Изучение генетического контроля активности апикальных меристем у гороха посевного

Синюшин, Андрей Андреевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Изучение генетического контроля активности апикальных меристем у гороха посевного
ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Изучение генетического контроля активности апикальных меристем у гороха посевного"

На правах рукописи

Синюшин Андрей Андреевич

Изучение генетического контроля активности апикальных меристем у гороха посевного {Pisum sativum L.)

Специальность 03.02.07 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва, 2010 г.

2 0 щр; 20'0

004602312

Работа выполнена на кафедре генетики Биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Гостимский Сергей Александрович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Пухапьский Виталий Анатольевич

доктор биологических наук Чуб Владимир Викторович

Ведущая организация:

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН

Защита диссертации состоится <■ %0 ■> _ ЛЛ/Lf_2010 г. в ц ч. на

заседании Диссертационного совета Д 002.214.01 при Учреждении Российской академии наук Институте общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН по адресу: 119991 Москва, ул. Губкина, д. 3. E-mail: ioqen@viaa.ru Факс:(499) 132-8962

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН по адресу: 119991 Москва, ул. Губкина, д. 3.

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологу

Синельщикова Татьяна Аркадьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Морфогенез растений продолжается в течение всей жизни и связан с функционированием специапизированнных образовательных тканей - меристем, среди которых одной из наиболее значимой является апикальная меристема (AM) побега. Она закладывается в ходе эмбриогенеза и сохраняет свою активность в течение всей жизни растения. Генетический контроль ее активности достаточно детально изучен с использованием модельного объекта - Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (Brassicaceae). Тем не менее, этот вид обладает простым соцветием (цветки расположены непосредственно на оси главного побега), поэтому полученные в отношении него данные не могут быть аппроксимированы на значительное число видов, характеризующихся сложным соцветием, и не описывают всего разнообразия современных растений. В этой связи актуальным является изучение генетического контроля активности AM побега других видов - в первую очередь, форм со сложным соцветием, среди которых семейство бобовых (Fabaceae) является одним из наиболее интересных, а горох посевной (Pisum sativum L.) - одним из наиболее традиционных и удобных в работе объектов. Несомненная сельскохозяйственная ценность этого вида делает исследования его морфогенеза чрезвычайно актуальными в свете перспективы создания новых морфотипов для селекционного процесса.

Кроме того, значительный интерес вызывает описанная в литературе взаимосвязь между путями генетической регуляции активности AM побега и симбиотической азотфиксации (нодуляции) [Sagan, Duc, 1996; Searle et al., 2003]. Очевидно, что изучение и моделирование этих процессов также целесообразно проводить на представителях семейства Fabaceae. Таким образом, исследования в области генетического контроля активности AM побега у гороха представляются актуальными как с теоретических, так и с практических позиций.

Цепь диссертационной работы: изучение генетического контроля активности апикальной меристемы побега у гороха посевного (Pisum sativum L.).

Задачи исследования:

1. Изучение фенотипического проявления мутаций, нарушающих различные аспекты функционирования апикальной меристемы (AM) побега.

2. Определение числа, особенностей наследования и характера взаимодействия генов, регулирующих активность AM побега.

3. Исследование влияния генов, осуществляющих негативную регуляцию размеров AM побега, на формирование симбиотических клубеньков на корнях.

4. Локализация генов, вовлеченных в контроль активности AM побега, на генетической карте.

5. Создание схемы генетической регуляции активности AM побега у гороха.

Научная новизна. В ходе проделанной работы впервые были охарактеризованы особенности генетической регуляции активности апикальных меристем разных порядков - главного побега и специализированного пазушного цветоноса. Описано взаимодействие генов, контролирующих различные модусы активности AM побега - сохранение постоянного объема, недифференцированного состояния и пролиферативной активности. Два гена, вовлеченных в негативную регуляцию размеров AM побега, локализованы на генетической карте - FAS в III группе сцепления, SYM28- в V группе сцепления. На основании явления макросинтении геномов гороха и люцерны выдвинуты предположения о структуре этих генов.

Продемонстрировано, что ген FAS не связан с генетическим контролем симбиотической азотфиксации (нодуляции). Впервые показано, что гены DET, LF, FA, SYM28 и NOD4, помимо регуляции активности AM главного побега, принимают участие в контроле морфогенеза пазушного цветоноса. У форм, несущих мутации в этих генах, ось цветоноса завершается аномальным цветком. Этот эффект усиливается у двойных мутантов fas det и fas If, что указывает на взаимодействие генов FAS, DET и LF (DET и LF известны как ортологи гена TERMINAL FLOWER1 A. thaliana, предотвращающего флоральный морфогенез в терминальном положении на оси AM главного побега, [Foucher et al., 2003]) при регуляции морфогенеза специализированной цветоносной оси у бобовых.

Впервые детально охарактеризован фенотип мутанта deh и с применением статистических методов показан полудоминантный характер наследования мутации.

Научно-практическая значимость. Полученные в ходе проделанной работы данные об архитектуре соцветия у мутантов с измененной активностью AM побега могут быть использованы при создании новых морфотипов в селекции гороха. Выявленные особенности наследования и фенотипического проявления мутации deh, рассматриваемой как источник наследственно закрепленного

детерминантного типа роста, позволят рационализировать процесс создания новых сортов, маркированных этой мутацией. Данные о локализации генов FAS и SYM28 на генетической карте важны для идентификации (в том числе путем поиска генов-кандидатов и позиционного клонирования) структуры этих генов.

Представленные в диссертационной работе данные о числе, особенностях наследования и фенотипического проявления и характере взаимодействия генов, контролирующих активность AM побегов разных порядков у гороха вносят вклад в понимание особенностей регуляции морфогенеза побега и соцветия у этого вида и в целом у растений, характеризующихся сложным соцветием.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены на XII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005» (Москва, 12-15 апреля 2005 г.); на XIII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006» (Москва, 12-15 апреля 2006 г.); на l(IX) Международной Конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 21-26 мая 2006 г.); на XIV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2007» (Москва, 11-14 апреля 2007 г.); на симпозиуме с международным участием «Клеточные, молекулярные и эволюционные аспекты морфогенеза» (Москва, 9-11 октября 2007 г.); на международной конференции «Molecular Mapping and Marker Assisted Selection in Plants» (Вена, 3-6 февраля 2008 г.); на II Съезде European Society for Evolutionary Developmental Biology «Euro EvoDevo» (Гент, 29 июля -1 августа 2008); на конференции «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях» (Звенигород, 7-12 декабря 2008 г.); на V Съезде Вавиловского Общества генетиков и селекционеров (Москва, 21-28 июня 2009 г.); на XII Московском Совещании по филогении растений, посвященном 250-летию со дня рождения Г.-Ф. Гофмана (Москва, 2-7 февраля 2010 г.); на научном семинаре «Генетика растений» ИОГен РАН (Москва, 10 февраля 2010 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 17 работ, в том числе 3 статьи в журналах, включенных в перечень научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на _

страницах, включает введение, обзор литературы, разделы «Материалы и методы», «Результаты и обсуждение», заключение, выводы и список литературы, включающий_источников. Работа содержит_рисунков и_таблиц.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты 04-04-48956, 07-04-00652), программы поддержки ведущих научных школ (НШ-140.2008.4) и программы президиума РАН «Динамика генофондов растений, животных и человека».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Растительный материал и условия выращивания. Материалом для настоящего исследования послужил ряд форм гороха с наследственными аномалиями активности AM побега. Так, были использованы фасциированные формы различного происхождения: мутант «Штамбовый», полученный на кафедре генетики Биологического факультета МГУ индуцированным мутагенезом из сорта Немчиновский, сорт Rosacrone (Германия), линии JI5, JI2671, JI2771 (John Innés Collection, Великобритания), К301 (ИЦиГ СО РАН, Россия), Р64 (ВНИИСХМ РАСХН, Россия), «Люпиноид» (ВНИИЗБК, Россия). Помимо фасциированных, были использованы также формы с так называемым детерминантным типом роста, т.е. с преждевременным прекращением активности AM побега: ДТР (def) (ВНИИССОК РАСХН, Россия), ДТР(м) (def) (МГУ, Россия), сорт Флагман (deh) (Самарский НИИСХ, Россия). В качестве контроля были выбраны сорта и линии отечественной и зарубежной селекции различных направлений, нормальные в отношении признаков активности AM побега: сорта Немчиновский-766 (НИИСХ, Россия), Frisson (Франция), Fllby (Великобритания), Wasta (Польша), Alaska (США); маркерные линии WL102, WL1132, WL1238 (Институт генетики сельскохозяйственных растений, Швеция), «Новая форма 42» (МГУ, Россия), «Хамелеон» (ВНИИЗБК, Россия). Чистые линии и гибриды Fi и F2 от скрещивания между ними высаживали на опытном участке на территории Звенигородской биостанции им. С.Н. Скадовского МГУ и в теплице-боксе Биологического факультета МГУ.

Анализ морфологии, анатомии и микроструктуры клеток. Материал для анатомического анализа (апексы, междоузлия) фиксировали в 70% водном растворе этанола. Структуру изучали на срезах, выполненных от руки или с помощью ротационного микротома (для микротома материал проводили через серию спиртов повышающейся концентрации согласно стандартной методике

[Барыкина и др., 2000]). После обезвоживания образцы заключали в парафин или смесь парафина с пчелиным воском (4:1) и выполняли срезы. Полученные срезы монтировали на предметных стеклах, отмывали ксилолом и окрашивали гематоксилином по Деляфильду [Барыкина и др., 2000]. Срезы, выполненные от руки, окрашивали кислым флороглюцином [там же]. Срезы просматривали с использованием светового микроскопа Laboval 4 (Carl Zeiss, Jena).

Для изучения строения клеток эпидермиса листа на поверхность листа наносили прозрачный лак для ногтей; образовавшуюся пленку аккуратно переносили на предметное стекло и микроскопировали с использованием светового микроскопа (см. выше). Все измерения проводили не менее чем на 50 клетках. Измерения площади клеток проводили на контрастированных микрофотографиях с использованием программного обеспечения ImageScope М (FEI Electron Optics B.V.). Учитывали следующие параметры: общая площадь, периметр, круглый коэффициент формы (ККФ). Последний рассчитан как отношение периметра клетки к длине окружности, заключающей круг той же площади. 'Линейные промеры клеток выполняли с использованием программы AxioVision 3.1 (Carl Zeiss Vision GmbH). Коэффициент асимметрии прилистников рассчитывали как отношение модуля разности площадей левого и правого прилистников к их сумме. Подсчет числа симбиотических клубеньков проводили на пяти индивидуальных растениях, все остальные измерения проводили не менее чем на 10 растениях.

Сканирующая электронная микроскопия. Материал для сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) фиксировали в 4% растворе глютарового альдегида в 0.025М фосфатном буфере (pH 7.0) и хранили до полугода. Фиксированный материал переносили в 2% раствор OsOi в фосфатном буфере. Через сутки 3 раза промывали фосфатным буфером и проводили через серию спиртов повышающейся концентрации с конечным обезвоживанием в ацетоне. Затем материал сушили в жидком СОг и монтировали на металлических цилиндрах (столиках). Перед микроскопированием на образцы напыляли сплав золота и палладия в ионно-распылительной установке Eiko IB-3. Использовали электронный микроскоп CamScan-S2 (Cambridge Instruments, Великобритания) в режиме «Secondary electron image» (SEI) с ускоряющим напряжением 20 kB.

Генетическое картирование с использованием ДНК-маркеров. Использовали CAPS- и SSR-маркеры, обнаруживающие полиморфизм между формами, которые были выбраны в качестве родительских. ДНК выделяли из

свежесобранного материала (листья) с использованием СТАВ-метода [Torres et al., 1993] с модификациями. Амплификацию проводили в приборе МС2+ (ДНК-Технология, Россия). Конечный объем реакционной смеси составлял 25 мкп и содержал по 0.5 мкМ прямого и обратного праймера (Евроген, Россия; последовательности праймеров приведены в [Коновалов, 2006; Brauner et al., 2002; Loridon et al., 2005]), 2.5 мкл 10x стандартного ПЦР-буфера (Силекс M., Россия), 2.5 единицы активности термостабильной Taq-полимерэзы (Силекс М.), по 250 мкМ каждого дНТФ (Силекс М.), раствор геномной ДНК до 25 мкл. Для предотвращения испарения амплификата на поверхность жидкости наслаивали минеральное масло (Sigma). В случае CAPS-маркеров проводили поиск полиморфизма между фрагментами при обработке эндонуклезами рестрикции (Сибэнзим, Россия) в соответствии с протоколом производителя. Фракционирование продуктов амплификации и рестрикции проводили путем электрофореза в 1.5-3% агарозном геле.

Для установления сцепления маркеров использовали программу Mapmaker/EXP 3.0 с применением картирующей функции Косамби и пороговое значение LOD-балла 3.00 [Lander et al., 1987].

Рис. 1

апикальной (сканирующая микроскопия; анатомическая междоузлий филлотаксис нормального Немчиновский: фасциированного «Штамбовый»: Б,

Строение меристемы электронная А, Б), структура (В, Г) и

(Д. Е)

(сорт А, В, Г) и (мутант

Г, Е)

растений. Масштабная

линейка: 100 мкм (А, Б), 1000 мкм (В, Г).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Негативная регуляция размеров апикальной меристемы 1.1. Морфология, анатомия и продуктивность фасциированных форм.

