологии развития ' АН СССР им. Н. К. Кольцова,

г.Москва - .

/

Защита состоится »1992 г. в 15 ч 15 мин

__на^заседании специализированного совета К 068.31.04," "

;ХарГковскогоТосударатвзннбгб' университета • ' ~

/ 310077, Харьков, ал.1 Свободы \ 4, ауд. Ш-15 /.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке Х1У.

Автореферат разослан " г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

А.В.Некрасова

■ ОНШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш.- Изучение явлений гетерозиса и инбредной депрессии представляет интерес как в связи с их существенным значением для селекционной практики, так и в связи с развитием теоретических представлений о механизмах гетерозиса. Разработка теоретических основ проявления инбридинга и гетеролисно-го эффекта во многом связана с классическим модельным объектом

- дрозофилой. Этот объект благодаря наличию в слюнных железах личинок поштетшх хромосом, представляет уникальную возможность изучать гетерозис на уровне интерфазных, активно функционирующих гомологичных хромосом. Наиболее интересным является изучение тех свойств гибридного генома, которые приводят к изменениям динамики биологических процессов и проявляются в ускорении роста, развития и в'повышенном гомеостазе гибридного организма на всех этапах онтогенеза. Данное исследование структурно-функциональных особенностей политенных хромосом дрозофилы в связи с эффектом гетерозиса и различиями по адаптивно важным признакам посвящено изучению динамического аспекта явления гетерозиса. Особенности функционирования политенных хромосом у инбредных линий и гетерозисных а негетерозисных гибридов изучены как в процессе нормально протекающего онтогенеза, -ак и при температурных повреждающих воздействиях. Подобные исследования на. специально отобранных гетерозисных и негетерозисных гибридах и высокоинбредных инадаптивных линиях проведены впервые. ' . .

Цель и задачи исследования. Целью работы было изучение структурно-функциональных особенностей политенных хромосом дрозофилы в связи с эффектом гетерозиса и различиями по адаптивно важным признакам. Перед автором были поставлены следующие аад-тш:

- изучить, как протекают экдизонз'ависимые изменения активности пуфов онтогенеза в слюнных железах дрозофилы, культивируемых in vitro в связи с эффектом гетерозиса и отличиями по адаптивно важным признакам;

- исследовать пуфовый паттерн 0-часовой предкукодки у двух высокоинбредных линий, отселектировашшх по адаптивно важным при-.знакам, и их гетерозисного гибрида '

- изучить динамику пуфов теплового шока при температурных воздействиях у высокоинбредных линий и гетерозисных гибридов, различающихся по теплоустойчивости;

- исследовать явление спонтанного асинапсиса политенных хромосом слюнных желез дрозофилы в связи сгффоктом гетерозиса. Научная новизна работы. В работе впервые получены слгтутацие результаты:

- обнаружено, что генетически обусловленные различия во времени прохождения предимагинальных стадий развития и общей приспособленности у изучаемых линий и гетерозисного гибрида коррелируют со скоростью экдизонзависймнх изменений пуфовой активности политенных хромосом: регрессией межляночных и активацией ранних эвдизоновых"пуфов;

- на фиксированной стадии развития у 0-часовой предкукодки также обнаружены различия Ьиевду изучаемыми высокоинбредными линиями и гибридами в активности ряда пуфов, однако, они проявляются в значительно меньшей степени, чем при изучении динамики развития пуфов;

- показано, что у гетерозисного /и более теплоустойчивого/ гибрида пуфы теплового шока возникают после прогрева значительно быстрее, чем у инбредных родительских линий;

- установлены межлинейные различия в частоте встречаемости асинаптических участков хромосом, обнаружено увеличение степени спонтанного асинапсиса у гетерозисного гибрида и доминирование .ткла асинапсиса одной из родительских линий у негете-розисного гибрида;

- обнаружено, что замена одной пары хромосом, с одной стороны, приводит к изменению показателей адаптивной ценности, а с другой - к увеличении спонтанного асинапсиса во всех парах хромосом;

- показано, что эффект гетерозиса проявляется только в том случае, когда все три пары хромосом находятся в гетерозиготном состоянии.

На защиту выносятся: результаты исследований автора структурно-функциональных особенностей политенных хромосом дрозофилы в связи с эффектом гетерозиса и различиями по адаптивно важным признакам; исследований Направлены на изучение динамического аспекта явления гетерозиса.

