Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИЗОФЕРМЕНТНОЕ МАРКИРОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ГЕКСАПЛОИДНОЙ ПШЕНИЦЫ

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "ИЗОФЕРМЕНТНОЕ МАРКИРОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ГЕКСАПЛОИДНОЙ ПШЕНИЦЫ"

Й-2Ж6

ГОСАГРОПРСМ СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСНИИ ИНСТИТУТ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИ_

На правах рукописи

ЮМАШЕВА Ольга Петровна

УДК 577.391: 582.1: 581.19

ИЗОФЕРМЕНТНОЕ МАРКИРОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ГЕКСАПЛОИДНОЙ

ПШЕНИЦЫ

03.ПОЛИ — радиобиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск — 1988

PíiCkjtü выполнена uu Всесоюзном nayч ко lice,х-донагедь-ском институте сельскохозяйственnoii радиологии 1\>еагр0-прома СССР.

Научные руководители—

доктор биологических паук, профессор, академик ВЛСХНИЛ Р. М. Алексах»» кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Б. И. Сарапульцев

Официальные ошюненты:

доктор биологических наук, профессор И. Ф. Батмгии — Агрофизический научно-исследовательский н и с т и т vг ВАСХНИЛ (г, Ленинград);

кандидат биологических паук Л. Н. Ульименко — Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии (г. Обнинск).

Ведущая организация — Институт ботаники имени Н. Г. Холодного АН УССР.

Защита диссертации ссстонтся 1988 года

в , , У/. . часов па заседании Специализированного совета Д 120.81.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии Гослгронрома СССР по адресу: г. Москва, ул. Белинского, Í.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотек? Все- _ союзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной радиологии. 0X11 Отзывы просьба направлять по адресу: 249020, г. Обнинск. Калужской области, ВНИНСХР, Спс^.'ладгпироваиньж совет Д. 129.81.01.

Автореферат разослан 5_! 988 года

-.^Ученый секретарь

^Специализированного совета Щндидат биологических наук

(«■OÍ (Т ■О '¿ó +

tí. И. Санжаплч-д

ОБЩАЯ ХтШВіСДПКА РАБОТЫ

Актуальность тс-ш, Изучение рядиореэястентносгл живых организмов с момента зарождения радиобиологии как самостоятельной диыущ-л "ш к до настоящего времени составляет одгіу из центральных эада? отой ойаастк естествознания. По даре накопления иифоркацкд. к углублен::.'! зканля о действии конизнруюикх .излучении на всех уршіиїх биологической янтегращи - от глодехулігрногодо баогеоцснотпчєского — з проблеме ргд>;очувствителъ1 гости как фундаментального свойства жа-2 ой катєрзік зняшшксь новые асшюты п зарождались новые направления исследований. Б последние года получено большое число экспериментальных дакнях, свадстс-тьствуица: огештическоі! детерминации рад поре й ™с гентностя зкіязах орггщизмов. Пркзкаїше этого факта, служит основанием раззертшзлия широкой програти исследований направлен-пух на расшсфродну тоннах кетшздав управления радяочузезэятель-ностыэ со'сторони гешт:гтес;смсструктур .жеой кжткя. Реализация этой програми дозволит не только всятеть осгтоБОссдагащйз процессы, регух/.руквде отаетішз реакция ка облучение, ко а конечной счете подоДти к .управлению рдд;;сро э к ст енткостл с яокоша методов генной князаеркц.

В радлоЗкологт« накопти - обширный- фактачсскяЗ татаряал, свя-детельстБуккий о разнообразии ответных реакций растительного орта-н;і2г:л ка до І1 стаж кокгзигумщх яглучикй* Пра згш разлепил з уровне радиорезистентности отжчеш на только монду №кейсіва;.гп, родами , шджі; н сортаї.'іт, но и кешіу отдельшлж шщшщ^^ашодшзго

сорта. Выяснение причин^ летащих'.з основе йо^аярезадан различной радиорезистентности организмов и.-еет ва:-шсе значение как хи зоіїк-).*ан;ж ебшх закономерностей отого язлокхя, так и для режей'.я ряда практических вопросов, тают ка:; радиационная стелуллция іш: їор-г,!о.~сі;по рсстовкх я метаболических процессов .-стгрижгаадня шщ забор доз при радиационном мутагенезе.

Исскедсзаіже природы рада оре гнстектвостії раетежій. свидетельствует о вовлечении ширеного круга факторов а формирование этого пркэ-і;ака, среди которых структурная организация гонн.;а лвлявтея 'оенгаоЗ де теина іпруззде Я" ота еі ка облучение. Б то кезрєяк вопроса генетического контроля й еімелєеіія поякгецныг систем,-. определяюдак уровень радиорезистентности, а танже их хромосомная лока-іЕзадал у вкотих растений, в том числе иу шенищц практйчогда нс изучешь

Анализ б нутриБ идею ото іїодлморй-юта радиорезистентности гекса— плоцдной швнвдн, проведенный Корнеевым с аощт.: (1985), показал

существование б пределах веда групп контрактных по устоЕчквости к облучемю сортов, которые когут быть кспольэопатш в катсетве модели для проведения реднащтошю -генетике eraix ксс.телоБ?:;пй с целью выявления особенностей б гЕяютичаской структуре сорта, сбеслсчяв?.л-ших различную реаэдш ка действие излучений.

Изучег-ле у таких сортов белкового в, а частности, язей^р^ект-наго патюр&иэма, а ткида установление неслучайных; аееоц^адкй гл-лельных вариантов изоферментгаас еистоы с уровнем радворэзмстеЕткос-та в соответствии с пршгцгтачл генетического ъкркироааккя (Лоаон-ТНК, I97Ö) СЭидетэльствусТ О сопряженной иэме!тчшюст£ И 30?« рентных локуезв я полягенщи систси, дотерлщдрумпих р?л,;*ортз ис тсiithо от ь, что открывает возможность выявления И ХРОМОСЙЛЮЙ ЛОКР-ЧКЗаЦИЛ систем ГОНОТИЧбСКОГС контроля' радиорезистентности ушекиш.