На первом этапе работы исследовали особенности фенотипического проявления фасциации у различных форм гороха. Общим для фасциированных линий и сортов различного происхождения оказалось аномальное увеличение размеров АМ с полусферической в норме до гребневидно уплощенной, изогнутой или замкнутой в кольцо (рис. 1). Разрастание меристемы приводило к формированию уплощенного побега с увеличенным числом проводящих пучков и нарушениям листорасположения (рис.1). Был сделан вывод о том, что функцией генов, мутации в которых приводят к фасциации побега, является негативная регуляция размеров АМ побега и - опосредованно - формирование нормального филлотаксиса.

Проявления фасциации у форм различного происхождения были сходными, но

количественных признаков (ширина стебля, порядковый номер первого узла с аномалиями листорасположения) было обнаружено, что формы распределяются в две группы - со слабым (Возасгопе, Л5, Л2671, Р64) и сильным («Штамбовый», Л2771) проявлениями фасциации. Растения линии «Люпиноид» обнаруживали фенотипическую

неоднородность и входили в обе группы.

Рис. 2. Район генетической карты ГСШ гороха, включающий ген FAS (А), и физическая карта синтенного района 2 хромосомы Medicago truncatula, полученная с помощью инструмента CviT-BLAST

(httpV/www.medicago.org/genome/cvit_blast.php). Приведены расстояния (сМ), в скобках -значения LOD-балла. На физической карте указаны обозначения ВАС-клонов люцерны, включающих предполагаемые ортологи генов гороха.

при изучении значении ряда

РК4

АА355

Ед!Ь

4.0

FAS <1202>

Рерспi

N0D4

PsFASt ADT3

SYM28

Fbpp

AD1751 i

1Э.2

(6 91)

8.6

о го;

7.2

{17 9?)

23.9 (415)

Рис. 3. Районы генетической карты TCV гороха, включающие гены NOD4 (А, по данным [Sidorova, Uzhintseva, 1995]), SYM28 (Б, по ориг. данным), и физическая карта хромосомы 7 люцерны, полученная с помощью инструмента CviT-BLAST

(http://www.medicago.org/genome/ cvit_blast.php). Приведены расстояния (сМ), в скобках - значения LOD-балла. На физической карте указаны обозначения ВАС-клонов люцерны, включающих предполагаемые ортологи генов гороха.

Перспектива использования

фасциированных форм в качестве исходного материала в селекции гороха до настоящего времени остается дискуссионной. В ходе работы оценивали значения ряда

количественных признаков (масса семени, число семян в бобе, число бобов с одного растения и др.) у

фасциированных линий в сравнении с контролем (сорт Немчиновский-766). Был сделан вывод о том, что фасциация в целом не оказывает влияния на продуктивность: достоверное превышения числа семян с растения у фасциированных форм по сравнению компенсировалось меньшей массой семян. В ходе полевых наблюдений в однорядном посеве не было выявлено различий в полегаемости между фасциированными и нефасциированными формами.

1.2. Тесты на аллелизм между изучаемыми формами и гибридологический анализ наследования фасциации. При скрещивании фасциированных форм различного происхождения между собой было показано, что все они являются мутантами по одному из 4 генов - FA (Rosacrone, JI5, JI2671, «Люпиноид»), FAS («Штамбовый», JI2771), SYM28 (Р64) и N0D4 (К301). Распределение по генотипам оказалось, таким образом, в целом соответствующим группировке по значениям количественных признаков (см.

выше); мутанты fas обладают более сильными проявлениями фасциации, чем формы с иными генотипом.

При скрещивании фасциированных форм с сортами и линиями, нормальными в отношении изучаемого признака, наблюдали доминирование нормального аллеля над мутантным и (практически во всех случаях) достоверное соответствие наблюдаемого в F2 расщепления ожидаемому в случае гипотезы о моногенных различиях между родительскими формами (Табл.); всего исследованы 2044 гибрида в 13 популяциях F2. В ряде скрещиваний с участием сорта Rosacrone (fa) наблюдали достоверное отклонение от ожидаемого расщепления (дефицит рецессивных гомозигот, см. Табл.), что может быть связано с существованием не имеющих собственного фенотипического проявления генов, модифицирующих проявление мутации fa.

При скрещивании мутанта «Штамбовый» (FA fas) с сортом Rosacrone (fa FAS) в Fz наблюдали расщепление с соотношением классов 9:3:4 (х2 = 0.106), что дало возможность постулировать взаимодействие генов FA и FAS по типу рецессивного эпистаза (или криптомерии в терминах A.C. Серебровского [1970]). Так как 1/4 потомства составили формы, сходные с мутантом «Штамбовый», можно заключить, что в пути регуляции активности AM побега гены FA и FAS контролируют последовательные стадии, но FAS активен на более ранних этапах.

1.3. Локализация генов, участвующих в негативной регуляции размеров ПАМ. на генетической карте. При оценке независимости наследования «гена фасциации» мутанта «Штамбовый» с морфологическими маркерами III группы сцепления (ГС) в популяции F2 («Штамбовый» х WL1238) было обнаружено отклонение от ожидаемого расщепления в комбинации «ген фасциации» - LE. Для более точной локализации искомого гена с использованием молекулярных маркеров были использованы 114 растений гибридной популяции. В результате изучаемый ген был локализован между молекулярными маркерами АА355 и Рерсп (рис. 2). С этой группой связывают положение гена FAS - например, N. Weeden с соавторами [1992] приводят этот ген в списке маркеров ГСШ с неуточненной локализацией. Так как типовая линия для мутации fas отсутствует, мутант «Штамбовый» следует считать гомозиготой по рецессивному аллелю именно этого гена. В синтенном районе 2 хромосомы Medicago truncatula расположен предполагаемый ортолог гена CLAVATA3 A. thaliana, известного как негативный регулятор размеров AM побега. Решение вопроса об идентичности гена FAS

гороха предполагаемому ортологу CLV3 A. thaliana требует дополнительных исследований.

При изучении популяции F2 (Р64 х WL1238) (158 растений, 87 из них использованы для анализа расщепления по молекулярным маркерам) было обнаружено достоверное сцепление гена SYM28 с морфологическими маркерами rCV. При уточнении его локализации с использованием молекулярных маркеров было установлено, что он расположен между маркерами AD79 и Fbpp TCV (рис. 3). Положение его оказалось сходным с таковым гена NOD4, известным по литературным данным [Sidorova, Uzhintseva, 1995] и также связанным с контролем активности AM побега и нодуляции; тем не менее, мутации nod4 и sym28 неаллельны (см. выше). Синтенный район 7 хромосомы M. truncatula заключает 2 предпологаемых кандидатных последовательности - ортологи генов CLV2 и FAS1 A. thaliana. CAPS-маркер на основе последовательности, сходной с геном FAS1 (PsFASI), был использован при локализации гена SYM28 в проведенной работе; было показано, что SYM28 и PsFASI не косегрегируют. Проблема соответствия SYM28 предполагаемому ортологу CLV2 требует дополнительного изучения.

1.4. Участие генов, регулирующих размер ПАМ, в контроле нодуляции. Для установления влияния изучаемых негативных регуляторов активности AM побега на процесс нодуляции было определено число симбиотических клубеньков на корнях 30-дневных растений фасциированных форм и сорта Немчиновский-766 (контроль). Было отмечено существенное варьирование значений признака; достоверные отличия от контроля наблюдали у линий JI2771 (fas) и К301 (nod4). Таким образом, были подтверждены данные о связи контроля активности AM побега и процесса нодуляции, осуществляемых геном NOD4. Линия JI2771 является карликом, и ее корневая система в целом развита слабее, чем у контроля. Мутант «Штамбовый» (fas), полученный из сорта Немчиновский-766, не обнаруживает достоверных отличий от него по значениям изученного признака; вероятно, ген FAS не участвует в контроле нодуляции.

2. Сохранение недифференцированного состояния апикальной меристемы побега

2.1. Фенотипическая характеристика мутанта det. Фенотип мутантов det описан в ряде работ [Makasheva, Drozd, 1987; Swiecicki, 1987; Singer et al., 1990, 1999]. При выполнении настоящей работы были использованы два донора мутации det, отличных от типовой линии JI1358: линии ДТР (и созданная на ее

основе ДТР(м)) (ВНИИССОК, Россия) и «Люпионоид» (ВНИИЗБК, Россия). Аллельность этих форм была подтверждена при скрещивании в ходе настоящей работы. Некоторые особенности фенотипического проявления мутации нуждаются в детализации. У мутантов det в пазухе предпоследнего листа на главной оси формируется цветонос нормальной структуры. В следующем узле зачастую развивается лист измененной структуры (однолисточковый или с крайне редуцированной листовой пластинкой, срастающейся с прилистниками). В пазухе последнего листа формируется цветонос, несущий, как правило, два цветка, которые часто срастаются (т.е. оказываются фасциированными). В терминальном положении развивается цветонос, идентичный нормальному пазушному. Таким образом, всего на главном побеге формируется до трех цветоносов; первый пазушный и терминальный цветут практически одновременно и несколько раньше, чем второй пазушный. Примордий последнего оказывается в области генетической регуляции, присущей цветку (то есть пазушному органу на оси терминального цветоноса). Именно вследствие гибридизации программ развития последний лист обладает признаками редукции (сходен с брактеей), а последний пазушный цветонос - признаками цветка.

2.2. Гибридологический анализ наследования гена PET. При статистической обработке результатов наблюдений за популяциями F2 от скрещивания линий, несущих мутацию det, с нормальными в отношении изучаемого признака формами во всех случаях наблюдалось достоверное соответствие наблюдаемого расщепления ожидаемому (Табл.). Всего изучены 939 гибридов в 7 популяциях F2. Таким образом, подтверждены известные из литературы данные о моногенных различиях по признаку «тип роста».

2.3. Взаимодействие PET с другими генами, контролирующими активность апикальной меристемы. Необычный тип соцветия развивается у растений, несущих мутации в гене DET и одном из генов, осуществляющих негативную регуляцию размеров ПАМ. По-всей видимости, увеличенная (фасциированная) меристема претерпевает превращение в терминальный цветонос, в результате чего формируется терминальная многоцветковая кисть (например, в линии «Люпиноид»). Цветоножки отдельных цветков отходят непосредственно от главной оси. При скрещивании линии «Люпиноид» с нефасциированными формами в популяции F2 наблюдали четыре фенотипических класса (Табл.): 1) нормальные растения с открытым ростом и пазушным расположением кистей, 2) фасциированные растения с открытым

ростом и пазушными кистями, 3) нефасциированные формы с детерминантным типом роста и 4) растения с «люпиноидным» соцветием.

Таблица. Генетический анализ Р2 от скрещивания меяеду формами с нарушениями активности АМ побега и нормальными сортами и линиями. О -наблюдаемое, Е - ожидаемое. d.f. - число степеней свободы, р < 0.05; значения х2, превышающие критические, выделены полужирным курсивом.

Популяция Рг Число растений Всего Ноги потез а I/.2

Нормальные Аномальные

фасциация

«Штамбовый» (fas) х WL102 0 237 80 317 3:1 (d.f. = 1) 0.009

Е 237.75 79.25

«Штамбовый» {fas) х WL1238 0 122 43 165 0.099

Е 123.75 41.25

Rosacrone (fa) х WL1132 0 81 26 107 0.030

Е 80.25 26.75

Rosacrone (fa) x Filby 0 205 44 249 7.130

Е 186.75 62.25

P64 (sym28) x WL1238 0 126 31 157 2.312

Е 117.75 39.25

детерминанты ый тип роста

«Люпиноид» (с/е?) х Флагман 0 110 40 150 3:1 (d.f. = 1) 0.222

Е 112.50 37.50

ДТР (с/еО х «Штамбовый» 0 92 39 131 1.590

Е 98.25 32.75

Флагман (ёеИ) х Роэасгопе 0 62 32 94 4.099

Е 70.50 23.50

Флагман (с!еЬ) х РНЬу 0 18 53 71 3:1 93.338

Е 17.75 53.25 1:3 0.005

Анализ генетического контроля развития соцветия в линии «Люпиноид»

Популяция F2 Число растений Всего Но-гипотеза 1-/

Норма Фасц., недет. Нефасц., дет. Фасц., дет.

«Люпиноид» (fa def) х WL1132 0 103 25 22 11 161 9:3:3:1 (d.f. = 3) 4.907

Е 90.58 30.18 30.18 10.06

3. Поддержание пролиферативной активности апикальной меристемы побега

500 400

300

1.4

Б 1.0 0,3

0.6 0.4

0.2

0,0

< -0.2

■0 4

-0.6

-С'.8

-1,0

■1,4

1.6

сР

□ F, ДТР х Фпагман

D г, ОПйГМЗН - ДТР

о ДТР

о Флагман

-1В -1..! -и -1 .о -0.8 -3.6 -0.4 -о; о.о (¡2 си 0.6 о,з 1,о 1,: 1.4

FACTOR!