Теоретическая и практическая значимость результатов. Исследования динамического аспекта явлений гетерозиса и инбредной депрессии представляют большой теоретический иитерес в связи с тем, что многие свойства гетерозисных гибридов /неспеши/л-

ческая устойчивость, повышенный гомеостаз, увеличение длительности онтогенеза и др./ нэ могут быть до конца обьяснены на основании существующих гипотез гетерозиса и связаны, вероятно, с интегральными цитологическими параметрами ядерного генома у гомо- и гетерозиготных организмов. Повышенный гомеостаз гетерозисных гибридов, как показано в данной работе, во многом зависит от лабильности и реактивности регуляторной системы генома. Проведенные исследования показали, что при анализе природы гетерозиса необходимо учитывать особенности динамики биологических процессов у гетерозисных гибридов.

Обнаружено, что особенности функционирования палитенных хромосом гетерозисных гибридов тесно связаны со структурными характеристиками, в частности, с нарушением конъюгации гомологов. Так, изучение конъюгации палитенных хромосом у комбинированных линий показало, что замена одной пары хромосом приводит как к изменению показателей адаптивной ценности, так и к увеличению спонтанного асиналсиса во всех парах хромосом..

Результаты данных исследований позволяют по-новому подойти к выяснению механизмов эффекта гетерозиса, учитывая важность динамического аспекта в формировании зтого феномена.

Новые теоретические положения, основанные на результатах исследования, могут быть использованы в практической селекции на гетерозис. Материалы, представленные в диссертации, используются -на кафедре генетики и цитологии ХГУ при чтении курса "Гетерозис". Данные, полученные при изучении эвдизонзависимых изменений активности пуфов онтогенеза в слюнных железах дрозофилы, культивируемых in vitro являются основой для экспресс-метода определения биологической активности новых "

препаратов эвдистерона, что мож&г использоваться при промышленном производстве экаяотерона для контроля его биологической активности.

Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 8 печат"ых работ. Результаты исследований по теме диссертации были доложены на У и У1 Всесоюзных совещаниях по биологии и генетике дрозофилы /Львов, 1987; Одесса, 1969/, Всесоюзном симпозиуме "Молекулярные и функциональные механиэш онтогенеза" /Харьков, 1987/, У Всесоюзной межуниверситетской конференции "Биология клетки" /Тбилиси, 1987/, Втором всесоюзном совещании "Генетика развития" /Ташкент, 1990/, Первой всесоюзной конференции по генетике насекомых /Москва, 1931/.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 153 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов а методов иссле-дованмя.двух эксгзримантальных' глав с изложением полученных результатов и их обсуждением, заключения, выводов^ рекомендаций и приложения. Список цитируемой литературы содержит 274 наименования, текст диссертации иллюстрирован 7 рисунками, 4 фотографиями, 27 таблицами.

ОБЪЕКТЫ и метода ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовали высокоинбредные линии дрозофилы НА /низкоактивная/ и ВА /высокоактивная/ из коллекции Л.З.Кай-данова. Линия НА получена из природной.популяции Ессентуки в результате длительного /более 500 поколений/ инбридинга и отбора на низкую половую активность самцов, характеризуется низкой приспособленностью. Линия ВА получена из НА в результате отбора при инбредном разведении на высокую половую активность самцов /тоже более 500 поколений/. Отбор на различия по одному признаку - псшовой активности - привел к меклиней-ным различиям по комплексу морфологических, физиологических, биохимических и поведенческих признаков, что делает линии НА и ВА уникальным модельным объектом для изучения целого ряда явлений, в'том числе и гетерозиса.

Кроме линий ПА и ВА изучались гибриды НАхВА и ВАхНА, а также специально полученные в результате последовательных скрещиваний линии с различным сочетанием пар хромосом НА и ВА. Генотипы таких линий обозначали, указывая происхождение каждой пары хромосом в порядке принятой их нумерации. В качестве запирателей кроссинговера использовали маркированные хромосомы с множественными инверсиями, источником которых служили линии: ш /1/т4, уЭкз ее <зт вд>ва-

1п /21Д/ ЭШ, а1 Су СП2 ер2! Хп /21Я/ Рш, с1р Ь ;) рац 1п /зш иЪх 130, иЬх 130 ев . 1п /зм/ Сх I), 1).