Цель а задали иселедовакпя, Работа предпрднста с падь» вышло- 1 НИК ЕЗСформеИТПИХШркерОЗ' ПОЛПГеКККХ еастегл, дето£шнирую^5Х радиорезистентность гсксагетоадпой пшсппци и изучения вклада иидявя-дуалыщх хромосом в формирование этого признака. Основные задачи работа:

I)-. Провести рздко0иолот11час5-у» xaparaepscrmgr 14 контраствш: ко радиорезистентности сортов гексапломднск пшеплцк;

3). Отработать оптшальше' остерга элекгрофоретичоского разделения в ШАГ я гкетсхжйчесгого бкязлсипк не i.ieno е 10 кзефериен-5ных слстек, прягодпнх для проведения генетического маркирования контрастных по радиорезистентности сортов гскегллопдкеЯ пзешгцк;

3). Исследовать внутрга) вдовей полиморфизм кзо^р^ентгшх с"е-ierä у контрастных по ■ рздаог^зпстеппюсти сортов гоксаплоидко£ шщы;

4>. Прове ста пойсн высокоепецифичннх гаофериектшх елделой, ссдрякекнкх о генетическим системами рздиорезкете итностп контрастных сортов гексаптоидкой гаеккцы;

SJ. Изучить радиобиологические параметры кулл::-гстрасожшх компенсированных лшгай по хромосома.!, Ее сую а: ¡.'.аркорнке кзо^ермен-тшг аллели.

Ваучнея козкзтта габоти. Вперено -с яспользог>ап:з;.т модели ко-гг-расткнх по.-усто^есвости к /-облучснкз сортов tñксоллотакой lüäöhh-r¡H дрсведзко MCjtipoíopsrinecKos яс следов ama внутривидового полиморфизма 14 взоферментшпе систем. Показано, "rao для 10 гзоферлент-Ectx спетом характерно мокшор^ное со колкие локуеоз, а иэофе рентные системы пероксидазн, эстергзн, маяатдегкдрогешаэы и лейцгшшя-нопэптядазн язлются поЛЕысрфннш!«

Бнявлеш высокоепеш;фкчнке аллелп т.:аьи т-ар, локализованное г хром о силах I—к 6-оЯ гомсологзгчшх групп я сопряженные с генети-чэскЕлф;тсте:л"э,та, кситролирурвузйа радпоре экстент пост ь у контрастных сортов гогкгллондной 'ипеикцн. Пслиморфпке скстгга пероксвдаза и эстератя ко содардат аллс.тай, спегой^гпяи для контрастных по ра-диорЕзяотектност;! сортов.

Изучены ргд-лорезкстептноеть 12 пуллц-тетрасдакзж компенсированных лшгккЧайнпз Спр;-п!г по I- и 6-ой группам га.гяодогплнкх хро-}.юсо;.1 и показано, что нулл^оочия по хршосог/е 1А приводят к енизе-нжо, а иудушсдаия по хромосомам 1В к £А, наоборот, к повшекию уровня рядиорезастег;"гносгп. Получению" результаты генетического мар-

зкрссашж и алздяза рад:юрезд^знткост!{ июулюэдш-к; линяй ПОЗВОЛЯЮТ сделать вьэод о Борояткой лонэдизгщяи ПСШТГЭГШХ с!:с1е?л, конг-ролирукц'юс уровень рздшрезгстектшсти гсксашюпдной исшу в хромосомах; 1-й 6-ой го"еслогкчннх групп.

Те ожгите с "яя и т7р? кт и то с кея нрн! юрт?, работц. Совокупность прздстаглсизл^х э диссертации днякнх по бкохгслкчаскому полиморфизму контрастных по |чадкорао;:стент;;остг! сорт» гаксапловдкой тенит ев ¡дат ел 1) стзует о кисок ой зЖфогсгивяости ымсдслгетятэтеского маркирования пглятекпнх сйстсм устойчивости растптеяыюго оргавазка. Заявленное в работе високсспецгфсчвзз аллели пйщю^ш локусса каяагдегздрогеказы и лайда :а:,*л;ю1то11тйдазы отаршгкт л даметнсогъ про-всд;;тъ одешу усохшей ралжрсзлствнтноотл сорте® без - предэаретоль-ного■облученгя сйг.шя к г,;ор$ог,жтрэтеского азакпза радиационной 'депрессия проростков, Адехзаткоегс. катода кзефегсектдогомарщфозапгл; г:р:-т::чоскж дзя шержрозжия цразнак2 рсш:оре зясте кткости хромосом аллогексаплояд?;ого генома шекгщы показана с помощью анализа сравнительной распоре з;:стег;т пост я нуллд-тбтраскдпк ллнпя паеткць; Чай-н£1з Спрлнг. Полученные результаты позволяют рекомендовать розраос-твккав в дяесартации мзт'одпчесниэ подхода для широкого пр'лтакгнлд В практике рад)'обкологлчеоюк и сследоэанлй. С ото" целью подготовлены г.отодитаск^з рекомендация по электрофоретячесясму иселедсэаклэ 14 изоферйепгнкх скстегл лшелягви используем;.!! при ^зучзклк токетк-че.оного" контроля радиорезистентности растегей в рамках теш 02. ОЙ 02*0*СХ,04'"Изучение генетического коктреля раднорсзйстоитеостк семян гексашгсздной шештш".