OODDDDÜDDDG

Рис. 4. Анализ главных компонент растений сорта Флагман (deh), линии ДТР (DEH) и гибридов первого поколения от прямого и обратного скрещиваний между ними. А - амплификация SSR-маркера АА355 для подтверждения природы гибридов (М - маркер молекулярной массы 100 bp + 1.5 kb DNA Ladder, «Сибэнзим», указаны длины фрагментов в п.о.); Б - анализ главных компонент.

3.1. Анализ Фенотипа мутантов deh в сравнении с нормой. Мутанты deh характеризуются ранним прекращением активности ПАМ. По данным литературы (например, [Кондыков и др., 2006]), это нарушение сочетается с уменьшением площади прилистников верхних узлов. При детальном анализе фенотипа мутанта deh по сравнению с нормальными растениями удалось установить, что для первых действительно характерна сильная редукция прилистников. Примерно с середины побега площадь прилистников значительно уменьшена; прилистники выглядят недоразвитыми, с полупрозрачной пластинкой, рано засыхающей по краям. Редукция носит прогрессирующий характер. В условиях теплицы довольно характерно неполное проявление этого признака: часть прилистников (зачастую один из двух в узле) остаются нередуцированными. В ряде случаев после

нескольких узлов с сильно редуцированными прилистниками рост продолжается с формированием узлов, несущих неизмененные листья. Репродуктивная зона мутантов deft значительно сокращена.

Была также изучена структура клеток эпидермиса прилистников мутанта deh (сорт Флагман, проанализированы прилистники нормального размера и с признаками редукции) и растений дикого типа (линия ДТР). Обнаружено, что эпидермальные клетки нормальных растений имеют изменчивую форму с волнообразными антиклинальными стенками, несколько отличаются по форме на абаксиальной и адаксиальной сторонах. У растений сорта Флагман на нередуцированных прилистниках клетки в целом нормальны и не обнаруживают значительных отличий от таковых у растений дикого типа. Однако на прилистниках верхних узлов картина иная: клетки мелкие, антиклинальные стенки практически без искривлений, во многих случаях удается определить сестринские клетки (возникшие в результате одного акта митоза). Устьица меньше по размеру, но, по всей видимости, функциональны: на репликах визуализируются и открытые, и закрытые устьичные щели. В целом эпидермис редуцированных прилистников представляется недоразвитым. На нем отчетливо можно распознать специфические клеточные группы, возникающие в результате последовательных асимметричных делений и служащие основой для аномоцитного устьичного аппарата [Nadeau, Sack, 2002].

Полученные при изучении фенотипа мутантов deh данные позволяют считать нарушения в развитии ПАМ и листьев плейотропным проявлением мутации, не устанавливая между ними причинно-следственной связи, как это постулировано в работе [Кондыков и др., 2006]. В пользу такого заключения свидетельствуют следующие обстоятельства:

1. Редуцированные прилистники мутантов deh обладают функциональными устьицами и, вероятно, способны к транспирации.

2. У мутантов si, также характеризующихся редуцированными прилистниками во всех узлах, сокращения генеративной фазы не наблюдается (см. выше).

3. В условиях теплицы число репродуктивных узлов у мутанта deh ниже, чем в поле, в то время как для площади прилистников в тех же условиях наблюдается обратная зависимость.

3.2. Гибридологический анализ наследования признака детерминантного типа роста. При изучении нескольких гибридных популяций F2 от скрещиваний с участием в качестве одной из родительских форм сорта Флагман (deh) в большинстве случаев наблюдаются достоверные отклонения от ожидаемого расщепления, свидетельствующие об отличных от моногенных различиях между родительскими формами (всего изучены 448 гибридов в 5 популяциях F2; см. Табл.) В единственном случае (F2 Флагман х Filby) было отмечено достоверное соответствие наблюдаемого расщепления ожидаемому в случае справедливости гипотезы о доминировании признака ДТР. Для проверки этой гипотезы было изучено проявление ряда количественных признаков прилистников гибридов Fi от скрещиваний Флагман х ДТР и ДТР х Флагман (максимальный коэффициент асимметрии прилистников; круглый коэффициент формы, периметр и площадь поверхности паркетных клеток; Микроморфологические признаки учитывали на абаксиальной и адаксиальной сторонах прилистников отдельно). Полученные данные были подвергнуты факторному анализу с экстракцией данных по методу главных компонент. Было показано, что гибриды Fi уклоняются в сторону сорта Флагман {deh), хотя и не достигают его, т.е. наблюдается неполное доминирование мутации deh (рис. 4).

Большинство исследованных популяций F2, однако, не обнаруживают достоверного соответствия наблюдаемого расщепления ожидаемому даже с учетом неполного доминирования. Вероятно, признак ДТР у мутанта deh подвержен модифицирующему влиянию среды и генного окружения.

3.3. Взаимодействие гена DEH с другими генами, регулирующими активность апикальной меристемы побега. При проведении гибридологического анализа наследования гена DEH были получены двойные мутанты deh fas, deh fa и deh det, что дало возможность изучить особенности взаимодействия ключевых регуляторов активности ПАМ.

Было установлено, что ген DEH связан с регуляторными путями, независимыми от негативной регуляции размеров ПАМ. Фасциированные формы, гомозиготные по мутантному аллелю deh, обладают аддитивным фенотипом: развивается фасциированный побег с характерным соцветием, но прилистники в верхней части побега значительно редуцированы.

Определенный интерес вызывает возможное взаимодействие генов DET и DEH, так как мутация в каждом из них приводит к детерминантному типу роста. В работе [Шевченко, Шевченко, 1990] указано, что двойные мутанты deh det вообще

не обнаруживаются в гибридных популяциях вследствие летальности такой комбинации. В настоящей работе такие мутанты были получены. Они в целом характеризуются аддитивным фенотипом, хотя редукция прилистников в репродуктивной зоне (по крайней мере, на оси I порядка) носит куда менее выраженный характер, чем у мутантов deh ОЕТ. Можно заключить, что ген ОЕГ активен на более ранних этапах морфогенеза, чем ОЕН, и трансформация ПАМ у мутантов det в меристему цветоноса опережает постепенное прекращение ее активности, обусловленное мутацией deh.

——позитивная регуляция Н , негативная регуляция

О, пролиферация (в случае листа -дифференцировка) ФМ, флоральная меристема

Рис. 5. Генетическая регуляция активности ПАМ у гороха (схема, пояснения в тексте). Серым обозначены связи, известные по литературным данным, черным -полученные в ходе представленной работы результаты.

4. Регуляция активности апикальной меристемы пазушного цветоноса

Горох посевной в настоящее время является основным модельным объектом для изучения морфогенеза сложного соцветия. В пазухах листьев на главной оси расположены оси второго порядка двух типов: воспроизводящие по строению главную ось паракладии («длинные паракладии» в терминах Веберлинга [Weberling, 1989]) и двухцветковые абрактеозные кисти («короткие паракладии»). Настоящий раздел посвящен рассмотрению особенностей генетического контроля формирования специализированных осей второго порядка - пазушных цветоносов.

4.1. Фенотипическая характеристика мутантов гороха с нарушениями формирования пазушного цветоноса. В норме в пазухах листьев флоральной зоны у гороха развиваются цветоносы (обычно двухцветковые), которые сразу после формирования второго цветка прекращают рост и завершаются более или менее выраженным отростком оси (apical residuum, stub) . У некоторых фасциированных форм вместо отростка формируются флоральные органы: цветочная почка (обычно рано отмирающая) или, реже, цветок с более или менее развитым околоцветником В период наблюдения подобного рода отклонения были отмечены у мутанта «Штамбовый» и линии JI 2771 (fas), линий JI 2671 (fa) и К301 (nod4). Таким образом, у фасциированных растений возможны четыре варианта завершения пазушного цветоноса: короткий отросток, длинный отросток, рано отмирающая цветочная почка и хорошо развитый терминальный цветок. В небольшом числе аномалии строения пазушного цветоноса отмечены и у линий, несущих мутацию det (ДТР и ДТР(м)). У двойных мутантов fas det и fas If происходит усиление проявления аномалии: почти все эктопические цветки обладали хорошо развитым околоцветником и цвели достаточно долго. В ряде случаев в узлах пазушной кисти, терминированной аномальным цветком, развивались филломы (часто парные).

4.2. Возможное сочетание генетического контроля развития апикальной меристемы главного побега и пазушного цветоноса. Наличие признаков флорального морфогенеза в терминальном положении пазушного цветоноса, вероятно, свидетельствует, что гены FA, FAS, NOD4 выполняют функцию негативной регуляции не только размеров ПАМ, но и пролиферации пазушного цветоноса. Подобное явление следует считать уникальным среди изученных растений.

Известна аномальная пролиферация иного рода, при которой происходит удлинение оси в сочетании с развитием дополнительных латеральных цветков (и, как следствие, с многоцветковостью). Подобное явление описано, например, у мутантов гороха neptune (лер) [Singer et al., 1999]. Однако у многоцветковых форм не происходит перехода апекса пазушной кисти к флоральному морфогенезу. Таким образом, прекращение роста короткого паракладия представляет собой генетически контролируемый акт. Возможно, ключевым фактором при определении судьбы меристемы паракладия является ее размер. В норме эта меристема производит один или два латеральных цветка и затем сокращается и при завершении пролиферации производит стерильный отросток. При превышении некоторого порогового значения сохраняется способность к пролиферации этой меристемы с заложением латеральных цветков (у мутантов пер). Наконец, при сочетании превышения пороговой величины размеров и специфического профиля генной экспрессии возможен флоральный морфогенез, как у фасциированных мутантов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По итогам работы построена схема генетической активности апикальных меристем различных порядков и их производных у гороха (рис. 5). Ген NOD4 контролирует три аспекта морфогенеза: поддержание постоянного объема ПАМ, сохранение недифференцированного состояния апикальной меристемы коротких паракладиев и подавление формирования симбиотических клубеньков на корнях (возможно, опосредованно). Таким образом, этот ген является негативным регулятором ряда морфогенетических преобразований, а сочетание у одного фактора таких различных функций можно считать особенностью, присущей исключительно бобовым. Дальнейшее изучение мутантов с нарушениями активности ПАМ у других представителей этого семейства может уточнить механизм такого контроля.

Поддержание недифференцированного состояния осей различных порядков и типов также осуществляется единственным геном, DET, гомологичным гену TFL1 A. thaliana [Foucher et al., 2003]. Однако, если у A. thaliana мутация tfH на фоне фасциации имеет аддитивное действие (у двойных мутантов tfl1 elvi развивается фасциированный терминальный цветок, [Clark et al., 1993]), у гороха наблюдается усиление одного из аномальных проявлений мутации det -

формируются хорошо развитые цветки, терминирующие пазушные цветоносы. Таким образом, часть негативных регуляторов размеров ПАМ (FA, FAS, NOD4) участвует в поддержании недифференцированного состояния AM пазушных цветоносов (коротких паракладиев), выступая синергистами гомологов TFL1 - DET и LF. функция TFLi-подобных генов заключается в сохранении недифференцированного состояния меристемы оси порядка п и предотвращении ее дифференцировки по типу оси порядка п+1. Для главной оси (первый порядок) у A. thaliana нарушение в работе гена TFL1 приводит к формированию меристемы цветка (ось второго порядка) в терминальном положении. Аналогично, у Р. sativum мутации в гене DET вызывают превращение меристемы главного побега (первый порядок) в цветонос, идентичный пазушному (второй порядок), а ось второго порядка терминируется флоральной меристемой (третий порядок).

Сравнение основных аспектов регуляции активности ПАМ у Pisum sativum и Arabidopsis thaliana показывает ряд сходных черт: существование большого числа негативных регуляторов размеров AM (хотя вопрос об их гомологии у различных видов остается открытым), поддержание недифференцированного состояния ПАМ гомологичными генами (TFL1 и DETILF). Значительный интерес вызывает сопряжение негативной регуляции дифференцировки AM и формирования брактей у сравниваемых видов.

Особенностью, характерной для семейства Fabaceae, можно считать сочетание генетического контроля активности AM и симбиотической фиксации атмосферного азота. Часть связей, регулирующих развитие специализированных пазушных фертильных побегов, специфична для гороха как объекта со сложным соцветием и не может быть моделирована на A. thaliana. Проблема сходства путей генетической детерминации развития сложного соцветия в разных таксонах требует самостоятельного изучения.

выводы

1. Гены FA, FAS, NOD4 и SYM28 участвуют в негативной регуляции размеров апикальной меристемы главного побега у Р. sativum и опосредованно - в формировании нормального филлотаксиса. Гены FA и FAS взаимодействуют по типу рецессивного эпистаза.

2. Ген FAS локализован в III группе сцепления между ДНК-маркерами Рерсп и АА355. Ген SYM28 локализован в V группе сцепления между ДНК-маркерами AD79 и Fbpp.

3. Ограничение размеров пула стволовых клеток и поддержание недифференцированного состояния апикальной меристемы пазушного цветоноса осуществляют гены FAS, FA и NOD4. Ген FAS не обнаруживает влияния на нодуляцию.

4. Функция гена DET у Р. sativum заключается в сохранении недифференцированного состояния меристемы оси порядка п и предотвращении ее дифференцировки по типу оси порядка п+1.