При определении индекса конкуренции использовали тестерную линию, несущую маркированные сиешганьыв плечи второй пары ауто-сом: с /21/ им, <1р; о /гя/ ш, рх.

В работе использовалась мутантная температурочувствительная линия I /1/хв доз, оп ь», линии дчкого типа Алексеевская, Горь-ковская, гибриды ГорьковскаяхВА, ВАхГорьковская.

Культуры дрозофилы развивались в одинаковых условиях на дрожжевой среде при 20-23°С, а в экспериментах по изучению пуфов онтогенеза в условиях термостатирования при температуре 25*0,5°С.

Полятенные хромосомы дрозофилы исследовали на давленных адатоорсеиновых препаратах /Е.В.Полуэктова, М.Б.Евгеньев, 1974/. Размеры пуфов определяли по 4-балльной шкале: 1 - размытый рисунок диска, 2 - диаметр пуфа превышает диаметр прилегавшего непуфирутацего участка не белее, чем в 1,5 раза; 3 - в 1,5-2 раза; 4 - более, чем в 2 раза. При изучении пуфов онтогенеза и пуфов теплового шока на каждом препарате иссле-. довали по 5 ядер и определяли средние размеры пуфов в выборке из 8-10 личинок для каждой из сравниваемых групп личинок. Стадии пуфирования определяли по набору тестёрных пуфов / Ashburaer м., 1967 /, а также по состоянию протока слюнной железы /zhimulev I.F., 1981 /.

При изучении нарушений конъюгации политенных хромосом на каждом препарате исследовали в среднем по 80 ядер. Процент асинапсиса для ядер /хромосом/ рассчитывали по отношению количества ядер /хромосом/ с нарушенной конъюгацией к количеству исследуемых ядер на препарат. Статистический анализ при изучении распределения асинапсиса среди ядер и хромосом проводили по Стъвденту.

Для характеристики приспособленности использовали индекс конкуренции, определяемый по методу Юнгена и Хартла / Jungen Л, Hartl d.l., 1979 /. Для оценки скорости предимагинального развития использовали синхронизированные культуры, полученные после 2-часовой яйцекладки. Учитывали процент окукливания через 118 часов развития и выход имаго через 24Р часов развития. Теплоустойчивость имаго и личинок дрозофилы 'исследовали, методом термотеста /В.Г.Шахбазов, 1966/. Репродуктивную способность определяли по количеству потомков на стадии куколки.

В ряде экспериментов использовалась среда С46 для культивирования клеток дрозофилы, содержащая эндистерон /"Sigma", USA / в концентрации 1 мкг/мл. / В.Т.Какпаков, 1989/.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Зкдизонзависимыэ изменения активности пуДов онтогенеза в слюнных железах дрозофилы, культивируемых vitro в связи с

эффектом гетерозиса и -различиями по адаптивно вакнзц призва&ам.

Была исследована динамика развития экдизончувствительных пуфов при культивировании слюнных желез личинок линий НА, ВА и гибрида ВАхНА. Инкубацию слюнных желез в эвдизонсодэржа-щей питательной среде проводили при температуре 24°С при возрастающей экспозиции от. 5 до 60 мин. Ч опыт брали личинок 3-го возраста в межлиночный период развития /пуфовая стадия ПС1 /, незадолго до наступления стадии "блувдаадей" личинки. Хронологически этот период у линий НА, ВА и гибрида различался из-за разной скорости развития личинок. Наряду с опытом для выявления влияния условий культивирования in vitro на пуффинг политенных хромосом проводили контрольную инкубашш слюнных желез линий ВА, НА и гибрида F^ ВАхНА в среде С46 без экдистерона в течение 60 мин. ila рис. 1 и 2 изображена динамика регрессии межлиночных и активами ранних эвдизоновых пуфов у инбредных линий ВА, НА и гибрида F^ ВАхНА в.опытах in vitro при воздействии экдистерона. Если сравнивать размеры пуфов в межлиночный период развития личинки /ЛС1/, то можно отметить более низкую активность пуффинга в районах ЗС и ЗЕ Х-хромосомы у линии НА по сравнению с линией ВА и гибридом. Кроме того, у гибрида размеры пуфа 68С несколько бсшьше, чем у родительских линий / Рис. 1 /..При инкубировании слюнных желез личинок исследуемых линий и гибрида в среде С46 без экдистерона в течение 60 мин.регрессии межлиноч-ных пуфов не происходит, сохраняются также соотношения размеров этих пуфов у линий ВА, НА и гибрида /Рис. 1 /. Активность ранних эвдизоновых пуфов в этих условиях культивирования практически не наблюдалась, что подтверждает необходимость эвдизона для их индукции.