Получон;лга данщзе шгут йкть попользованы на различных згапэх соле'эдлонного процесса при создажш нозых сортов пженпца с позы-шзнкныи уровнями устойчивости х неблагоцрияпшм факторам среды, а

гаки для цдсихіфіїкашіи исходного мато риала а контроля за включена- ■ вм желаемых генетических систем в создаваекае copra'.

Аттробацця тіаботи. ¡.'атемади диссертации лолоакп; на Всесоюзном научно-коордшацкоішом совеиіаніїи пГе нзт ико-0 иохямиче скне астактн радиоуогойпкЬостіт нультуршке растений" (Сйюшск, І £851, на Всесоюз-ном симпозиуме "Механизмы действия ііошізкруюкогоі'на структуру и гсуи-кщщ белкоз" (Львов, 1286), та.Всесоюзном сово ікання "Пршснеш'.е фи-аичоского к хадкческого ілутягекеза в сельском хозяйстве" Шкішев, 1987) и конкурсе itaj-чішх работ» посвященном памяти В.t.l.Клечковского (Обнинск, І987).

Цтйликацак. По теме диссортвдяя опуйтшвеяы 3 каучше рабогц.

Структура и объем работа. Ддссертадкоішая работа вктачает в себя введение,: аналитический обзор, материал я методи исследования, экспериментальнуэ часть и ойсуидсике результатов, список 'дотируемой литературы. Диссзргация кзлоксги на 119 страницах опасного текста, содержит 10 таблт\ и 7 рисунков» Список цитируемойлптаргагури вїдйчаат 234 еагавзковашшг е т.ч. 165 иностранках,

ЫАГЕВШГ И МЕТОЛУ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа проводилась на модели 14 копграстних по радиорезистентности сортов гексаллоддиой isncmiw.. отечественной и зарубежной се-лещии - Лира, Ферругкноум 1745, Мироновская S, Цю те реум 2859, Белорусская SO, Янус, Чайкпз Спрг&г,'Селтек, Новосибирская 67, Саратовская'52,- Москтоская 35, Деннадрадская 2, Укропов екая яровая, а на 12 нулли-тетрассиккх калпекскрозанных лішиях Чайшїз Спринт по I- ж 6-ой группам гокеологичнше хромосом. ■

Воздушно-сухие семена 14 огобрэкнах сортоз гексаплоидной мюни-cti облучали ка устаїїсвке "с-автасеИ-гоо" 'Х-квантм.щ íoc<¡в доге 100 Гр с коа-ностьга дози 4,2 Гр/ыян. Характеристику радиорезистентности семян проводили по комплексу показателей: длена ростка » главного кореши 5-сутсягаіх этиолированных проростков, колотест-во z масса семян в урожае, фертялыюсть колоса, которые определяли согласно сбдопринятим мстодпкаы (Майсурян, IS70). Дня сравнения радцорезвстентностд сортов пользовались показ а? ел шд радиационной депрессия признака ÍFSjqq)» котопув определяли как снижэцпэ показателя в варианте с облучением, ■ от по санное к значению показателя в корме и выражением в процентах.

Дня аналлза радиорезистентности аяеушгодцкьпе літній Чайннэ Спринт воздушно-<їіис семена облучали на установке "Ganmacell-SOO" У~квата/ш 6üCo в дозах 50-200 Гр с ікщгносгью дозы 4,2 Гр/шш.

Гади о}.« з псте нтіюет ь этих лилий оценивали при лабораторной диагностике корфомзтричй ских параметров 5-суточшх этиолированных проростков. Пшк™о рзднглпошой депрессии признака в зависимости от дозы облучения проводили определение значения эз$екгданых доз (ЭДсд), вызывающих 50 $-ное подавление ростових процессов, л зависимости ЭЛ50 от дози хромосош в геншв.

С" целью анализа внутрівидового пелклорфиама язефэрментов у гексаллоидпой шеница и поиска среди них биохимически* маркеров генетических систем, контролирующих радиорезистентность даениак, проводили глектрофореткческое исследование 14 изоферлекткш: систем. Дія анализа аккогольдегидрогеназы (АДГ)» калетдегадрогеназы (МДГЇ, гдутаматдегидрогеиази (ГДГ), ^-глздеро&осфатдегидрогенаэн (»¿-ГЇ<Ю, эстеразы, перокездазц, Щелочной фосфатази к глвкозофосфнгизшеразы (ГОЇЇ) применяли экстракта из целых семяа, а для определения і:зо-іуітратдегкдрогеназа <ИДГ), глзк оз сфаі де г идроген азы" (Г-6-ФД), б-фосфоглюкокатдегидрогоназы (Є-4ГД), лейцішакіїношптгдагн (ЛАП), г^^а^атоксалацетаттраксамипазы (ГОТ) - екстракти кз сргєксе 4-су-то'шнх проростков; Йнмуэ Фосфатазу изучали как в семенах, так г в органах проростков. Сйегарофоретпческое разделение пзоферьтонтаз проводили в 7,5 &-К0К полиакриламядкок геле на установке ікв ",І.:и ірЬог<іізецил). При электрофорезе ДДГ. ЛАП, еС-ГбД, перакенда-зы и зете тазы использовали скстскн Електродних буферов по Скакда-дпосу (1%9), МЯТ, ГДГ к Г-6-ФД - по Д звису (1569), Є-Ф1Д, Г®К, 1!ДГ, ГОТ и неловкой Фосфатази - по Портеру. По окончании электрофореза еіілвлєиє активности Л -К>Д, ГДГ, ІШ, ГОТ, кислой л ваточной фссйетез .проеодац по проккеял Шоу и [Трас-ада (1970), ИДГ, 6-5-ГД, АДГ, КЗГ и эстйрпзн - по прописям Шсу и Прзседа (1970)

с іикоторьцЗі ітодкфіжачкш:;, ЛАП и перокеэдазу онраизалд по Ская-далдосу (1969).