5. Ген DEH выполняет функцию поддержания пролиферативной активности апикальной меристемы побега. Мутация в этом гене имеет плейотропное проявление на AM и листьях верхних междоузлий и характеризуется неполным доминированием. Признак детерминантного типа роста, обусловленный геном DEH, обладает варьирующей экспрессивностью.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Синюшин A.A. Изучение наследования фасциации у посевного гороха (Pisum sativum L.) // Тез. докладов XII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005». Секция Биология. М.: Макс-Пресс, 2005. С. 197-198.

2. Синюшин A.A., Орлов A.B., Мосиевская М.В. Изучение генетического контроля и фенотипического проявления фасциации у гороха // Тезисы докладов XIII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006». Секция Биология. М.: Макс-Пресс,

2006. С. 208-209.

3. Синюшин A.A. Особенности морфогенеза у фасциированных форм гороха посевного (Pisum sativum L.) // Материалы l(IX) Международной Конференции молодых ботаников. СПб., 2006. С. 197.

4. Синюшин A.A., Гостимский С.А. Фасциация у гороха посевного (Pisum sativum L.): основные закономерности морфогенеза // Онтогенез. 2006. Т. 37. №6. С. 449-456.

5. Sinjushin A.A., Konovalov F.A., Gostimskii S.A. A gene for stem fasciation is localized on linkage group III // Pisum Genet. 2006. V. 38. P. 19-20.

6. Синюшин АЛ. Определение аллельных отношений между различными фасциированными линиями гороха посевного (Pisum sativum L.) // Тезисы докладов XIV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2007». Секция Биология. М.: Макс-Пресс,

2007. С. 60-61.

7. Синюшин A.A. Участие гена FAS в генетическом контроле морфогенеза побега и соцветия у гороха посевного (Pisum sativum L.) // Клеточные, молекулярные и эволюционные аспекты морфогенеза. Симпозиум с международным участием. М.: Т-во научных изданий КМК, 2007. С. 144-145.

8. Гостимский СЛ., Дрибноходова О.П., Кокаева З.Г., Коновалов Ф.А., Кузнецова О.И., Синюшин A.A., Хартина ГЛ. Исследование генома культурных растений и их сородичей применительно к генетической теории селекции: анализ молекулярно-генетического полиморфизма генома гороха и идентификация новых генов, кодирующих хозяйственно-ценных признаки // Материалы «Биоразнообразие и динамика генофондов». Подпрограмма II «Динамика генофондов». М.: ФИАН, 2007. С. 110.

9. Sinjushin A.A., Gostimskii S.A. Relationship between different fasciated lines of pea//Pisum Genet. 2007. V. 39. P. 16-18.

10 .Синюшин A.A., Гостимский СЛ. Генетический контроль признака фасциации у гороха посевного (Pisum sativum L.) // Генетика. 2008. Т. 44. №6. С. 807-814.

11. Sinjushin A., Dribnokhodova О., Kokaeva Z, Gostimskii S. Usage of molecular markers in studies of intraspecific polymorphism and gene mapping. Abstracts of International Conference «Molecular Mapping and Marker Assisted Selection in Plants». Vienna, 2008. P. 71.

12. Sinjushin A.A. Features of similarity of genetic control of stem apical meristem activity in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. and Pisum sativum L. Abstracts of 2nd Meeting of the European Society for Evolutionary Developmental Biology "Euro EvoDevo". Gent: University of Gent, 2008. P. 279-280.

13.Синюшин A.A., Гостимский C.A. Достижения и перспективы использования гороха посевного (Pisum sativum L.) в качестве модельного объекта в генетике развития растений // Успехи современной биоложи. 2008. Т. 128. №6. С. 531-541.

14.Синюшин А.А. Генетический контроль активности апикальной меристемы побега у гороха посевного (Pisum sativum L.) // Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях. М.: ИОГен, 2008. С. 65.

15.Sinjushin А.А., Konovalov F.A., Gostimskii S.A. Sym28, a gene controlling stem architecture and nodule number, is localized on linkage group VII Pisum Genet. 2008. V. 40. P.15-18.

16.Синюшин A.A. Изучение генетического контроля активности апикальной меристемы побега у гороха посевного (Pisum sativum L.) // Тезисы V Съезда Вавиловского Общества генетиков и селекционеров. Ч. 1. М., 2009. С. 157.

17.Синюшин АЛ. Эволюция соцветий в Inverted Repeat Lacking Clade (Fabaceae): терминализация или усечение? // Материалы XII Московского Совещания по филогении растений. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. С. 297-299.

БЛАГОДАРНОСТИ

В заключение, выполняя приятный долг, автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю профессору Гостимскому Сергею Александровичу за обсуждение основных положений, легших в основу настоящей работы.

Автор выражает безмерную и сердечную благодарность родным и близким, в первую очередь Синюшиной Ольге Викторовне, [Каманиной Зое Алексеевне), Синюшину Михаилу Андреевичу и Беляковой Александре Сергеевне за помощь на всех этапах подготовки и проведения научной работы, а также неоценимую поддержку во всем.

Автор благодарит к.б.н. н.с. Коновалова Федора Андреевича, за длительное и плодотворное сотрудничество и помощь при освоении ряда методик; н.с. Аш Ольгу Александровну и н.с. Хартину Галину Александровну за помощь при проведении полевых и тепличных работ; всех сотрудников, аспирантов и студентов кафедры генетики Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, способствовавших проведению настоящей работы.

За время подготовки настоящей работы ряд ее положений автор обсуждал с сотрудниками кафедры высших растений Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова - д.б.н. проф. Соколовым Дмитрием Дмитриевичем, д.б.н., проф. Лотовой Людмилой Ивановной, к.б.н. ст. преп. Федоровой Татьяной Анатольевной, к.б.н. асс. Краминой Татьяной Евгеньевной, которым автор также выражает глубокую признательность.

Отдельную благодарность автор выражает коллегам, предоставившим ценный материал для работы: д.б.н. в.н.с. Зеленову Анатолию Николаевичу (ВНИИЗБК РАСХН), д.б.н. в.н.с. Сидоровой Клавдии Кузьминичне (ИЦиГ СО РАН), д.б.н. с.н.с. Борисову Алексею Юрьевичу (ВНИИСХМ РАСХН) , Dr Mike Ambrose (John Innés Centre).

Подписано в печать:

12.04.2010

Заказ № 3534 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Синюшин, Андрей Андреевич

Список использованных сокращений.

Обозначения на осевых схемах.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Горох посевной (Pisum sativum L.) как модельный объект в генетике развития растений.

1.1.1. Генетический контроль развития цветка.

1.1.2. Генетический контроль развития корня.

1.1.3. Генетический контроль развития листа.

1.1.4. Современное состояние проблемы идентификации генов у Pisum sativum L.

1.2. Структура апикальной меристемы побега у высших растений.

1.3. Генетический контроль активности апикальной меристемы побега у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.).

1.3.1. Инициация ПАМ.

1.3.2. Поддержание пролиферативной активности ПАМ.

1.3.3. Поддержание постоянного объема ПАМ.

1.3.3.1. Негативная регуляция активности гена WUSCHEL.

1.3.3.2. Позитивная регуляция активности гена WUSCHEL.

1.3.4. Формирование латеральных производных.

1.4. Генетический контроль активности апикальной меристемы побега у гороха (Pisum sativum L.).

Глава 2. Материалы и методы.

2.1. Линии, использованные в работе, и условия культивирования.

2.2. Выделение ДНК.

2.3. Полимеразная цепная реакция.

2.4. Обработка ПЦР-фрагментов эндонуклеазами рестрикции.

2.5. Фракционирование фрагментов ДНК.

2.6. Изучение анатомии и микроструктуры клеток.

2.7. Сканирующая электронная микроскопия.

2.8. Локализация на генетической карте.

Глава 3. Результаты и обсуждение.

3.1. Негативная регуляция размеров ПАМ у гороха.

3.1.1. Фенотипическая характеристика фасциированных форм.

3.1.1.1. Морфология мутантов.

3.1.1.2. Анатомия фасциированных мутантов.

3.1.1.3. Различия в проявлении фасциации у изучаемых линий.

3.1.1.4. Фасциация цветка.

3.1.1.5. Продуктивность фасциированных форм.

3.1.2. Тесты на аллелизм между изучаемыми линиями.

3.1.3. Гибридологический анализ наследования фасциации.

3.1.4. Определение положения генов на генетической карте.

3.1.4.1. Локализация гена, ответственного за развитие фасциации у мутанта «Штамбовый».

3.1.4.2. Локализация гена N004.

3.1.4.3. Уточнение положения гена РЛ.

3.1.5. Изучение меж- и внутривидового полиморфизма предполагаемых гомологов генов С1Л/2 и ГЛ52.

3.1.6. Участие генов, регулирующих размер ПАМ, в контроле процесса нодуляции.

3.2. Сохранение недифференцированного состояния ПАМ.

3.2.1. Фенотипическая характеристика мутанта det.

3.2.2. Гибридологический анализ наследования гена ОЕТ.

3.2.3. Определение положения гена ОЕГ на генетической карте.

3.2.4. Взаимодействие с другими генами, контролирующими активность ПАМ.

3.3. Поддержание пролиферативной активности ПАМ.

3.3.1. Анализ фенотипа мутантов с/е/7 в сравнении с нормой.

3.3.2. Гибридологический анализ наследования признака детерминантного типа роста.

3.3.3. Определение положения гена ОЕН на генетической карте.

3.3.4. Взаимодействие гена ОЕН с другими генами, регулирующими активность ПАМ.

3.4. Регуляция активности апикальной меристемы пазушного цветоноса

3.4.1. Фенотипическая характеристика мутантов с нарушениями формирования пазушного цветоноса.

3.4.1.1. Морфология пазушного цветоноса у различных линий.

3.4.1.2. Симметрия цветка, терминирующего пазушный цветонос.

3.4.2. Возможное сочетание генетического контроля развития ПАМ и пазушного цветоноса.

3.5. Взаимодействие генов, участвующих в генетическом контроле активности ПАМ у гороха.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изучение генетического контроля активности апикальных меристем у гороха посевного"

Актуальность проблемы

Изучение разнообразия и динамики развития живых организмов показывает, что на всех уровнях организации жизни наблюдается изменение тех или иных форм и структур во времени. Применительно к таксономическому уровню этот процесс принято называть филогенезом. В отношении индивидуального организма под этой динамикой понимают индивидуальное развитие, то есть онтогенез.

В ходе жизни организма происходит образование новых и преобразование уже имеющихся форм и структур - от внутриклеточных до макроскопических. Изучение онтогенеза и, в частности, морфогенеза представляется одной из центральных задач биологии в целом. Существуют разные взгляды на роль наследственной информации в ходе этих процессов. Преобладающим в современной биологии является положение, согласно которому развитие организма является результатом реализации некоторой программы, носителем которой являются матрицы нуклеиновых кислот. Таким образом, можно говорить о наследственности и изменчивости в процессах развития, являющихся предметом изучения генетики развития.

Такая точка зрения не является единственно возможной. Так, известно авторитетное (при всей парадоксальности) мнение, что «генетические факторы при всей своей важности вовсе не содержат в себе сколько-нибудь однозначной информации о развитии» [Белоусов, 2009: 30]. Хотя это заключение было сформулировано на основании наблюдений за онтогенезом животных, в развитии растений также известны процессы, имеющие, как кажется, лишь косвенную генетическую регуляцию (например, определение положения органов цветка и филломов побега находится в зависимости от размера флоральной меристемы [Callos, Medford, 1994]). Тем не менее, роль наследственных факторов в развитии организмов не подлежит сомнению и требует детального изучения.

Изучение основных закономерностей развития тех или иных признаков целесообразно проводить с использованием модельных организмов - видов, которые по ряду причин (удобство культивирования, плодовитость, короткий жизненный цикл, наличие большого числа признаков с контрастным проявлением) удобны в экспериментальной работе. В биологии развития растений такими моделями стали резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.: Brassicaceae), львиный зев (Antirrhinum majus L.: Scrophulariaceae) и рис (Oryza sativa L.: Poaceae). Очевидно, что результаты, полученные при работе с этими видами, зачастую не могут быть напрямую аппроксимированы на все покрытосеменные растения. Это связано в первую очередь с однотипным строением соцветия и листа (простые) у A. thaliana и A. majus, что затрудняет моделирование процессов морфогенеза у видов со сложным соцветием или сложным листом. Кроме того, резуховидка и львиный зев принадлежат к двум подклассам1 из пяти в составе покрытосеменных (Rosidae и Asteridae соответственно), а рис относится к очень специализированному семейству; таким образом, во многом малоизученной остается значительная часть современного разнообразия покрытосеменных растений. С другой стороны, в свете концепции гомологических рядов в наследственной изменчивости [Вавилов, 1935], использование модельных объектов делает возможным распространение полученных выводов на определенное число родственных форм.

Это обстоятельство убеждает в необходимости по возможности детального исследования других, немодельных, видов, руководствуясь в первую очередь их систематическим положением (определенный интерес вызывают базальные таксоны и группы в «узлах» системы) или особенностями строения. Дополнительной стратегией может стать интеграция знаний, получаемых специалистами (генетиками, физиологами) при работе с модельными объектами, и информации, имеющейся в отношении немодельных видов, их морфологии, анатомии и др. [Bolker, 1995].