При инкубировании желез в экдизонсодер&апей питательной суе-де обнаруживаются различия мезду линиями по скорости регрессии ме-слиночных пуфов / Рис. 1 /. Если оценивать относительное уменьшение размеров пуфов по~ сравнению с исходной величиной, то регрессия пуфов ЗЕ и 25АС у линии ВА происходит быстрее, чем у линии НА. У гибрида ВАхНА межлиночные пуфы ЗС, 3£ и 68G ре-

□ -1 □- П

Рис. 1 Динамика регрессии меаиьшочных пуфев при культивировании слюнных келез: а/ в ср.еде С46 с эвдистероном; б/ в среде С46 без икдистерона

Рис. 2 Динашка развития ранних эвдизоновых

пуфов при культивировании слюнных г.елез в среде С46 с экдистероном!

1 - линия ВА; П - линия НА; Ш - Г1 ВАхНА

- Ш

ЗС

ЗЕ

25АС

68С

10 20 30 40 50 60 Длительность инкубации, мин

Рис. 1

Fi«. 2

20 30 40 • 50 60 Длительность инкубации, мин

грассируют быстрее, чем у исходных родительских линий.

В динамике развития ранних экдизоновнх пуфов при культивировании слюнных таяез ln vitro с 'экдистероном такке обнаружены различия мевду линиями НА, ВА и гибридом / Рис. 2 /. Наблвда-ется тенденция более ранней активации ряда экдвзоновых пуфов у линии ВА по сравнению с НА: 2EF, 50CD , 71СЕ, 72CD , 7«, 8tP , 9QBC. При более длительной инкубации / 50-60 мин / размеры пуфов 2EF, 500 в, 9QBC у линий НА и ВА выравниваются. Максимальный размеры пуфов 2В5-6, 72G D, 71GE, Р8 d, 88EF у линии ВА больше, чем у линии НА. По активности пуфов 2В13-17, 63F, 89В, 93D достоверных различий между линиями не обнаружено. Установлено превосходство гибрида F^ ВАхНА над родительскими линиями по скорости развития и активности 11-ти из 14 изученных пуфоэ: 2В5-6, 2В13-17, 2EF, 50Cd , 72CV , 71СЕ, 74EF, 75В, 88D , 88EJ?, 90ВС. Значение коэффициентов линейной регрессии минимален у линии НА и имеет наибольшие значения у гибрида.

Таким образом, исследование показало, что генетически обусловленные различия во времени прохождения предимагинальных стадий развития и общей приспособленности у' линий НА, ВА и гибрида ВАхНА коррелируют со скоростью эвдизонзависимых изменений пу-фовой активности псяитенных хромосом - регрессии мешшночных и активации ранних эвдизоновых генов.

2. Пуфовый паттерн О-ч^овой предкуколки выоокоинбреяных линий и. гетерозисного гибрида первого поколения. Результаты исследований представлены на Рис. 3. При сравнении размеров пуфов О-часо-вой предкуколки у линий НА и ВА обнаружены для некоторых пуфов достоверные межлинейные отличия: у линии ВА крупнее, чем у линии НА пуфы 9EF, 10EF, 12Е, 160, 21F, 23Е, 59F. Т.е. из 36 изученных пуфов 0-часовой предкуколки семь несколько больше в размерах у ВА, чем у НА, причем, в основном это пуфы не превышающие двух баллов. Два пуфа из 36 достоверно зфупнее у НА, чем у линии ВА: 2EF и 38А. Разница мееду линиям! НА и ВА в размерах пуфов в основном связана с ::ромосомой"2 и Х-хромосомой, и не связана с хромосомой 3.