ГБЗтГА'ІУ И 03СУ52ЕШЕ

І. Раді■ обнс-логическа? х^рантегистока,коьтт^стикх .до шлиоію-зиоганткости состой гексашюндкой гдіенахн

Определение параметров радиационной депрессии морфсізтсл"-із ских показателей проросгксз я алшєвтоз структура урокая после лучения семян показало, ^то исследуете сорта сэ уровню радиорезистентности разлетаются в 3-5 раз. Средние вначения радлационної депрессии дликн ростхов и главных коре [¡псов дял группы устойчкзах сортов составляли 23,8 ±. 2,0 а 23,3 + 2,4% против 66,3 + 3,5 и

-в -

63,7 + У Г0Ліга радпочувств отетышх сорт ов.Англогячше закономерности устаношіепн при анализе радиационной депрессии але-мантов структуры урожая - йергаяькостп колоса, количества в шссы семян в урожае (табл.. I). Эти величини для грушш радиочувствительных сортов составляли 19,0 + 4,1; 30,0 + 6,6; 40,2 ± 5,2$, что в 3,5; 4,7 и 3,3 раз превшает аналогичнно значена в гру гаю рэдя-сустойчявых сортов.

Данная радиобиологическая хармстеркстика сортов притщлплалъ-но соответствует результат ал ранёе проз еденных исследований (Кор-неев с соавт., 1985), на основе которых Пил сделан отбор контрастных сортов я позволяет использовать их в качестве модели при изучении генетических основ радиорезистентности теК!ЩЫ, ■

" ТАБЛИЦА I.

Радиационная депрессия мор$юмегрпческих: показателей проростков и элемонтоз структура урожая контрастні« іїо радиорезистентности сортов гексаплоидкой шелицы

С о г т І^ГДс^Г04'! статур, урожая ~

ітпіш.-1 ■ "Длина"-' ФвРТЦДЬ- лолапвст- Масса

ітостков ІкК^сз г иость ко- во семян СЄКЯВ в і ростков [ корешков лооа в ущяае урожае

_I_1 Й ' 3 ' 4 5 ' '

Груша ради0£йзкетенткых сортов

Лира 27.6 + 12,2+ 4,3+ 10,9+ 12,б+-

0,6 " 0,6 0,3 ~ 0,4" 0,2 —

Мироновская 3 29,1 + 0,7 ~ 27,5 + 0,9" 5,3 + 0,2 " 9,0 + 0,6 " 1,8 + 0,3

Феррутшшум 1746 19,7 + 4,5 ~ 23,2 + 0,? " 4,3 + 0,2 18,5 + 1,1" 5,5 + 0,2 ~

Еуравка 26,9 + 3*1" 21,5 + 0,5 10,8 + Or? " 4,1 + 0,4 ~ 14,0 + 0,9

Циквереуы 2859 4,8 + 0,3 ~ 34,2 + 1.0 ~ 0,0 + □:г- 4,7 + 0,3 " 7,8. ± 0*2 Х

Белорусская 80 30,3 + 5,2 ~ 26,9 + ' 0,5 ~ 7,2 + . 0,4 " 8,3 + . 0,3 " 6,3 + 0,4 "

Груша редЕочувстБгтельних сорго®

Селпек 67,2 + .52*7 + 4..S + 15,8+ 22,7 +

9,5" 4,0" 0,2 ~ ІІ5 1,4 "

Навосибирскгя 57 62,4 + 58,0 + 22,2 + 39,7 + 48,4 +

3.2 " 2,2 - - 3,8 " 4|0 "

Саратовская 52 63,6 + 63,8 + 25,9 + 37,4 + 29, Є +

1,4 2,3" -2;1 2^6" 1,5"

Ыосковская 35 74,6 + 70,4 + 27,2 + 22,0 + 35,4 +

6.3 " 2,7 " 1,6 ~ 1,1 ~ 0, 9 ~

Окончание тайлвды I.

І Ї . ■■: 2 ! ■ 3 1 4 ! 5 1 6

Ленинградская 2 Млрсяшская яровая 78,4 + 5;5 ~ 54,7 + 1,9 " 73,6 + 3,6 ~ 63,9 + 2,Э 26,1 + 8,0 + 0,3 ~ 60,1 + 2,8 " 23,0 + 1,5 - 58,2 + 42,9 "К 2^5 ~

Электро^-огдтtni.fiстенй анализ "{г/тртавтіоворо палтаютхЬизмз каоАек.ангкцх скстш У гек.саипоидной плекица ЭдактрофорЕткческсе Еос-тадавание изоферентного состава семян

и проросзков контрастных по радиорезистентности сортов гекоапло-вдной швкшщ пгасаэало, что для 3 из 14 таучшш; систем характерно ^ойк.юр'гіое состояшэлокусов. На ачектрсфорстпческкх спектрах 'ДДГ представлена одной, 6-ФГД и Л.~ГФД - двумя, АДГ - тремя,-ГЛГ я ГФИ - четырьмя, ГОТ - пятью и Г-6-ФД - сэмъю зонами екгизности. Различай в ЗЕкограг/шх этих ферментов у" 14 контрастных сортоэ ете--ніщі не сбкаружено. Мексоргозой полиморфизм отмечен лань з огко-иоі:;:и пктквізостп" кекоторьц схолкіас до лодеїпїеостз ато к^рофоретиче скихварлактсв,. В -системо [цйлочяой іїооїйіазн у соргсв Свлпек ж Г.'иронсйская ярозал, ш® 4 основних компонентов, обнаружены 2 дополняте лъкщ: редкдас варианта. Спехтры кислой фосфатази семян у всея ксследовслікз: сортоз состоит та V, а кислой фосфатну проростков - из 9 зон активности, за лскщсчениек сорта Цитереук 2ШЭ, в ссектрз которого отсутствует один у.з коштскент об с прачгжуточной подзЕїлоетьа а геле.