Изучение изменчивости морфологических признаков и особенностей наследования тех или иных их проявлений преследует и очевидную практическую цель. Так, селекция растений традиционно вовлекает в процесс создания новых высокопродуктивных сортов и линий формы, несущие морфологические мутации. В ряде работ было убедительно показано, что закрепление в генотипе сорта некоторых морфологических мутаций не приводит к достоверному снижению продуктивности и устойчивости к неблагоприятным факторам (например, [Яковлев, 1992]), что сделало возможным работу с измененными морфотипами. Основным вектором культурной эволюции ряда видов стал отбор высокопродуктивных форм с необычным габитусом (карликовых, фасциированных, с" ограниченным ростом) или иными наследственно

1 Ранг этих таксонов остается дискуссионным [Зитте и др., 2007]. 8 закрепленными аномалиями развития (например, измененной структурой листа или цветка). Своеобразной особенностью культурной эволюции бобовых является ее направление, противоположное естественной эволюции. Так, если эволюция семейства в целом представляется связанной с редукцией (обеднение соцветий, упрощение структуры листа, уменьшение числа семязачатков и т.д.), то культурная эволюция направлена на закрепление проявлений признаков скорее анцестрального характера [Зеленов, 1994]. Таким образом, информация о наследовании и особенностях проявления морфологических признаков имеет большое практическое значение. Типичной для большинства бобовых особенностью следует считать способность к симбиотической фиксации атмосферного азота (нодуляции), которая представляет собой сложный многокомпонентный процесс с самостоятельной генетической регуляцией [Тихонович, Проворов, 2003]. Эволюционные аспекты формирования способности к нодуляции могут быть моделированы исключительно на представителях семейства Fabaceae, среди которых горох посевной (Pisum sativum L.) является одним из наиболее изученных и широко используемых в экспериментальной работе. Дополнительным аргументом может служить тот факт, что именно горох был первым объектом генетических исследований в классических опытах Г. Менделя [Mendel, 1866] Кроме того, закрепление в генотипе сортов хозяйственно ценных культур высокой активности симбиотической азотфиксации является одним из приоритетных практических направлений.

Идентификация ключевых генов, вовлеченных в регуляцию процессов морфогенеза у видов, имеющих хозяйственную ценность, также может создавать основу для существенного расширения спектра исходного материала в селекции этих культур методами генетической инженерии. В этой связи выявление и анализ основных морфогенетических регуляторов (в первую очередь генетических и в том числе путем поиска гомологии между различными видами) представляется чрезвычайно важной и востребованной задачей частной генетики растений.

В отношении гороха посевного получены многие данные относительно генетического контроля сложных процессов - таких, например, как нодуляция [Тихонович, Проворов, 2003; Borisov et al., 2004], морфогенез сложного листа [Hofer et al., 2009] и зигоморфного цветка [Wang et al., 2008]. В то же время некоторые аспекты, среди которых - генетический контроль активности апикальной меристемы побега или морфогенеза соцветия, изучены фрагментарно [Singer et al., 1999] или не исследованы вовсе. Изучение числа, характера наследования, фенотипического проявления и взаимодействия генов, участвующих в регуляции этих процессов, является актуальной и востребованной задачей современной генетики развития.

Цель настоящей работы - изучение генетического контроля активности апикальной меристемы побега (ПАМ) у гороха посевного (Pisum sativum L.). Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучение фенотипического проявления мутаций, нарушающих различные аспекты функционирования ПАМ.

2. Определение числа, особенностей наследования и характера взаимодействия генов, регулирующих активность ПАМ.

3. Исследование влияния генов, осуществляющих негативную регуляцию размеров ПАМ, на формирование симбиотических клубеньков на корнях.

4. Локализация генов, вовлеченных в контроль активности ПАМ, на генетической карте.

5. Построение схемы генетической регуляции активности ПАМ у гороха.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Синюшин, Андрей Андреевич

Выводы

3. Ограничение размеров пула стволовых клеток и поддержание недифференцированного состояния апикальной меристемы пазушного цветоноса осуществляют гены FAS, FA vi NOD4. Ген FAS не обнаруживает

• влияния на нодуляцию.

Список публикаций по материалам диссертации

3. Синюшин A.A. Особенности морфогенеза у фасциированных форм гороха посевного (Pisum sativum L.) II Материалы l(IX) Международной Конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге. 21-26 мая 2006 г. СПб., 2006. С. 197.

4. Синюшин A.A., Гостимский С.А. Фасциация у гороха посевного (Pisum sativum L.): основные закономерности морфогенеза // Онтогенез. 2006. Т. 37. №6. С. 449-456. Рез. англ.

5. Sinjushin A.A., Konovalov F.A., Gostimskii S.A. A gene for stem fasciation is localized on linkage group III // Pisum Genet. 2006. V. 38. P. 19-20.

6. Синюшин A.A. Определение аллельных отношений между различными фасциированными линиями гороха посевного (Pisum sativum L.) // Тезисы докладов XIV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2007». Секция Биология. Москва, 11-14 апреля 2007 г. М.: Макс-Пресс, 2007. С. 60-61.

7. Синюшин A.A. Участие гена FAS в генетическом контроле морфогенеза побега и соцветия у гороха посевного (Pisum sativum L.) II Клеточные, молекулярные и эволюционные аспекты морфогенеза. Симпозиум с международным участием. Москва, 9-11 октября 2007 г. М.: Т-во научных изданий КМК, 2007. С. 144-145.

8. Гостимский С.А., Дрибноходова О.П., Кокаева З.Г., Коновалов Ф.А., Кузнецова О.И., Синюшин A.A., Хартина Г.А. Исследование генома культурных растений и их сородичей применительно к генетической теории селекции: анализ молекулярно-генетического полиморфизма генома гороха и идентификация новых генов, кодирующих хозяйственно-ценных признаки Материалы «Биоразнообразие и динамика генофондов». Подпрограмма II «Динамика генофондов». М.: ФИАН, 2007. С. 110.

9. Sinjushin А.А., Gostimskii S.A. Relationship between different fasciated lines of pea // Pisum Genet. 2007. V. 39. P. 16-18.

10 .Синюшин A.A., Гостимский C.A. Генетический контроль признака фасциации у гороха посевного (Pisum sativum L.) // Генетика. 2008. Т. 44. №6. С. 807-814. Рез. англ. (Sinjushin А.А., Gostimskii S.A. Genetic control of fasciation in pea // Rus. J. Genet. 2008. V. 44. № 6. P. 702-708.)

11. Sinjushin A., Dribnokhodova O., Kokaeva Z., Gostimskii S. Usage of molecular markers in studies of intraspecific polymorphism and gene mapping. Abstracts of International Conference «Molecular Mapping and Marker Assisted Selection in ■ Plants». Vienna, Austria, 3-6 February 2008. P. 71. Sinjushin A.A. Features of similarity of genetic control of stem apical meristem activity in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. and Pisum sativum L. Abstracts of 2nd Meeting of the European Society for Evolutionary Developmental Biology "Euro EvoDevo". Gent, Belgium, 29 July -1 August 2008. P. 279-280.

13.Синюшин А.А., Гостимский C.A. Достижения и перспективы использования гороха посевного (Pisum sativum L.) в качестве модельного объекта в генетике развития растений // Успехи современной биологии. 2008. Т. 128. №6. С. 531-541. Рез. англ.

14. Синюшин А.А. Генетический контроль активности апикальной меристемы побега у гороха посевного (Pisum sativum L.) // Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях. Звенигород, 7-12 декабря 2008 г. М.: ИОГен, 2008. С. 65.

15. Sinjushin A.A., Konovalov F.A., Gostimskii S.A. Sym28, a gene controlling stem architecture and nodule number, is localized on linkage group V // Pisum Genet. 2008. V. 40. P.15-18.

16.Синюшин А.А. Изучение генетического контроля активности апикальной меристемы побега у гороха посевного (Pisum sativum L.) // Тезисы V Съезда Вавиловского Общества генетиков и селекционеров. Ч. 1. Москва, 21-28 июня 2009 г. М., 2009. С. 157.

17.Синюшин А.А. Эволюция соцветий в Inverted Repeat Lacking Clade (Fabaceae): терминализация или усечение? // Материалы XII Московского Совещания по филогении растений. Москва, 2-7 февраля 2010 г. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. С. 297-299.

Благодарности

Автор выражает безмерную и сердечную благодарность родным и близким, в первую очередь Синюшиной Ольге Викторовне, Каманиной Зое Алексеевне

Синюшину Михаилу Андреевичу и Беляковой Александре Сергеевне за помощь на всех этапах подготовки и проведения научной работы, а также неоценимую поддержку во всем.

Заключение

Изучение регуляции активности побеговой апикальной меристемы (ПАМ) представляет собой чрезвычайно актуальное направление генетических исследований. Разнообразие жизненных форм растений чрезвычайно велико и не может быть полностью моделировано с использованием небольшого числа объектов. Таким образом, значительный интерес представляет в этой связи изучение генетического контроля морфогенеза у видов с различной архитектурой побега, среди которых горох посевной (Pisum sativum L.) представляется одним из самых удобных для работы. Кроме того, известная хозяйственная значимость этого вида позволяет оценить исследования его морфогенеза как практически значимые и востребованные. v

Проведенная работа посвящена изучению генетического контроля активности апикальной меристемы побега у гороха посевного. При этом был проведен отдельный анализ активности меристемы главного побега и специализированных побегов второго порядка - пазушных цветоносов. Именно этот аспект морфогенеза составляет особый теоретический интерес и не может быть изучен на традиционных модельных объектах, обладающих простым соцветием - Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (Brassicaceae) и Antirrhinum majus L. (Scrophulariaceae). Кроме того, было предложено анализировать активность апикальной меристемы как совокупность нескольких параллельных процессов, или модусов (в норме не разделяющихся во времени): инициации, пролиферации, поддержания постоянного объема и недифференцированного состояния, формирования латеральных органов.

На первом этапе работы были изучены 8 форм гороха различного происхождения, маркированных признаком фасциации побега. Было показано, что эти формы несут мутации в одном из четырех генов (FA, FAS, SYM28, NOD4)\ при этом аллели, определяющие аномалии развития побега, рецессивны по отношению к аллелям, контролирующим развитие нормального стебля. Гены FA и FAS взаимодействуют по типу комплементарности. Изучение фенотипа фасциированных форм в сравнении с контролем показало, что все они характеризуются увеличением апикальной меристемы уже на стадии проростков. Меристема из полусферической, характерной для нормальных растений, становится гребневидной или, реже, кольцевидной; ее увеличение сопровождается нарушениями филлотаксиса. Таким образом, было сделано заключение, что в норме гены FA, FAS, SYM28 и NOD4 осуществляют негативную регуляцию размеров ПАМ и опосредованно участвуют в формировании нормального листорасположения. Данные литературы указывают на возможность участия негативных регуляторов размеров ПАМ у Бобовых в контроле симбиотической азотфиксации (нодуляции). Проведенные наблюдения за числом симбиотических клубеньков на корнях фасциированных форм показали, что достоверное превышение контроля наблюдаются только у мутанта nod4.

Изучение ряда количественных признаков, определяющих продуктивность растений гороха, у фасциированных и нормальных форм показало, что суммарная продуктивность растений с нарушениями морфогенеза побега не отличается от таковой у нефасциированных форм, и признак фасциации может быть оценен как не влияющий на продуктивность.

С помощью анализа независимости наследования генов, мутации в которых приводят к фасциации, морфологических и молекулярных (CAPS, SSR) маркеров, удалось определить положение двух негативных регуляторов размеров ПАМ на генетической карте. Так, ген FAS сцеплен с маркерами ДНК-маркерами Рерсп и АА355 111 группы сцепления. Явление выраженной макросинтении хромосом гороха и родственного бобового, люцерны Medicago truncatula, позволило провести поиск предполагаемых ортологов в синтенном районе физической карты люцерны. Было показано, что в этой области генома М. truncatula локализован фрагмент, сходный по последовательности с геном CLAVATA3 A. thaliana, известным как негативный регулятор активности ПАМ. Вопрос об идентичности этих факторов требует дополнительного изучения.

Ген SYM28 обнаружил сцепление с ДНК-маркерами AD79 и Fbpp V группы и близок по положению к гену NOD4. В синтенном районе генома люцерны расположены последовательности, сходные с генами CLAVATA2 и FASCIATA1 А. thaliana. Использование последовательности, сходной с геном FAS1, в качестве молекулярного маркера при картировании гена SYM28, показало отсутствие косегрегации (и, следовательно, идентичности) этих маркеров.

Следующий этап работы был связан с изучением мутанта determinate (det), для которого характерно превращение ПАМ в цветонос, сходный с пазушным. Изучение фенотипа этого мутанта показало, что для него в ряде случаев характерна гибридизация программ развития цветоноса и вегетативного побега на границе этих органов: последний латеральный побег приобретает черты цветка, а кроющий лист зачастую редуцирован, т.е. обладает признаками брактеи.

Пазушные цветоносы этого мутанта в ряде случаев завершаются редуцированной цветочной почкой, что указывает на сложную функцию гена DET в морфогенезе: его роль заключается в поддержании недифференцированного состояния AM оси порядка п путем предотвращения ее дифференцировки по типу оси порядка п+1.