По ряду пуфов установлено превосходство реципрокннх гибри- . дов Р^ над инбредными родительскими линиями. Гибрид НАхВА превосходит родительские линии по активности пуфов: 8 D, ЮЕР, 11В, 160, 22С, 29F, 47ВС, 50С D, 78» ; 85 d, 85F, 88° , 89В. Превосходство гибрида ВАхНА обнаруживается для пуфов 1С, 8 », 9EF, 21F,

И

Размеры пуфов онтогенеза у, 0-часовой предкуколки дрозофилы: 1 - линия НА, 2 - линия ВА, 3 гибрид НАхВА., 4 - гибрид ВАхНА

ив т 16с з6ре

21Р 22С 23Е 29Р ЗЗЕ ЗбР 38А

82ЕР 83Е 85Р 85Г 8613 89В 93 Ь Ш □ - I, В - 2, И- з, Ш- 4

Рис. 3

22С, 29ïr 36Ï, 50GD , 72CD , 78» , 893. Общими пуфами для обоих гибридов,/по активности которых они превосходят родительские линии, / являются пуфы: 80 , 22С, 29i\ 50С», 78 » , 89В.

Как уже отмечалось, линии НА, ВА и гибриды между ними существенно отличаются по скорости предимагинального развития, хотя спетраальный отбор по зтому признаку в линиях не вел^я. Различия между линиями и гибридами наиболее ярко проявились в скорости развитая ранних экдизоновых пуфов и регрессии межли-ночных при культивировании слюнных желез личинок in vitro в среде с эвдистероном. На фиксированной стадии развития у О-ча-совой предкуколки .такие наолкдаются различия меяду линиями и гибридами в активности ряда пуфов, однако, в меньшей степени, чем при изучении динамики развития пуфов. Так, если-при из^ении актиьапии 14 экдизоновых пуфов установлено превосходство гибрида над родитзльскими линиями по скорости развития и активности 11 пуфов, что составляет 79$ пуфов, то на фиксированной стадии 0-часовой предкуколки из 36 исследованных пуфов превосходство реципрокных гибридов над родительскими линиями обнаружено для 11-13 пуфов, что составляет от 28$ до 36% пуфов. Это свидетельствует о том, что основные отличия гетерозисных гибридов связаны, прежде всего, с динамикой ответа гетерозисного генома на регулирующий стимул /эвдистерсл/.

Ь. Особенности динамики пугЬов теплового шдка v внсокоинбоедных., линий и гетерозис!Мх гибридор дрозофилы. Изучена динамика развития пуфов теплового шока у линий НА, ВА, Горьковская, гетерозисного гибрида НАхВА и негетерозисного гибрида ГорьковскаяхВА, а также температурочувствительной линии /I/ta 403, on ь» . В слюнных железах личинок пуфы теплового шока у линий НА и ВА активируются после температурной обработки длительностью в 25-30 мин. Максимум пуфирования достигается только через 40-50 мин. в зависимости от пуфа. У линии ВА индукция пуфов 63В, 64F, 93 D, 95 D происходит на пять минут раньше, чем у линии НА, однако, наиболее крупные пуфы 87А и87С индуцируются и у линии НА и .у линии ВА при одной и той же экспозиции - 25 мин.

Динамика пуфов теплового шока у гибридов НАхВА существенно отличается от таковой у родительских линий. Превде всего это проявляется во времени, необходимом для индукции пуфов теплового шока. Пуфы 87А, 87С, 67В, 70А'индуцируются после 5 минут тепловой обработки, a 95D , 63В, 64F, 93 D - 10 минут, ' • что в

2-2,5 раза быстрее, чем у инбредных линий.• Сопоставляя характеристики приспособленности у линий и гибридов с данными по динамике пуфирования можно предположить, что особенности в динамике пуфов теплового шока отражают различия в теплоустойчивости линий и гибрида. Более высокая теплоустойчивость гибрида проявляется на цитологическом уровне в более ранней индукции пуфов теплового шока. Изучение динамики пуфов теплового шока у линий ЦП ta 40"*, сп Ьи и Алексеевская показало, что отличия между ними возникают при экспозициях от 35 мин и более и выражаются в том, что у линии дикого типа Алексеевская происходит постепенная регрессия пуфов, а у линии г/1/гв 403, сп ъ« пуфа не регрессируют, а наблюдаются более или менее выраженные колебания их размеров. При сравнении динамики пуфов теплового шока у лини НА, ВА и Алексеевская обнаруживаются отличия, которые связаны с более поздней активацией пуфов теплового шока у линии НА. и ВА и более поздним достижением максимума пуфирования этими гифами. Вероятно, что эти отличия связаны с различной теплоустойчивостью изучаемых линий.