Четыре хзейертевтние слстеглы - пзрйкевдаза, зегераза, малат-легядрогенгза и леіїноїшптобладает белее слжшжи спектри.^ і: яелякясе латклорхшин у гексаплоцдней гдет*цк. В системе і;єрокг:;і;а?у ссжар/.т^но 10 ¿ізофермент ев, прием у различных сортов спектры ъулячаж о? 4 до 10 зон, га которых од^ато&зый (пэрся-сдцаза-ЇО) £ два компонента со сродней* подзгсаюетьв (перскетдазы-5,$) прксутствавата у всех сортоз (рис. I). Достоверных различи по встрэчасшстк огдзльіих'коїапонєигсш мє^- грушіачп контрастных ссргс® тш: &3нарукет (тгйл.2). При адактрсфореткческом разделен п. эстераз выделено 18 зон акигакэсти фермента, нра этом отдельные спектра вютючаяк от 9 до 15 изоферкентс® (рас.!*. Быстрый триплет (эстергзн-1,2 КЗ), деа кезяюнента "со средней полвжшостъв Сзс-теразы Э .п 13) и - один шдаежекш'рируэикй {э сга раза 15) харахтёр-ш даю всех ясслвдуемах оОразцов.1 При определешш частот встреча-

- а -

Г""1 1 |

—от <и пап -шч от

0 а мй 54 ЮМ

8 т га п на ДО сю эяа» ИЗ Е£Э ¡я* од-; ■ ■л №54

ЕЕ Л ■> И 1 вцп га вьз ■щц ни ЕЯ! и лги ия ч-ит; 5@Е »ев дат! жив Ш 'шв? «те ™

I г 3 4 5 £ 7 а Я Ю к и 13 «

Рас. Г. йзсфертентнда спектра пероксидазн (вверх!') и эстеразк у контрастаюс по радиорезистентности сортов гексашювдной даеница

Группа радиорезисгентных сортов: I. Лира; 2, Ферругинеук Г?46; 3. Еураька; 4. Мироновская 3; 5. Цкквереум 2850; 6. Белорусская ВО;. "7. Янус; 8. Чайняэ Сттринг (сорт эталон) Груша редиочуьсгЁитсльзых сортов: Э. Селпек; 10, Новосибирская 67; II. Саратовская 52; 12. Московская 35; 13. Ленинградская 2; 14. Мироновская яровая. По вертикали цифрами обоэнгленн компонента езо$ерыентных сшетрса во «ере убывания эдекгро&сретичеекой подвило юетк.

ТАБЛИЦА- 2.

Частоты встречаемости элехтрофоретичеашх вариантов паякморфнш: изоформентншс систем у контрастных по радиорезистентности сортов гексашговдпой етеншш

Номер Иершсокдаза ¿стираяа Щ1' ЛАЛ

компонен- РР РР^ РЧ ре РЧ - РР РЧ

та сорта сорта сорта сорта сорта сорта ; сорта сорта

X 0,12 0,33 1,00 1,00 1,00 0,63 1,00 1,00

2 0,С8 0,83 1,00 1,00 0,75 1,00 1,00 1,00

3 0,25 0,33 1,00 1,00 1,00 х'оо 0,12 0,67*

4 0,63 0,50 0,63 0,63 0,75 1,00 1,00 1,00

5 1,00 1,00 0,25 0,17 1,00 1,00 1,00 1,00

6 1,00 1,00 0,75 0,83 1,00 1,00 0,37 0,83*

7 0,25 0,67 1,00 0,83 1,00 1,00 0,50 0,17

8 0,25 0,50 0,68 1,00 1,00 1,00

9 0,75 0,63 Г,00 1,00 1,00 0,50м

10 1,00 1,00 0,38 0,50 0,88 0,33*

II 1,00 0,83 1,00 1,00

12 0,62 0,67

13 1,00 1,00

14 0,25 0,17

15 1,00 1,00

16 0,50 0,33

17 0,67 1,00

18 0,75 0,67.

различие между группами контрастних по радиорезистентности сортов достоверно при р ^ 0,05

РР - радиорезястентнве сорта; РЧ - радиочувствительные сорта

емости отдельных компонентов у контрастних по радії оре зист е кі ноо-тк групп достоверных различий Ей обнаружено и в зтой'изоЁердант-ноЙ системе (табл. 2). МДГ я ДАЛ.таяаэ являвся полшорфЕкмії системами у гексгдлоидноЗ плеішцн. Прд электра$орэтическом разделении МИГ виявлено II зон активности фер&ента (от 9 до II в спектрах) (рис. 2). Шесть злахтройоретігчссккз: варгаигей характерны для всех дзучаеіщх сортов, а дал двух - ЮТЭ и МДГ10 - частота встречаемости достоверно зіи;е у грутаы радаорезастептшг сортов (табл. 2).

Система ЛАП включала 7 ферментов (от 4 до 6 в отдельных спектрах), из которых два компонента - ЛАД3 и ДАЛ6 - являлись высоко-ссецкфичнаш для группы рздпочузегвЕаельншс соруса (ряс. 2, табл. 2). Представляется вероятным, что изоаарлэпты а харак-

терны а для сортов с еоеяеєлкоіі радпоустойчявостъю, ЛАД3 а ЛАІІ^ -для сортов с покікенной редйоустойчивос?ьа являйтеся йяох-ишче екма маркерами генов, оопря-енпых о геяеткческжй системами, прішшгю-ек.їи участие в дєтерлпнашш уровня устойчивости шеницы к действка иоказируювдго излучения.

Представляло интерес зкяскешів возиокности разделе кия сортов по уров:гя;л устойчивости с использованием только ех г6нєтичєскйх характеристик, исключая при этом кзкуїї-лнеіо дополнительную кнрор-ir.sn.rn о радиобиологических параметрах тестируемых соков. Таксой анализ был проз еден с помощью разработанного в лаборатории радиационной генетики растений нашего института (Сйрапульдав, Герась-кин, 1957, Гераеыик, і£88)кеюішгернсго ігетода фактсркогсапелз-за не равновесности со сцеидєшю алледєі: пслш«-орфНв£х лскусоз. Исходная матрица составлена на осново присутствия в г^оїзрс^ороїдчес-ких спектрах контрастній; сорт ез пдокяца кс&подентов пелккорфіїнх систем пэрскскдазк, зетєрази, І'ЛГ п ЛАП (всого учикааяи 23 ¡ізофермента) . На рис, 3 показано определение количества подлегших содержательной интерпретация факторов по лзменеіиш нормированного показателя объяснимой дисперсия, котормй еиходеї на ша?о при "выделения 4 и Ю-тк факторов. Б табл. 3 представлены результата факторного анализа , сведетельствующш. о тш, . что исследуег.ие сорта могут быть успешно разделены на 4 группа, е пределах которых они генетически связаны иегду собой. Сулествзнао, что в первый фактор объединены исключительно радпочуэстЕИтальнке сорта со средней личиной ¡гассн сокян в .урожае равной 47,нркчек .кгн "сорі'а не пмали значительных факторных нагрузок ни в одной из оставшихся грушг. Во второй фактор объединена гра редгочувстзэтал&ккх сорт«.

Рис, 2. Иэофермбнтниэ спектры малатдегядрогеназн (вверху) и

леЕцтаайшотапткда^н у контрастных до радиоре зистентн ост и сортов гексешгстаной гнешщн Обозначения сортов те яэ, что на рке. I. Сгрелками указаны высокоспецийичные компонента МДГ^ и МД1г » ЛМг а ЛАП6, а также сладостный спектрам рэдиоре-эисгенгшх сортов компонент ЛАП'7.

Рис. 3» Изменение нормированного показателя объяснимой дйс-йэрсЕЛ в завкслдости от ко-якчества вцделяеынх факторов при компьютерном анализе полиморфных спектров из оферентов у 14 состав гексаглондной пяо-шшк с различным уровнем

ог^вд юани рад.:оре з пет е ит н о ст и сеют

ТАБЛИЦА. 3.

Распределение сортов гекоавподдной ¡таегшца по сопряжены!" группам (факторам) на ослове факторного акалгза изоферлзниых электрсфо-ретичеекпх спектров полпморфнкх слстеы перокс!-дезы, . эстеразы, ма-латдегкдрогеказы и лейцккаг^инопестхдаза

Сорт ! Факторные нагрузки 1 ?д1С0(мс>

пшенмщ фактор I! фактор о!фактор 4!

Московская 35 0,83 0,0й 0,0 0,0

Ленинград ^ая 2 0,79 0,0 0,0 0,0 2

Мироновски* яровая 0,63 0,0 0,-0 0;0 42,9

Новооябкгекая 67 0.62 0,0 0,0 0.0 48.4

Селпэк 0,0 0,80 0;0 0,0 22,7

Саратовская 52 0,0 0,75 0,0 0,0 29,9

Л;;ра 0,23 0,62 0,0 0,51 12,6

Ча){Е:-:з Спржг1 0.31 0.60 0,0 0.51 ¡ffl.fi ..

Циннереум 2659 0,0 0,0 0,83 0,0 7,8

Белорусская 80 0,39 0,0 0,63 0,0 6,3

Янус 0,0 ■0,0 0,55 0,0 12 ¡0

правка 0,32 0,0 0,53 0;0 14.0

мироновекая о 0,0 0,0. 0,0 0,82 1,6

ёерруггшэум 1746 0,0 0,0 0,0 0,60 5,5

й - факторнпе негруэкя менее 0,25 достоверно нз штерпретируются

п заменены нулями, (Селпек с Саратовская 52), эталопгсдЛ сорт ЧаГшкз Спрякг а резистентный сорт 1кра, причем дел -:ос.-едн.тх ике-ти сутестгеьшз нагрузки текли и в I- и 4-ом факторах. Б 3- и 4-?ый вахтера С'*1",?--

динеки иа-.точптслько радиорез исто нтшс сорта со средники величинами ?Д100 разними 10,0 и 3,655, соответственно. Полученные результаты свидетельствуют о генетической гетерогенности модели контраст-mix но рддиереэггстспгности сортов гексаллоидноя пшеницы а указывают на то, что сходше по генетической структуре сорта ккеюг близкие уровни радиоре з я сто нти ости еащш.

3. Радиобиологическая icspaRTopiTcriiKo. стллп-тдтасдаг-гну коыгтон-сиг>Оп£ншх лянкй тгеяя^ы Ча^'нгз Сттрниг по I- я б-ofi готппам гоь'еатогчтчках хг.оиосш. В соответствии с принципами генетического шокирования выявленное прл анализе внутривидового пелшшргйизма изоферментов внео-

коспецгЛ-ичные в отнесения контрастных по сади осе зистентн о ст и cod-

Ч ' *ТП " Ч ft

тоз электро|орйгкчоскке варианта ВДГ , ЮТ1", 1Д1Г к ЛАП сопряне-

кы с генспкескимл систе1*гадт, контролирующими рэдиорезкстентность

гексаглокдноЗ шетщы. По литературным данным гены МДГ и .ВД1 лона-

лизовош, со отво т ста о ип о, в хромосомах I- и 6-ой гомеологичных групп

(Боннго, 1983, Харг с соавт. 1977, 1930}, что делает вероятным

аналогичную локализацию генетических систем радиорезистентности

гексаплондноЯ шенкця. Для проверки этой гипотеза проведен анализ

сравнят о лигой радиорезистентности 12 нулли-тэтрасоккых линий ше-

Чайккэ Спршгг по I- и 6-ой группа;.! гокэслогичных хромо сет.

Результата радиобиологического анализа пргоедены в табл. 4.

НйПбОЛ£Е " Внный эффект отечен у анеуплокдов по хромосоме ХА, нуллисоккя по которой приводит к существенному снижению, а тетрасО!,:пя, наоборот, - к повшенам радиорз зп ст ект но сти. Помимо хрошеоглы IA на уровень радиоре э ист екг ноет и семян влияли хршосо-ш! IB и 6А, однако эффект эткх- хромосом имел обратную направленность: нуллнеомия криьодкла к увеличения, а экстрадоза этих хромосом - к .уменыьекаю уровня радиорезистентности соответствующих линий но сравнения с состоянием дпео.мии у эуплодда. Хромосомы ХД, Ш л 6Д нв оказывали существенного влияния на уровень радиорезистентности.

Корреляционныä анализ еазисЕмося-а величины ЭД^х) от дозы хромосомы в геноме (х) подтверждает сдела]шю выводы о влиянии я разнонадрйвлэнном дойотвик на уровень реднорозпстзнтности енеувяо-идных линий хромосомы IA, с одной стороны, и хромосом В и 6А - с другой к независимости .уровня радиорезистентности от дозы хромосом 1Д, 6В Е 6Д.

Из нркзедонных KEKS уравнений линейной регрессии ЭДзд (х) = (х=0) + кх, где к - ивдекс влияния дозы хромосомы, 3^q(x=0) -

- ТАБЛИЦА. 4.

Сравнительная радиорезистентность нулла-теграсомннх компс:;-сяроБакшх лгашй пзешщы Ча&из Спринт по I- я 6-оЙ:гсжаяопга-ным групп а-л хромосом

• ■ ■ а»*"™«» дозы (

Чакниз Снрпнг ! длина росткоз ! д-тзча корешков

Нулли 1А - тетра 1В 63,2 ± 1,8 68,4 + 2,1

Нулли 1А - гетра И 85,4 ±1.9 78,8 ± 3,0

Нулли 1В - гетра ГА 93,0 ± 3,0 96,4 + 3,4

Кулни ЗВ - тетра 1Д 82,9 ± 2,3 90,9 + 3,4

Кудлн 1Д - тетра и Ш,7 ± 4,5 122,7+ 4,6

Нулли 1Д - тетра 1В 69,3 ± 2,3 74,3 + 2,4

Нулли 6А - тетра 63 107,2 + 3,4 93,3 + 2,8

Булла 6Л - тетра 6Д 104,7 ± 4,1 91,0 + 3,0

Нулдя £3 - тетра 6А ет.з ± 3,0 79,4 + 2,4

Нулли 5В - тетра 6Д 83,2 ± 2,6 79,4 + 2,4

Нулли СД - тетра 6А 85,1 ± 2.9 75,9 + 2,2

Ну.здя 6Д - тетра 63 83,2 + 3,1 77,6+2,8.

Дпсомная линия

(зуплоид) 104,7 ±3,0 88,1 ¿2,1

радиорезистентность акеутикидакх д!;н;:й с нуляпсжпе£ по паре го-мслогечкнх хрсмосш в различных вариантах тшснсаййй' зкетррдаза,-кя го^оологоп, шздне, что какешалы-ге значок;я индекса влияния дозы хрсмоссгд^ достигается вря верьпрозааки в ген же хромосом 1А, ЗБ и 6А.

= 72,9 Э,55х (г = 0,67 * 0,11) - корш: = 77,4 + 7Д6х (г = 0,75 ± 0,13) - роста: = 95,3 - 5,88х (г =-0,95 + 0,03) - корнп = 53,4 - 5;53х (г =-9,С5 + 0Д4) - ргстк-т = 99,1 - 3,68х (г =-0,56 + 0,19) - коргк. = 94,2 - 1,&4х (г =-0,19 + 0,15) - рост;«! = 92,8 - 3,63х (г =-0,96 ± 0,04) - но-игл =10? ,7 - 4,24х" (г =-0,93 + 0.С5) - рооткв = 80,5 + 1.5ГХ (г = 0,44 + 0,22) - койС = 88,2 + 2,4йс (г = 0,42 + 0,17) -ростки = 78,2 + 2,Их (г = 0,63 ± 0Д4) - кеши в 0Г?,3 + (г = 0,43 + 0,12) - ростки

Хре&осша 1А: ЭД-^д'х Хромосома 13; Хромосома 1Д:

Щоь

Хромосома 6А: ЗД^х Хромесама 6В: Хро!.;осог,:а 6Д:

ЭНспСх

Получешые заколсггерности свидетельствуют о выраженной ноло-ядтелькоЛ зависимости рэсисдии сомян на ойлучєше от хромосомы ІА и отрицательной - от хрошсомІВ и 6А, что подтверждается и высоким! значениями коэМпционтоз корреляции.

Сравнение полученных результатов анализа радиорезистентности тгудлп-т ет расошкх линий Чайняз Сцрккг о дагжгли иссчедсваняя изо-ферке етного полиморфизма у контрастных по радиорезистентности сортов гексагиюидной їіаеніащ к сн еде ниши о генетическом контроле ВДГ п ЛАІІ позволяет предположить, что выявленные високоспешфіч-ние ко.'шонантн !ДДГ , (■ІЕГ10, ЛАЯ3 и ЛАП6 являются биохимическими ¡■-арке рай і неі'дептійпцирозанншс генетических систем, детсрлпнирую-сіпх уровень радиорезистентности и локализованных в зсршосотах I-и 6-ой го"оолог:гчнкх групп к о;.тае некого генотипа мягкой шенпщг.

ВШОШ

I, "эофергантное ьаркировазше контрастных по радиорезистентности сортов гексагаїоидноіг шеккщ ялляется высокоэффективным методой & исследовании генетических основ устойчивости вксших растений н действию ЕОНІГЗИруВПЦІХ излучений.

2., Параметры радиационной депрессий моржат,*етрі-гееских показателей проростков п элементов ст]туктурн уротад после /-ойяучєнея с6ыян 14 кснтрасгшх по радиорезистентности сортов гексаплоидной паени-цы тестирующей дозой 100 Гр различается в 3-5 раз.

3. Оптимальное электроторетическсе разделение в пластинах 7,5$-ного ШАГ достигается для изоферыентоз из опитратдегідрогеназа, 6-фосфогдшонатд егидре ге назу, щелочной фосїатазв, глакозсфосфаткзо-керазк, глутаь^токсалакетзттрансаглкказьг с использованием буферной системы но Портеру, дія кзой-есыектоз кислой фосйатазы, алкоголь-дегидроге нази, -гліщерсфоефатдегздроге казн, деЕдщ:ачлнопент ида-зк, пер.о~сидазн, естера зн - по Скеддагпосу, изофершзктов глутамат-дегидрогенази, глюкоз о-б-^соратдегидрогсназц, иалагдегЕДрогеказн -по Денису.

4. 11зо}ер»:енткые систега АДГСЗ зона активности), 1ІДГШ, 6-ФГД(2), Г-6-ФДС7), ¿-ЩЦ2), ГДГ(4),1Ш(4> у Г0Т(5) и кислої! фосфатази

семян (?) у 14 контрастная по рздиорезі":т ент не с? л сортов гексагао-идноё шіепшы шляются мокшорЛ>;ыми, В систеї.® келочвой фосфатаза у сортов Селпск и і.'иронсвскад ярозая, пошило 4 основных компонентов, обнаружены да а дополнит е-льшх редких электрофоре г яческих варианта. Спектрц кислоё фосфатази проростков состоят кз 9 зов ак-тілности, за исключением сорта Циннсреуы 2859, у которого отсут-

ствует один «s компонентой со средней аяектрофоретической подвижностью в геле.

5. Изофешеитіше системы пероксцдазы СТО зон шстпвностгії, эетера-эн (18), УДГ^П), ЛАП(?) у гвксашокдяой отеккш являются псдиыор-фни.ш, Выявлены бысокоспєшйі'гчнш ко>.>понок?ц Г.ЩГ^, КдГ^®, ЛАЇГ^ ii MI®, частоти встречаемости которых достоверно [р^ 0,05) различаются в спектрах контрастных сортов, что позволяет ж рассматривать в капе отеє биохимических маркероз полигсгашх. спетси радиорезистентности гексаплоидной пиовещі.

6. Результаты анализа кулли-тетрасокнихкої.".яоксї!роваіітіх линий шзшду Чайпиз Спринт свидетельствуют о сушествешш вкладе хромосом ІД, ГВ и 6А б фота,шрованис уровня радиорезистентности. Кул-дпсощія по хромесоїта XA приведет к снижению, а нуллкссмия по хро-воса-аы ІВ и 6А - к увеличена уровня радиорезистентности соответствующих анеутдездных .такий. Экстрадоэа указгшодх хрскссом приводит к с<5ратиым аффектам. Лкеултовдяя по хромосомам ІД, СЗ и ЄД на окезывает достоверного влияния на радиорезистентность семян пшеницы.

7. Методом факторного анализа полиморфных из оферент них с;; стам показано генетическое сходство сортов паониіщ с Слизкими уркмззш радиорезистентности сеши.

8. Результаты, анализа из оферие ктког о - но лг.корфі;х.:а и еішмєіжє висок о спёЕпёачкюс кгошеноктов ВДГя ЛАП у контрастных ко усгой^шсети к дгйстви» ионизпрупцего кзлученкя сортов, а такка данные о сравнительной радиорезистентности анеуплеццшх линий шекгаш Чай-к;з Спринт свидетельствуют о вероятной локализации систем генетического контроля радиорезистентности гексапло;даюй шюкаци в хромосомах 1- й 6-ой гомеояогачшгх групп.

По тєу.й диссертации опу ci ликов ата слв.пгдике токоти : -

1. Вьогаэа 0. П., Сарзвульцёэ Б.И., Ллексахкн Р. Н. Особенности из ос£е рентных систем у ксїирайгїаас'по радиорезистентности сортов гексаплоидкой шенкци //.Тез. сказі. "Механизм действия испазигу-щгго излучения на структуру к функции белксо. ■ Жьвоз, І986. С. 55,

2. Йыаыева 0. П. Изойерконтше г.аркерн ксгпграстках по радиорезистентности сортов шенщы // Тез. СОЭО'Д. "Применение физкческсго H химического мутагенеза з сельском хозяйства". ■ Кгиянев, ÏSS7. G, ІІ2-ЇІЗ.

3. Юмашева 0. П., Сарацулшев Б. И., Алекоахин Р. íf. 2лакгрэрратический анализ дзофатагентках систем в связи с детерминаций радиорезистентности семян гексаллоидкой шиннії // РадиойяелогЕя, 1968. Т. 23. а 2. С. 25Ü-255,

¡(¿(CtUlK

Л3?5»7 1/11 - аепПушГї ТІІ.І Wiirf. оЛл. тгібгі * ico