Также в ходе работы был исследован мутант determinate habit (deh). При детальном изучении его фенотипа было показано, что раннее отмирание точки роста сочетается с нарушениями развития прилистников (реже листьев): они имеют малую площадь, часто асимметричны, клетки эпидермиса недоразвиты. Между суммарной площадью прилистников и числом репродуктивных узлов (т.е. временем пролиферации ПАМ) зависимости обнаружено не было; таким образом, редукцию прилистников и прекращение пролиферации ПАМ логичнее рассматривать как элементы плейотропного проявления мутации, а не как причину и следствие.

Гибридологический анализ наследования мутации deh показал во всех случаях достоверное отклонение наблюдаемого расщепления от ожидаемого в случае моногенных различий между родительскими формами и взаимодействием аллелей по типу полного доминирования нормы. Факторный анализ ряда количественных признаков гибридов первого поколения от скрещивания мутанта с нормальными растениями выявил полудоминантный характер наследования мутации deh.

Особый интерес представляет регуляция активности AM специализированных осей второго порядка - пазушных цветоносов. В норме их AM пролиферирует недолго, производит два цветка и прекращает рост, образуя стерильный отросток. У ряда мутантов (det, fa, fas, nod4) были обнаружены нарушения этого процесса: ось цветоноса завершалась цветочной почкой или цветком аномального строения с хорошо развитым околоцветником, часто формировались брактеи. Усиление проявления этой аномалии наблюдали у двойных мутантов det fas и If fas\ известно, что гены DET и LF являются ортологами гена TERMINAL FLOWER1 (TFL1) A. thaliana, предотвращающего образование терминального цветка. Таким образом, гены FA, FAS и NOD4 регулируют активность меристемы не только главного побега, но и пазушного цветоноса. Ортологи гена TFL1 отчасти сохраняют свои функции и у гороха.

Изучение фенотипа двойных мутантов показало, что рецессивный аллель deh в комбинации с мутациями в негативных регуляторах размеров ПАМ демонстрирует аддитивное действие. Двойные мутанты det fa и det fas формируют многоцветковый терминальный цветонос, т.е. имеют особый фенотип, отличный от родительских форм.

Сопоставление данных, полученных в ходе оригинальной работы для гороха и известных из литературы для А. ИпаНапа, показывает, что некоторые аспекты регуляции у этих видов сходны (например, необычным выглядит сохраняющееся сопряжение генетического контроля подавления образования терминального цветка и брактей). Уникальной для гороха (и семейства РаЬасеае в целом) особенностью следует считать регуляцию активности АМ вегетативного и специализированного генеративного побегов одними и теми же генами. Ген Л/004 в этой связи представляет собой уникальный регулятор, который - единственный из известных - осуществляет негативный контроль размеров ПАМ главного побега, поддержания недифференцированного состояния АМ пазушного цветоноса и подавления формирования симбиотических клубеньков на корнях. Кроме того, ген ОЕТ имеет у объекта со сложным соцветием ряд особенностей активности, которые отличают его от ортологичного гена у растения с простым соцветием.

Настоящая работа, таким образом, представляет результат изучения активности апикальных меристем побега у гороха посевного с применением различных подходов в исследовании характера наследования, проявления и взаимодействия основных генов, вовлеченных в этот ключевой аспект морфогенеза.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Синюшин, Андрей Андреевич, Москва

1. Атабекова А.И. Полиэмбриония, многосемядольность и фасциациябобовых// Бюлл. главн. бот. сада. 1957. Т. 28. С. 65-70.

2. Атабекова А.И. Структурные изменения плода люпина // Бюлл. главн.бот. сада. 1959. Т. 35. С. 58-61.

3. Бабайцева Т.А. Создание исходного материала для селекциитехнологичных сортов гороха в условиях Волго-Вятской зоны России. Автореф. . канд. с.-х. наук. Киров, 1996. 20 с.

4. Барыкина Р.П., Веселова Т.Д., Девятое А.Г., Джалилова XX., Ильина

5. Г.М., Чубатова Н.В. Основы микротехнических исследований в ботанике. М.: Издательство кафедры высших растений МГУ, 2000. 128 с.

6. Белоусов Л.В. Морфогенез, морфомеханика и геном // Информационныйвестник ВОГиС. 2009. Т. 13. № 1. С. 29-36.

7. Вавилов Н.И. Закон гомологических рядов в наследственнойизменчивости. М.-Л.: Сельхозгиз, 1935. 56 с.

8. Ежова Т.А., Ондар У.Н., Солдатова О.П., Кузнецова Т.В. Изучение ролгена ABRUPTUS в дифференцировке цветоносов у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. //ДАН. 1997. Т. 354. № 6. С. 839-842.

9. Ежова Т.А., Пенин A.A. Новый ген BRACTEA (BRA), контролирующийформирование открытого абрактеозного соцветия у Arabidopsis thaliana И Генетика. 2001. Т. 37. № 10. С. 935-938.

10. Зеленое А.Н. Оригинальный мутант гороха // Селекция и семеноводство.1991. №2. С. 33-34.

11. Зеленое А.Н. Культурная эволюция гороха посевного // Генетика. 1994.1. Т. 30. Приложение. С. 55.

12. Зеленое А.Н., Амелин A.B., Новикова Н.Е. Перспективы использованияновой селекционной формы гороха хамелеон //Доклады РАСХН. 2000. №4. С. 15-17.

13. Зитте П., Вайлер Э.В., Кадерайт Й.В., Брезински А., Кернер К

14. Ботаника (учебник для вузов). Т. 3. М.: ИЦ Академия, 2007. С. 416-508.

15. Зубов А.Е., Князькова С.Р. Хозяйственное значение и селекционнаяценность новой формы зернового гороха с детерминантным типом роста//Доклады ВАСХНИЛ. 1989. № 12. С. 16-19.

16. ИмсА. Морфология цветковых растений. М.: Мир, 1964. 500 с.

17. Коммерческие сорта полевых культур Российской Федерации (ред. A.C.

18. Семин). М.: ИКАР, 2003. С. 143-158.

19. Кондыков И.В., Зотиков В.И., Зеленое А.Н., Кондыкова H.H., Уваров В.Н.

20. Биология и селекция детерминантных форм гороха. Орел: Картуш, 2006. 120 с.

21. Коновалов Ф.А. Картирование и молекулярно-генетический анализ геновгороха (Pisum sativum L.). Автореф. дисс. . канд. биол. наук. М.: МАКС-Пресс, 2006. 24 с.

22. Коновалов Ю.Б., Кпочко H.A., Аникеева Н.Ф. Индуцированный мутантлюпина узколистного // Известия ТСХА. 1989. Т. 5. С. 185-188.

23. Кострикова J1.H. Случаи аномального строения цветка гибридных формгороха II Вестник МГУ. Серия Биология. 1967. №1. С. 46-51.

24. Левитский Г.А. Морфология хромосом // Тр. прикл. бот., генет. и сел.1931. Т. 27. № 1. С. 50-52.

25. Лодкина М.М. Черты морфологической эволюции растений,обусловленные спецификой их онтогенеза //Журн. общ. биол. 1983. Т. 44. № 2. С. 239-253.

26. Макашева Р.Х. Зерновые бобовые культуры: горох // Культурная флора

27. СССР. Т. 4. Л.: Колос, 1979. 324 с.

28. Макашева Р.Х., Дрозд A.M., Адамова О.П., Голубев A.A. Многолетнийгорох//Тр. прикл. бот., генет. и сел. 1973. Т. 51. Вып. 1. С. 44-56.

29. Мартынов В.В., Цветков И.Л., Хавкин Э.Е. Ортологи гена арабидопсиса

30. CLAVATA1 у культурных форм Brassicaceae // Онтогенез. 2004. Т. 35. № 1. С. 41-46.

31. Паришкура И.С. О штамбовости у гороха и селекции на неполегаемость

32. Вестник с.-х. науки. 1968. № 9. С. 43-45.

33. Пенин A.A., Чуб В.В., Ежова Т.А. Правила формирования терминальногоцветка // Онтогенез. 2005. Т. 36. № 2. С. 90-95.

34. Пенин A.A., Будаев P.A. Редукция брактей в семействе Cruciferae:генетический контроль и эволюция // Экологическая генетика. 2006. Т. 4. № 3. С. 29-35.

35. Першина Л.А., Хвостова В.В. Феногенетика мутантов гороха сизмененной структурой стебля // Цитогенетика гибридов, мутаций и эволюция кариотипа (ред. Хвостова В.В.). Новосибирск: Наука (Сибирское отделение), 1977. С. 167-181.

36. Петелина H.H., Кадырова Ф.З. О роли фасциаций в селекции гречихипосевной на примере сорта Казанка // Селекция и семеноводство. 1998. № 1. С. 7-8.

37. Попова И.А. Характеристика некоторых мутантных линий овощногогороха // Химический мутагенез и создание селекционного материала. М.: Наука, 1972. С. 261-264.

38. Ремизова М.В. Строение, развитие и эволюция цветка у некоторыхпримитивных однодольных. Автореф. дисс. . канд. биол. наук. М.: Соцветие красок, 2007. 16 с.

39. Рехматулла А., Гостимский С.А. Цитогенетический анализморфологических мутантов гороха // Биол. науки. 1976. № 5. С. 107112.

40. Саматадзе Т.Е., Муравенко О.В., Болшева Н.Л., Амосова A.B.,

41. Гостимский С.А., Зеленин A.B. Изучение хромосом сортов и транслокационных линий гороха посевного (Pisum sativum L.) с использованием FISH, Ag-ЯОР и DAPI- дифференциального окрашивания // Генетика. 2005. Т. 41. № 12. С. 1665-1673.

42. Сахаров В.В. Многогранные семена и фасциация у тетраплоиднойпосевной гречихи // Генетические механизмы селекции и эволюции (ред. Шевченко В.А.). М.: Наука, 1986. С. 17-33.

43. Сидорова К.К. Изучение аллелизма у фенотипически сходных мутантовгороха в связи с законом гомологических рядов в наследственной изменчивости // Генетика. 1970. Т. 6. С. 23-35.

44. Сидорова К.К., Ужинцева Л.П. Использование мутантов для выявлениягенов, контролирующих симбиотические признаки у гороха // Генетика. 1992. Т. 28. №4. С. 144-151.

45. Сидорова К.К., Ужинцева Л.П. Локализация мутантного гена nod4,контролирующего супернодуляцию у гороха // ДАН. 1994. Т. 336. № 6. С. 847-849.

46. Синюшин A.A. Фасциация цветка. I. Происхождение увеличенноймеристемы // Вестн. МГУ. Сер. 16. Биология. 2010. В печати.

47. Синюшин A.A., Гостимский С.А. Достижения и перспективыиспользования гороха посевного (Pisum sativum L.) в качестве модельного объекта в генетике развития растений // Успехи современной биологии. 2008. Т. 128. №6. С. 531-541.

48. Синюшин A.A., Гостимский С.А. Фасциация у гороха посевного:основные закономерности морфогенеза // Онтогенез. 2006. Т. 37. № 6. С. 449-456.

49. Тихонович И.А., Проворов H.A. Симбиогенетика микробно-растительныхвзаимодействий // Экологическая генетика. 2003. Т. 1. С. 36-46.

50. Фучжун П., Гостимский С.А. Исследование транслокаций у гороха //

51. Генетика. 1998. Т. 34. № 9. С. 1269-1276.

52. Чегамирза К. Молекулярно-генетическое картирование локусовкачественных и количественных признаков у гороха. Дисс. . канд. биол. наук. М., 2004. 139 с.

53. Чуб В.В., Пенин A.A. Структура цветка Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.:разметка положения органов // Онтогенез. 2004. Т. 35. № 4. С. 280-284.

54. Шевченко В.А. Детерминантный неосыпающийся мутант гороха // НТБ

55. ВНИИЗБК. 1993. № 37. С. 8-9.

56. Шевченко В.А., Шевченко И.А. Генетические особенности двух типовдетерминантности растений гороха / Методы интенсификации селекционного процесса. Одесса: ВАСХНИЛ (Южное отделение), Всесоюзн. сел.-ген. инст-т, 1990. С. 52-53.

57. Яковлев В.Л. Интродукция генов af, det и deh в генотипвысокоурожайного сорта гороха Смарагд / Совершенствование селекции и технологии возделывания зерновых бобовых и крупяных культур. Орел: ВНИИЗБК, 1992. С. 27-34.

58. Aida M., Ishida T., Fukaki H., Fujisawa H., Tasaka M. Genes involved inorgan separation in Arabidopsis: an analysis of cup-shaped cotyledons mutant// Plant Cell. 1997. V. 9. P. 841-857.

59. Albertsen M.C., Curry T.M., Palmer R.G., Lamotte C.E. Genetics andcomparative growth morphology of fasciation in soybeans (Glycine max (L.) Merr.) // Bot. Gaz. 1983. V. 144. № 2. P. 263-275.

60. Ambrose M.J. Floral abnormalities in the fasciated line G38E // Pisum Genet.1993. V. 25. P. 15-16.

61. Barton M.K., Poethig R.S. Formation of the shoot apical meristem in

62. Arabidopsis thaliana: an analysis of development in the wild-type and shoot meristemless mutant// Development. 1993. V. 119. P. 823-831.