•4. Спонтанный асинапсид у высокоинбредных линий, гетерозисных и негетерозисных гибридов. Из большого количества исследованных гибридов был" отобраны две комбинации : гетерозисная НАхВА и■ негетерозисная - ГорьковскаяхВА. Изучение показателей адаптив~ ной ценности и нарушений коньгогации палитенных хромосом проводилось параллельно. Результаты изучения частоты асинапсиса в от* дёлышх хромосомах у гетерозисных и негетерозисных гибридов и их родительских линий, показали, что плечо катдой хромосомы имеет свой характерный уровень частоты нарушений коньюгации по отношений к другим плечам хромосом. Частота спонтанного асинапсиса достоверно различаатся у изученных линий НА, ВА и Горьков-ская. Для лиши НА, единственной из трех изученных, характерно различие в уровне асинапсиса ыезду самками и самцами. Гетеро-зисннй гибрид НАхВА имеет несколько более высокий уровень спонтанного асинапсиса по сравнению с родительскими линиями. Негете-■розисиый гибрид ГорьковскаяхВА по уровню,асинапсиса не отличается от линии Горьковская, которая в данном случае доминирует по этому признаку над линией ВЛ, где частота нарушений значительно меньше. Таким образом, изучение спонтанного асинапсиса у гетерозисных и негетерозисных гибридов и их родительских ,ет-

ний показало, что существуют межлинейные различия в частоте встречаемости асинантических участков хромосом, обнаружено увеличение степени спонтанного асинапсиса у гетерозисного гибрида и доминирование типа асинапсиса одной из родительских линий у негётерозисного гибрида. -

5. Спонтанный асинапсио у комбинированных линий, Изучен спонт-танный асинапсио у специально получении в результате последо-, вательных скрещиваний комбинированных линий с различным сочетанием пар хромосом линий НА и ВА. Обнаружено, что замена одной пары хромосом с одной стороны приводит к изменению показателей адаптивной ценности линий, а с другой - к увеличению спонтанного асинапсиса во всех парах хромосом. Так, например, в Х-хромо-соме линии ВА, оказавшейся в результате последовательных скрещиваний в комбинированной линии ВА; НА; НА частота нарушений конъюгации1 увеличилась на 1%, но одновременно повышается % асинапсиса у ^мсомТГГЗ, происходящих из линии НА /для плеча 2 Н это повышение составляет Ъ%/. Если учесть, что порог частоты встречаемости асинапсиса для отдельных плеч хромосом дрозофилы не превышает 20$, то подобные изменения можно считать весьма существенными.

Ни один из' гибридов, полученных путем скрещивания комбинированных линий с линией НА не является гетерозисным, значительно уступая по всем показателям адаптивной ценности полному гиб-' риду ВАхНА. Ге терозиготы только по одной паре хромосом ни в одном из трех вариантов не превосходят по изучаемым параметрам линию ВА. Полученные данные подтверждают предположение о том, что увеличение асинапсиса у гибридов, вероятно, находится в определенной зависимости от комбинационной способности линий.

ВЫВОДЫ

1. При исследовании регрессии 4-х межлиночных и активации 14-ти ранних эвдизоновых пуфов при инкубации слюнных желез личинок дрозофилы и^бредных линий о высокой /ВА/ и низкой /НА/ приспособленностью и гетерозисного гибрида ВАхНА в культурэль-ной среде, содержащей эвдистерон, показано, что различия в ско- • рости развития и приспособленности линий НА, ВА и гибрида коррелируют со скоростью звдизонзависимых изменений пуфовай активности полите иных хромосом / Г.> БА>НА /.

2. Обнаружено, что из 36 пуфов онтогенеза в слюнных железах О-часовой предкуколки у линий, прошедших отбор по адаптивно вэкным признакам, и их гибридов только 6 пуфов достоверно Польша у обоих решпрокных гибридов по сравнению с родительскими линиями.

3; Различия в цуфовой активности у гетерозисных гибридов и родительских линий ярче проявляются в динамических характеристиках - скорости активация и регрессии пуфов, а не в степени выраженности пуфов на конкретной, фиксированной стадии онтогенеза.

4. Инадаптивные свойства низкоактивной линии НА проявляются не только на организменном, но и на клеточном урозне. Это выражается в более поздней индукции пуфов теплового шока, их слабой выраженности, наличии в железо большого количества ядер, в которых пуфы теплового шока не индуцируются.

5. Сопоставление данных по динамике пуфов теплового шока и характеристик приспособленности линий и гибридов позволяет предположить, что особгшости в динамике пуфирования отражают различия в теплоустойчивости изученных форм.

6. У гибридов пуфы теплового шока возникают после прогрева значительно быстрее, чем у инбредных линий. Возможно, более высокая реактивность генома гетерозисных гибридов обеспечивает быструю компенсацию нарушений, вызываемых внешними поврездавдими воздействиями, в частности, высокой температурой, и является од. ним из механизмов адаптивного гетерозиса.

7. Установлены мепинейные различия в частоте встречаемости асиналтических участков хромосом, обнаружено увеличение степени спонтанного асинапсиса у гетерозисного гибрида и доминирование типа асинапсиса одной из родительских линий у негетерозисного гиЗ» рида. Полученные данные свидетельствуют о том, что увеличение спонтанного асинапсиса находится в определенной зависимости от комбинационной способности линий. '

6. Обнаружено, что замена одной пары хромосом с одной стороны приводит к изменению показателей -адаптивной ценности линии, а с другой - к увеличению спонтанного асинапсиса во всех парах хромосом, что подтверждает связь изученншг показателей с. комбинационной способностью линий,

9. Изучение гетерозигот только по одной из трех пар хромосом и полных гетерозигот показало, что эффект гетерозиса проявляется только в том случае, когда всё три пары хромосом находятся в ге-

терозиготном состоянии, что, вероятно, связано с особенностями взаимодействия в определнной степени дифференцированных хромосом в гетерозиготном клеточном ядре.-

СПИСОК РАБОТ, 0ПУБЛИК0ВАНШХ ' ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Татлина О.В., Шахбазов В.Г. Изучение индукции пуфов теплового шока у высокоинбредных. линий и гетерозисных гибр-дов дрозофилы в связи с 'их различной теплоустойчивостью и жизнеспособностью // У1 Всесоюзное совещание по проблемам биологии и генетики дрозофилы. Тез. докл. - Одесса, 1989г. - С.84.

2. Страшнюк В.Ю., Таглина О.В., Шахбазов В.Г. Параллельные изменения биоэлектрических свойств клеточных даер и пуффинга поли-тэнных хромосом дрозофилы при тепловом шоке // У1 Всесоюзное совещание по-проблемам биологии и генетики дрозофилы. Тез. докл. -Одесса, 1909г* - С. 83.

3. Таглина О.В. Особенности индукции пуфов тегогового шока у гетерозисных и негетерозисных гибридов дрозофилы V/ Вестник Харьковского университета. - 1990г..- /П46.- С. 45-46.

4. Страшнюк В.Ю., Таглина 0.В., Шахбазов В.Г. Параллельные изменения пуффинга политенных хромосом и биоэлектрических свойств клеточных ядер в, слюнных железах Erosophila msianogaster после теплового шока // Генетика. - 1990г., №5. - Т.26. - С. 874-878.

5. Шахбазов В,Г., Таглина О.В. Особенности динамики пуфов теплового шока у высокоинбредных линий и гетерозисных гибридов DroBophlla melanogaeter// Генетика. - 1990г., М. - Т. 26. -

С. 43-47.

6. Страшнюк В.Ю., Таглина О.В., Шахбазов В.Г. Изучение зкди-зонзависимых изменений активности пуйов онтогенеза в слюнных же-, лезах дрозофилы, культивируемых 1п *itro, з связи с эффектом гетерозиса //' Второе всесоюзное совещаниэ "Генетика развития . -Ташкент. - 1930г. Тез. докл. С. 253-255."

7. Страшнюк В.Ю., Таглина О.В., Шахбазов В.Г. Эвдизонзависи-мые изменения активностл_пуфов_онтогенеза в слюнных железах дрозофилы, культивируемых in vitro, в связи с эффектом гетерозиса и отбором .по адаптивно важным признакам // Генетика. - 1991г. -Т.27; №9. - С. 1512-1518.

8. Таглина 0.Л., Страшнюк В.Ю., Шахбазов В.Г. Активность пуффинга'политенных хромосом Droeophila melanogeeter в связи с эффектом гетерозиса и отбором по адаптивно важным признакам в опытах in vivo и in vitro // Первая всесоюзная конференция по генетике насекомых. Тез. докл. - Москва,. 1991г. - С. 103.