63. Bennett S.R.M., Alvarez J., Bossinger В., Smyth D.R. Morphogenesis inpinoid mutants of Arabidopsis thaliana II Plant J. 1995. V. 8. № 4. P. 505520.

64. Binggeli P. Occurrence and causes of fasciation // Cecidology. 1990. V. 5. P.57.62.

65. Blixt S. The ageotropum mutant // Pisum Newslett. 1970. V. 2. P. 11-12.

66. Blixt S. Mutation genetics in Pisum // Agri Hortique Genetica. 1972. V. 30. P.1.293.

67. Blixt S. Linkage studies in Pisum. XV Establishing the rms-gene and thelinkage of rms and fas in chromosome 3 // Agri Hortique Genetica. 1976. V. 34. P. 83-87.

68. Bolker J.A. Model systems in developmental biology // BioEssays. 1995. V.17. № 5. P. 451-455.

69. Borisov A.Y., Danilova T.D., Koroleva T.A., Naumkina T.S., Pavlova Z.B.,

70. Bradley D., Carpenter R., Copsey L, Vincent C., Rothstein S., Coen E.

71. Control of inflorescence architecture in Antirrhinum II Nature. 1996. V. 379. P. 791-797.

72. Brauner S., Murphy R.L., Walling J.G., Przyborowski J., Weeden N.F. STSmarkers for comparative mapping in legumes // J. Amer. Soc. Hort. Sci. 2002. V. 127. № 4. P. 616-622.

73. Burglin T.R. Analysis of TALE superclass homeobox genes (MEIS, PBC,

74. KNOX, Iroquois, TGIF) reveals a novel domain conserved between plants and animals // Nucl. Ac. Res. 1997. V. 25. № 21. P. 4173-4180.

75. Callos J.D., Medford J.I. Organ positions and pattern formation in the shootapex//Plant J. 1994. V. 6. P. 1-7.

76. Catalogue of Pisum genetic stock in John Innes Centre,http://www.jic.ac.uk/germplas/pisum/pgs2.txt.

77. Choi H.K., Mun J.H., Kim D.J., Zhu H., Baek J.M., Mudge J., Roe B., Ellis N.,

78. Doyle J., Kiss G.B., Young N.D., Cook D.R. Estimating genome conservation between crop and model legume species // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. V. 101. № 43. P. 15289-15294.

79. Clark S.E., Running M.P., Meyerowitz E.M. CLAVATA1, a regulator ofmeristem and flower development in Arabidopsis II Development. 1993. V. 119. P. 397-418.

80. Clark S.E., Jacobsen S.E., Levin J.Z., Meyerowitz E.M. The CLAVATA and

81. SHOOT MERISTEMLESS loci competitively regulate meristem activity in Arabidopsis// Development. 1996. V. 122. P. 1567-1575.

82. Coen E., Meyerowitz E. The war of the whorls: genetic interactions flowerdevelopment// Nature. 1991. V. 353. P. 31-37.

83. Compton R.H. The anatomy of the Mummy Pea // New Phytol. 1911. V. 10. P.249.255.

84. Cooper L.D., Doss R.P., Price R., Peterson K, Oliver J.E. Application of

85. Bruchin B to pea pods results in the up-regulation of CYP93C18, a putative isoflavone synthase gene, and an increase in the level of pisatin, an isoflavone phytoalexin // J. Exp. Bot. 2005. V. 56. № 414. P. 1229-1237.

86. Davies B., Cartolano M., Schwarz-Sommer Z. Flower development: the

87. Antirrhinum perspective //Adv. Bot. Res. 2006. V. 44. P. 279-323.

88. Ellis T.H.N., Poyser S.J. An integrated and comparative view of pea geneticand cytogenetic maps // New Phytol. 2002. V. 153. P. 17-25.

89. Ellis T.H., Turner L, Hellens R.P., Lee D., Harker C.L., Enard C., Domoney

90. C., Daves D.R. Linkage maps in pea // Genetics. 1992. V. 130. № 3. P. 649663.

91. Ferrandiz C., Navarro C., Gomez M.D., Canas L.A., Beltran J.P. Flowerdevelopment in Pisum sativum: from the war of the whorls to the battle of the common primordia // Dev. Genet. 1999. V. 25. № 3. P. 280-290.

92. Foucher F., Morin J., Courtiade J., Cadioux S., Ellis N., Banfield M.J.,

93. Rameau C. DETERMINATE and LATE FLOWERING are two TERMINAL FLOWER1JCENTRORADIALIS homologs that control two distinct phases of flowering initiation and development in pea // Plant Cell. 2003. V. 15. P. 2742-2754.

94. Furutani M., Vernoux T., Traas J., Kato T., Tasaka M., Aida M. PIN

95. FORMED1 and PINOID regulate boundary formation and cotyledon development in Arabidopsis embryogenesis // Development. 2004. V. 131. № 20. P. 5021-5030.

96. Gifford E.M., Corson G.E. The shoot apex in seed plants // Bot. Rev. 1971. V.37. P. 143-221.

97. Gourlay C.W., Hofer J.M.I., Ellis T.H.N. Pea compound leaf architecture isregulated by interactions among the genes UNIFOLIATA, COCHLEATA, AFILA, and TENDRIL-LESS// Plant Cell. 2000. V. 12. P. 1279-1294.

98. Guyomarc'h S., Vernoux T., Traas J., Zhou D.-X., Delarue M. MGOUN3, an

99. Arabidopsis gene with TetraTricoPeptide-Repeat related motifs, regulates meristem cellular organization // J. Exp. Bot. 2004. V. 55. № 397. p. 673684.

100. Haughn G.W., Somerville C.R. Genetic control of morphogenesis in

101. Arabidopsis// Devel. Genet 1988. V. 9. P. 73-89.

102. Hecht V., Foucher F., Ferrandiz C., Macknight R., Navarro C., Morin J., Vardy

103. M.E., Ellis N., Beltran J.P., Rameau C., Weller J.L. Conservation of Arabidopsis flowering genes in model legumes // Plant Physiol. 2005. V. 137. P. 1420-1434.

104. Hofer J., Turner L., Hellens R., Ambrose M., Matthews P., Michael A., Ellis N.

105. UNIFOLIATA regulates leaf and flower morphogenesis in pea // Curr. Biol. 1997. V. 7. P. 581-587.

106. Hofer J., Turner L., Moreau C., Ambrose M., Isaac P., Butcher S., Weller J.,

107. Dupin A., Dalmais M., Le Signor C., Bendahmane A., Ellis N. Tendrill-less regulates tendril formation in pea leaves // Plant Cell. 2009. V. 21. P. 420428.

108. Hord C.L.H., Chen C., DeYoung B.J., Clark S.E., Ma H. The BAM1/BAM2receptor-like kinases are important regulators of Arabidopsis early anther development// Plant Cell. 2006. V. 18. P. 1667-1680.

109. Ingensiep H.W., Lenz J. The mutations afila and acacia in connection with amodel for the early phyllomorphogenesis of Pisum sativum II Pisum Newslett. 1987. V. 19. P. 15-16.

110. Jeong S., Trotochaud A.E., Clark S.E. The Arabidopsis CLAVATA2 geneencodes a receptor-like protein required for the stability of the CLAVATA1 receptor-like kinase // Plant Cell. 1999. V. 11. P. 1925-1933.

111. Kalo P., Seres A., Taylor S.A., Jakab J., Kevei Z, Kereszt A., Endre G., Ellis

112. T.H., Kiss G.B. Comparative mapping between Medicago sativa and Pisum sativum II Mol. Genet. Genomics. 2004. V. 272. № 3. P. 235-246.

113. Kaya H., Shibahara K, Taoka K., Iwabuchi M., Stillman B., Araki T.

114. FASCIATA genes for chromatin assembly factor-1 in Arabidopsis maintain the cellular organization of apical meristems // Cell. 2001. V. 104. P. 131142.

115. Kayes J.M., Clark S.E. CLAVATA2, a regulator of meristem and organdevelopment in Arabidopsis II Development. 1998. V. 125. P. 3843-3851.

116. Kerstetter R.A., Hake S. Shoot meristem formation in vegetative development

117. Plant Cell. 1997. V. 9. P. 1001-1010.

118. Knights E.J. Fasciation in chickpea: genetics and evaluation // Euphytica.1993. V. 69. P. 163-166.

119. Konovalov F., Toshchakova £., Gostimsky S. A CAPS marker set formapping in linkage group III of pea (Pisum sativum L.) // Cell. Mol. Biol. Lett. 2005. V. 10. № 1. P. 163-171.

120. Kwon C.S., Chen C., Wagner D. WUSCHEL is a primary target fortranscriptional regulation by SPLAYED in dynamic control of stem cell fate in Arabidopsis II Genes Dev. 2005. V. 19. P. 992-1003.

121. Lamm R. Comments on the chromosome maps of Pisum sativum II Pisum

122. Newslett. 1987. V. 19. P. 20-24.

123. Lamprecht H. The inheritance of the number of flower per inflorescence andthe origin of Pisum, illustrated by polymeric genes // Agri Hortique Genetica. 1947. V. 5. P. 16-25.

124. Lamprecht H. The variation of linkage and the course of crossing-over // Agri

125. Hortique Genetica. 1948. V. 6. P. 10-48.

126. Lamprecht H. Polymere Gene und Chromosomenstruktur bei Pisum II Agri

127. Hortique Genetica. 1952. V. 10. P. 158-167.

128. Lamprecht H., Mrkos H. Die Vererbung des Vorblattes bei Pisum sowie die

129. Koppelung des Gens Br II Agri Hortique Genetica. 1950. V. 8. P. 153-162.

130. Lander E.S., Green P., Abrahamson J., Barlow A., Daly M.J., Lincoln S.E.,

131. Newburg L. MAPMAKER: an interactive computer package for constructing primary genetic linkage maps of experimental and natural populations // Genomics. 1987. V. 1. P. 174-181.

132. Larsson A.S., Landberg K., Meeks-Wagner D.R. The TERMINAL FLOWER2

133. TFL2) gene controls the reproductive transition and meristem identity in Arabidopsis thaliana II Genetics. 1998. V. 149. P. 597-605.

134. Laufs P., Dockx J., Kronenberger J., Traas J. MGOUN1 and MGOUN2: twogenes required for primordium initiation at the shoot apical and floral meristems in Arabidopsis thaliana II Development. 1998. V. 125. P. 12531260.

135. Laux T., Mayer K.F.X., BergerJ., Jurgens B. The WUSCHEL gene is requiredfor shoot and floral meristem integrity in Arabidopsis II Development. 1996. V. 122. P. 87-96.

136. Lenhard M., Laux T. Stem cell homeostasis in the Arabidopsis shootmeristem is regulated by intercellular movement of CLAVATA3 and its sequestration by CLAVATA1 // Development. 2003. V. 130. P. 3163-3173.

137. Loridon K., McPhee K., Morin J., Dubreuil P., Pilet-Nayel M.L., Aubert G.,

138. Rameau C., Baranger A., Coyne C., Lejeune-Henaut I., Burstin J. Microsatellite marker polymorphism and mapping in pea (Pisum sativum L.) //Theor. Appl. Genet. 2005. V. 111. P. 1022-1031.

139. Lynn K., Fernandez A., Aida M., Sedbrook J., Tasaka M., Masson P., Barton

140. M.K. The PINHEADIZWILLE gene acts pleiotropically in Arabidopsis development and has overlapping functions with the ARGONAUTE1 gene // Development. 1999. V. 126. P. 469-481.

141. Makasheva R.K., Drozd A.M. Determinate growth habit (det) in peas:isolation, symbolization and linkage // Pisum Newslett. 1987. V. 19. P. 3132.

142. Marx G.A. Supplemental linkage data for chromosome 1 and 7 // Pisum

143. Newslett. 1987. V. 19. P. 35-37.

144. Marx G.A., Hagedom D.J. Fasciation in Pisum II Heredity. 1962. V. 53. P. 3143.

145. Mayer K.F.X., Schoof H., HaeckerA., Lenhard M., Jurgens G., Laux T. Roleof WUSCHEL in regulating stem cell fate in the Arabidopsis shoot meristem // Cell. 1998. V. 95. P. 805-815.

146. Medford J.I., Behringer F.J. Callos J.D., Felmann K.A. Normal and abnormaldevelopment in the Arabidopsis vegetative shoot apex // Plant Cell. 1992. V. 4. P. 631-643.

147. Melaragno J.E., Mehrotra B.M., Coleman A.W. Relationship betweenendopolyploidy and cell size in epidermal tissue of Arabidopsis II Plant Cell. 1993. V. 5. P. 1661-1668.

148. Mendel G. Versuche uber Pflanzenhybriden //Verh. Naturf. Ver. Brunn. 1866.1. V. 4. P. 3-47.

149. Moussian B., ShoofH., HaeckerA., Jurgens G., Laux T. Role of the ZWILLEgene in the regulation of central shoot meristem fate during Arabidopsis embryogenesis // EMBO J. 1998. V. 17. № 6. P. 1799-1809.

150. Muller R., Bleckmann A., Simon R. The receptor kinase CORYNE of

151. Arabidopsis transmits the stem cell-limiting signal CLAVATA3 independently of CLAVATA1 // Plant Cell. 2008. V. 20. P. 934-946.

152. Murfet I.C. Flowering in Pisum: Multiple alleles at the If locus // Heredity.1975. V. 35. P. 85-98.

153. Nadeau J.A., Sack F.D. Stomatal development in Arabidopsis II The

154. Arabidopsis Book (ed. Somerville, C.R., Meyerowitz, E.M.). 2002. http://www.aspb.org/publications/arabidopsis/.

155. Okada K., Ueda J., Komaki M.K., Bell C.J., Shimura Y. Requirement of auxinpolar transport system in early stages of Arabidopsis floral bud formation // Plant Cell. 1991. V. 3. P. 677-684.

156. Pogorelko G., Fursova O., Klimov E. Identification and analysis of the

157. Arabidopsis thaliana AtFas4 gene whose overexpression results in the development of a fasciated stem // J. Proteomics Bioinform. 2008. V. 1. P. 329-335.

158. Prenner G. New aspects in floral development of Papilionoideae: initiated butsuppressed bracteoles and variable initiation of sepals // Ann. Bot. 2004. V. 93. P. 537-545.

159. ReinhardtD., Kuhlheimer C. Plant architecture II EMBO Reports. 2002. V. 3.9. P. 846-851.

160. Reinhardt D., Pesce E.-R., Stieger P., Mandel T., Baltensperger K., Bennett

161. M., Traas J., Friml J., Kuhlemeier K. Regulation of phyllotaxis by polar auxin transport// Nature. 2003. V. 426. P. 255-260.

162. Rodriquez-Concepcion M., Perez-Garcia A., Beltran J.P. Up-regulation ofgenes encoding novel extracellular proteins during fruit set in pea // Plant Mol. Biol. 2001. V. 46. P. 373-382.

163. Running M.P., Lavy M., Sternberg H., Galichet A., Gruissem W., Hake S., On

164. N., Yaiovsky S. Enlarged meristems and delayed growth in pip mutants result from lack of CaaX prenyltransferases // PNAS. 2004. V. 101. № 20. P. 7815-7820.

165. Sagan M., Due G. Sym28 and Sym29, two new genes involved in regulationof nodulation in pea (Pisum sativum L.) // Symbiosis. 1996. V. 20. P. 229 -245.

166. Scofield S., Murray J.A.H. KNOX Gene Function in Plant Stem Cell Niches //

167. Plant Mol Biol. 2006. V. 60. № 6. P. 929-946.

168. Searle I.R., Men A.E., Laniya T.S., Buzas D.M., Iturbe-Ormaetxe I., Carroll

169. B.J., Gresshoff P.M. Long distance signaling in nodulation directed by CLAVATA1-like receptor kinase // Science. 2003. V. 299. P. 109-112.

170. Shannon S., Meeks-Wagner D.R. Genetic interactions that regulateinflorescence development in Arabidopsis II Plant Cell. 1993. V. 5. P. 639655.

171. Sharma V.K., Carles C., Fletcher J.C. Maintenance of stem cell populations inplants // Proc. Natl. Acad. Sci. 2003. V. 100. Suppl. 1. P. 11823-11829.

172. Sidorova K.K., Shumny V.K., Vlasova E.Yu., Glianenko M.N., Mishchenko

173. T.M. The Brt (branched roots) and Lrt (long roots) genes control the development of roots in peas (Pisum sativum L.) // Pisum Genet. 2002. V. 34. P. 23-24.

174. Sidorova K.K., Uzhintseva LP. Mapping of nod4, a new hypernodulatingmutant of pea // Pisum Genet. 1995. V. 27. P. 21.

175. SingerS., SoilingerJ., Maki S., Fishbach J., Short B., Reinke C., FickJ:, Cox1., McCali A., Mullen H. Inflorescence architecture: a developmental approach // Bot. Rev. 1999. V. 65. № 4. P. 385-410.

176. Singer S.R., Hsiung L.P., Huber S.C. Determinate (det) mutant of Pisumsativum (Leguminosae: Papilionoideae) exhibits an indeterminate growth pattern //Am. J. Bot. 1990. V. 77. № 10. P. 1330-1335.

177. Sinjushin A.A., Demidenko N.V., Gostimskii S.A. Preliminary report ontaxonomical position of Vavilovia formosa (Stev.) Fed. evidenced from morphological and molecular data // Pisum Genet. 2009. V. 41. P. 15-20.

178. Sinjushin A.A., Gostimskii S.A. Relationship between different fasciated linesof pea // Pisum Genet. 2007. V. 39. P. 16-18.

179. Sokoloff D.D., Rudall P.J., Remizowa M. Flower-like terminal structures inracemose inflorescences: a tool in morphogenetic and evolutionary research//J. Exp. Bot. 2006. V. 57. № 13. P. 3517-3530.

180. Suzuki T., Inagaki S., Nakajima S., Akashi T., Ohto M., Kobayashi M., Seki

181. M., Shinozaki K., Kato T., Tabata S., Nakamura K, Morikami A. A novel Arabidopsis gene TONSOKU is required for proper cell arrangement in root and shoot apical meristems // Plant J. 2004. V. 38. P. 673-684.

182. Swiecicki W.K. Determinate growth (det) in Pisum: a new mutant gene onchromosome 7 // Pisum Newslett. 1987. V. 19. P. 72-74.

183. Swiecicki W.K. Supplemental data on fasciata genes in Pisum resources //

184. Pisum Genet. 2001. V. 33. P. 19-20.

185. Swiecicki W.K., Gawlowska M. Linkages for a new fasciata gene // Pisum

186. Genet. 2004. V. 36. P.22-23.

187. Szczyglowski K, Amyot L. Symbiosis, inventiveness by recruitment? // Plant

188. Physiol. 2003. V. 131. P. 935-940.

189. Taguchi-Shiobara F., Yuan Z., Hake S., Jackson D. The fasciated ear2 geneencodes a leucine-rich repeat receptor-like protein that regulates shoot meristem proliferstion in maize // Genes & Development. 2001. V. 15. P. 2755-2766.

190. Takada S., Hibara K, Ishida T., Tasaka M. The CUP-SHAPED

191. COTYLEDON 1 gene of Arabidopsis regulates shoot apical meristem formation // Development. 2001. V. 128. P. 1127-1135.

192. Tattersail A.D., Turner L., Knox M.R., Ambrose M.J., Ellis T.H.N., Hofer J.M.I.

193. The mutant chspa reveals multiple roles for PHANTASTICA in pea compound leaf development// Plant Cell. 2005. V. 17. P. 1046-1060.

194. Taylor S., Hofer J., Murfet I. Stamina pistilloida, the pea ortholog of Fim and

195. UFO, is required for normal development of flowers, inflorescences and leaves // Plant Cell. 2001. V. 13. P. 31-46.

196. Taylor S.A., Hofer J.M.I., Murfet LC., Sollinger J.D., Singer S.R., Knox M.R.,

197. Ellis T.H.N. PROLIFERATING INFLORESCENCE MERISTEM, a MADSbox gene that regulates floral meristem identity in pea // Plant Physiol. 2002. V. 129. P. 1150-1159.

198. Torres A.M., Weeden N.F., Martin A. Linkage among isozyme, RFLP and

199. RAPD markers in Vicia faba //Theor. Appl. Genet. 1993. V. 85. P. 937-945.

200. Tsyganov V.E., Pavlova Z.B., Kravchenko L.V., Rozov S.M., Borisov A.Y.,1.tova L.A., Tikhonovich I.A. New gene Crt (Curly Roots) controlling pea (,Pisum sativum L.) root development//Ann. Bot. 2000. V. 86. P. 975-981.

201. Tucker S.C. Floral development in legumes // Plant Physiol. 2003. V. 131. P.911.926.

202. Tucker S.C. Overlapping of organ initiation and common primordia in flowersof Pisum sativum (Leguminosae: Papilionoideae) // Amer. J. Bot. 1989. V. 76. P. 714-729.

203. Udvardi M.K., Tabata S., Parniske M., Stougaard J. Lotus japonicus: legumeresearch in the fast lane // Trends .PI. Sci. V. 2005. V. 10. №5. P. 222-228.

204. VandenBosch K.A., Stacey G. (eds.). Summaries of legume genomicsprojects from around the globe. Community resources for crops and models // Plant Physiol. 2003. V. 131. P. 840-865.

205. Waites R., Selvadurai H.R.N., Oliver I.R., Hudson A. The PHANTASTICAgene encodes a MYB transcription factor involved in growth and dorsoventrality of lateral organs in Antirrhinum II Cell. 1998. V. 93 (5). P. 779-789.

206. Wang H., Chen J., Wen J., Tadege M., Li G., Liu Y„ Mysore K.S., Ratet P.,

207. Chen R. Control of compound leaf development by FLORICAULAILEAFY ortholog SINGLE LEAFLETS in Medicago truncatula II PI. Physiol. 2008a. V. 146. P. 1759-1772.

208. Wang Z., Luo Y„ Li X., Wan L„ Xu S„ Yang J., Weng L., Sato S., Tabata S.,

209. Ambrose M., Rameau C., Feng X., Hu X., Luo D. Genetic control of flower zygomorphy in pea (Pisum sativum L.) // PNAS. 2008b. V. 105. № 30. P. 10414-10419.

210. Weberling F. Structure and evolutionary tendencies of inflorescences in the1.guminosae / Advanves in Legume Biology (eds. Stirton C.H., Zarucchi J.L.) II Monogr. Syst. Bot. Missouri Bot. Gard. 1989. V. 29. P. 35-58.

211. Weeden N.F., Ellis T.H.N., Timmerman-Vaughan G.M., Swiecicki W.K.,

212. Rozov S.M., Berdnikov V.A. A consensus linkage map for Pisum sativum II Pisum Genet. 1998. V. 30. P. 1-4.

213. WellerJ. Update on the genetics of flowering // Pisum Genet. 2007. V. 39. P.1.7.

214. Weir I., Lu J., Cook H., Causier B., Schwarz-Sommer Z., Davies B.

215. CUPULIFORMIS establishes lateral organ boundaries in Antirrhinum II Development. 2003. V. 131. №4. P. 915-922.

216. White O.E. Studies of inheritance in Pisum II. The present state of knowledgeof heredity and variation in peas // Proc. Am. Phil. Soc. 1917. V. 56. P. 487588.

217. White O.E. Fasciation // Bot. Rev. 1948. V. 14. № 6. P. 319-358.

218. Williams L, Fletcher J.C. Stem cell regulation in the Arabidopsis shoot apicalmeristem // Curr. Opin. Plant Biol. 2005. V. 8. P. 582-586.

219. Williams L, Grigg S.P., Xie M., Christensen S., Fletcher J.C. Regulation of

220. Arabidopsis shoot apical meristem and lateral organ formation by microRNA miR166g and its AtHD-ZIP target genes // Development. 2005. V. 132. P. 3657-3668.

221. Wojciechowski M.F., Lavin M., Sanderson M.J. A phylogeny of legumes1.guminosae) based on analysis of the plastid matK gene resolves many well-supported subclades within the family //Am. J. Bot. 2004. V. 91. № 11. P. 1846-1862.

222. Worsdell W.D. The principles of plant teratology. London: Ray Society, 1915.

223. Wu X., Dabi T., Weigel D. Requirement of homeobox gene STIMPY/WOX9for Arabidopsis meristem growth and maintenance // Curr. Biol. 2005. V. 15. P. 436-440.

224. Yamamoto E., Karakaya H.C., Knap H.T. Molecular characterization of twosoybean homologs of Arabidopsis thaliana CLAVATA1 from the wild type and fasciation mutant // Biochimica et Biophysica Acta. 2000. V. 1491. P. 333-340.

225. Young J.P.W. Pea leaf morphogenesis: a simple model // Ann. Bot. 1983. V.52. P. 311-316.

226. Young N.D., Mudge J., Ellis T.H. Legume genomes: more than peas in a pod

227. Curr. Opin. Plant Biol. 2003. V. 6. № 2. P. 199-204.

228. Yu L.P., Simon E.J., Trotochaud A.E., Clark S.E. POLTERGEIST functions toregulate meristem development downstream of the CLAVATA loci // Development. 2000. V. 127. V. 1661-1670.

229. Ziegelhoffer E.C., Medrano L.J., Meyerowitz E.M. Cloning of the Arabidopsis

230. WIGGUM gene identifies a role for farnesylation in meristem development // PNAS. 2000. V. 97. № 13. P. 7633-7638.

231. Zielinski Q.B. Fasciation in Lycopersicon. I. Genetic analysis of dominancemodification // Genetics. 1948. V. 33. P. 405-428.

232. Zhukov V.A., Kuznetsova E.V., Ovchinnikova E.S., Rychagova T.S., Titov

233. V.S., Pinaev A.G., Borisov A.Y., Moffet M., Domoney C., Ellis T.H.N., Ratet P., Weeden N.F., Tikhonovich I.A. Gene-based markers of pea linkage group V for mapping genes related to symbioses // Pisum Genet. 2008. V. 39. P. 19-25.

Информация о работе

Синюшин, Андрей Андреевич
кандидата биологических наук
Москва, 2010
ВАК 03.02.07

Диссертация

Изучение генетического контроля активности апикальных меристем у гороха посевного - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы