Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение гормональных мутантов ARABIDOPSIS THALIANA (L. ) HEYNH

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Изучение гормональных мутантов ARABIDOPSIS THALIANA (L. ) HEYNH"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М. В. ЛОМОНОСОВА

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

Г Б ОД

На правах рукописи

ОНДАР УРАНА НИКОЛАЕВНА

ИЗУЧЕНИЕ ГОРМОНАЛЬНЫХ МУТАНТОВ АЛАВЮОР815 ТНАШАА (Ь.) НЕУУЯ.

Специальность 03. 00. 15 - генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1995

Работа выполнена в Лаборатории генетики растений кафедры генетики и селекции Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова в 1992 - 1995 годы.

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Т. А. Ежова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор С. И. Демченко доктор биологических наук, профессор В. А. Тарасов

Ведущее научное учреждение:

Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова Российской Академии Наук

Защита диссертации состоится " М&^ ути 1996 г, в У1/ ^часов на заседании Специализированного совета Д 002. 49. 01. в Институте общей генетики им. Н. И. Вавилова Российской Академии Наук.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИОГЕН, Центральной библиотеке им. В. И. Ленина.

Отзыв на реферат в 2-х экземплярах, заверенной печатью учреждения, просим направить в Ученый совет по адресу: 117049, г. Москва, ул. Губкина, 3. Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук

Г. Н. Полухина

Общая характеристика темы

Актуальность темы. Генетика развития - одна из наиболее актуальных проблем биологии. Особый интерес в изучении генетики развития растений представляют гормональные мутанты. Это связано с тем, что взаимодействие генотипа и фитогормональных факторов играет решающую роль в развитии растений. В настоящее время мутанты, у которых затронуты звенья биосинтеза гормонов или чувствительности к ним, описаны у разных видов растений. Однако, даже для широко используемых в генетике видов, таких как арабидопсис, кукуруза, томаты, горох, рис и другие, число таких мутантов невелико. Так, например, у арабидопсис идентифицированы 5 генов (GA 1, GA 2, GA 3, GA 4 и GA 5), регулирующих биосинтез гиббереллинов (ГА) и один ген (GAI) - рецепции гиббереллинового сигнала; 5 генов (AUX 1, AXR I, AXR 2, AXR 3, AXR 4) системы рецепции ауксина; 1 ген (А В А) - регуляции биосинтеза абсцизовой кислоты (АБК) и 5 генов (ABI 1, ABI 2, ABI 3, ABI 4 и ABI S) - чувствительности к АБК. Очевидно, что для более глубокого понимания механизмов биосинтеза гормонов и генетических механизмов гормональной регуляции процессов развития, необходимо получение и изучение более широкого круга гормональных мутантов. Подобные исследования во многом тормозятся отсутствием селективных схем для выделения мутантов, у которых затронуты биосинтез фитогормонов. Разработка новых селективных схем выделения гормональных мутантов является важным этапом в получении более широкого их разнообразия.

Использование для этих целей арабидопсис представляет особый интерес.

Небольшой размер и короткий жизненный цикл дают возможность проанализировать большое число растений для поиска его гормональных мутантов. Кроме того, именно для этого модельного обьекта лучше всего разработаны методы клонирования генов. Это позволяет надеяться на возможность в дальнейшем изолировать и изучить гены, участвующие в регуляции биосинтеза гормонов, их рецепции и передаче гормонального сигнала.

Цель и задачи работы. На кафедре генетики и селекции МГУ поддерживается самая крупная в России коллекция мутантов Arabidopsis thaliana (L.)Heynh., созданная доцентом кафедры С. И. Янушкевичем. В коллекции имеются морфологические мутанты, с изменением различных вегетативных и генеративных признаков. Поиск и изучение новых гормональных мутантов среди имеющегося разнообразия мутантных форм коллекции - основная цель настоящей работы.

Особый интерес представляли мутации, затрагивающие рост и дифференцировк) цветоноса, а также морфогенез цветка. Кроме того, мы исследовали возможное« использования ингибитора биосинтеза каротиноидов - норфлуразона (НФ), е качестве селективного агента для выделения гормональных мутантов. Использование НФ для селекции гормональных мутантов основано на том факте, что норфлуразок блокирует синтез каротиноидов в растениях из геранилгеранил пирофосфата, который может являться общим предшественником для биосинтеза как АБК, так и ГА.

Для решения поставленной цели выполнялись следующие задачи:

1. Изучение коллекции мутантов арабидопсис кафедры генетики и селекции для выявления форм, у которых затронуты рост, структура цветоноса и морфология цветка.

2. Выяснение связи морфологических изменений с эндогенным содержанием фитогормонов или чувствительностью к ним на основе физиологических тестов.

3. Генетический анализ и сопоставление с другими мутациями сходных фенотипов из мировых коллекций.

4. Выделение мутантов, толерантных к НФ, их генетический и физиологический анализ.

Научная новизна исследований. Морфо-физиологический и генетический анализ мутантов арабидопсис из коллекции кафедры генетики и селекции МГУ, позволил идентифицировать и в отдельных случаях локализовать новые гены, регулирующие содержание и/или чувствительность к гиббереллину, абсцизовой кислоте, ауксину. Впервые исследована мутация арабидопсис (abruptus), нарушающая формирование флоральной меристемы и, по-видимому, затрагивающая полярный транспорт ауксина в растениях. Показано, что образование зачатков органов цветка арабидопсис находится под совместным контролем гена ABR и гомеозисных генов API и АР2 (VAF). Впервые у растений выделены мутанты, толерантные к ингибитору синтеза каротиноидов норфлуразону.

Практическая ценность работы. Проведено описание и генетический анализ жизнеспособных мутантов арабидопсис из коллекции кафедры генетики МГУ. Установлены группы сцепления для мутации abr (II хромосома) и er2 (I хромосома). Показано, что мутация vaf аллельна мутации ар2 (IV хромосома), мутация пи аллельна bp (IV хромосома), мутации erl-1, erl-2, erl-З и erl-4, представляют собой аллели локуса erl (II хромосома). Предложена селективная схема дня отбора мутантов, затрагивающих биосинтез или чувствительность АБК и ГА.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на Ш-м Сьезде

;ероссийского общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993); на Н-й [еждународной конференции по биологии культивирования клеток растений и «технологии (Алматы, 1993); на 1-м Сьезде ВОГИС (Саратов, 1994); на ¡еждународной конференции молодых ученых на Ленинских горах (Москва, 1995).

Структура н обьем работы, Диссертация изложена на 144 страницах, включает таблиц и 39 рисунков, и состоит из введения, обзора литературы, материалов и етодов, результатов и обсуждения, заключения н выводов. Список литературы ¡считывает 175 наименований.

Материалы и методы

В работе были использованы следующие линии Arabidopsis lhatiana (L.) eynh.:

1) линии дикого типа К-1 {Dijon), К-2 {Enkheim 1) и К-6 (.Blanes);

2) морфологические мутанты из линий К-122 {laeniaial), К-150 {abruptas), К-155

recial-}). К-156 {ereda2), К-158 {erectal-2), К-161 (crecía 1-3), К-164 (папа), К-217 aßißorus) и толерантные к норфлуразону мутанты из линий л/г/, nfz2, nfz3s nfz4\

3) маркерные линии из коллекции кафедры генетики МГУ, института общей :нетики РАН и института генетики растений г. Гатерслебен (Германия).

Растения выращивали либо в стерильной культуре на среде Квитко (К. В. витко, 1960), либо в почве в условиях теплицы.

Метод выделения мутантов, толерантных к норфлуразону

Семена расы Dijon (семена Ml поколения) обрабатывали 0.3% раствором илметансульфоната в течении 4 часов, отмывали проточной водой и высевали в ;плицу. Семена М2 поколения высевали на селективную среду с НФ (агаризованная >еда Квитко для арабвдопсис с 0.1 мкМ НФ) до 1000 семян на каждую чашку Петри, а 10-20 день отбирали устойчивые зеленые проростки на фоне обесцвеченных густойчивых.

Морфологическое описание проводили на растениях в возрасте 8-9 недели. Для ¡следования структур органов и тканей использовали сканирующий электронный икроскоп S-405A фирмы Hitachi.

Генетический анализ мутаций. Для анализа результатов F2 от скрещиваний /тантов с диким типом и маркерными линиями пользовались критерием %2. При 1енке результатов дигибридных скрещиваний использовали метод разложения %2 i компоненты: х2А, х2В и %2L, где А, а - аллели исследуемого гена; В, b - аллели

маркерной мутации, Ь - связь генов А и В. При определении расстояния ме> генами пользовались методом максимального правдоподобия Фишера. Для оце! достоверности различия средних использовали критерий Стьюдента (А. Серебровский, 1970).

Физиологические методы. Чувствительность к НФ определяли по стеш обесцвечивания проростков после начала проращивания на 14-й день по 5-баллы системе (4 балла-зеленые проростки, 3-светло-зеленые проростки, 2-бледно-зелеь проростки, 1-белые проростки с участками хлорофилла, 0-белые проростки).

Чувстительность к АБК оценивали по сырому весу 12 дневных пророст! после проращивания семян на воде (72 часа), а затем на среде с 0.1 мкМ АБК.

Чувствительность к ГА определяли по изменению высоты цветоноса по> экзогенной обработки опрыскиванием ГАз (50 мкМ).

Эндогенное содержание АБК и ИУК определялось метод иммуноферментного анализа в Институте генетики растений в Гатерслеб( (Германия) и Институте физиологии растений РАН (Москва).

Результаты и обсуждение

Изучение мутантов из коллекции кафедры генетики МГУ позволило выделу 3 группы мутантов, морфологические изменения которых могут быть связаны изменениями гормонального статуса:

1) мутанты, у которых затронуты дифференцировка цветоноса и цветка;

2) мутанты с изменением апикального доминирования;

3) мутанты, характеризующиеся укорочением цветоносов.

1. Изучение мутанта аЬгирш с нарушенной дифференцировкой цветоноса 1.1. Фенотипцческий анализ мутанта аЬгирш

Наиболее характерной особенностью мутанта аЪг является нарушен структуры цветоносов. Анализ фенотипа мутанта аЬг выявил различи; экспрессивность мутантного признака в зависимости от температуры (Табл.1).

Таблица 1. Влияние температуры на морфологию мутанта аЬгирш

Температурные Количество % растений имеющих цветки на

условия растений главном цветоносе дополнительных цветонос!

22 - 24°С 15 100.0 100.0

25 - 27°С 30 21.1 100.0

28 - 30°С 15 0 0

Рисунок i . Фенотип растений дикого типа и мутантов abrupius а) 6) в)

Принятые обозначения: а. Растение дикого типа (Dijon)

5. Мутант abr. Главная ось и все боковые побеги терминированы булавковидными гтруктурами (стрелки).

з. Мутант abr, несущий цветки. На концах соцветий видны булавковидные структуры [стрелки). ,

5с - парокладий, Rs - розеточный побег, sPc - сериальный парокладий

г

Рисунок 2. Морфология цветков растений дикого типа и мутантов арабидопсис Дикий тип Му тант аЬгиршх

I круг представлен 4 чашелистиками;

II - состоит из 4 лепестков; 111 • имеет

6 тычинок; IV - пестик из 2 плодолистиков

Мутант variiflarus

Л Ü

1$

1 - плодолистики или листья со зведчатыми трихомами; И - отсутствуют лепестки;

III - тычинки (1-2); IV - пестик из

2 плодолистиков

Двойной мутант abr \af

Органы 1, II и III кругов отсутствуют; IV пестикоподобная структура

I - чашелистики (1.4); И - крупные лспссгки (более 5); III - тычинки (3); IV - пестикоподобиая структура

Мутант upctalal

1 - листья со зведчатыми трихомами, в их пазухах развиваются цветки второго порядка; 11 - отсутствуют лепестки; III, IV - нормальные тычинки и пестик

Двойной мутант abr ap2

OpruiiLi I и II кругов отсутствуют; 111 -тычинки (1-2); IV • пестикоподобная структура

ри 28-30°С на цветоносах отсутствовали цветки. Главные и все дополнительные етоносы (боковые и розеточные) оканчивались вытянутой в виде конуса -•ристемой, напоминающей булавковидную структуру (Рис.1б). В условиях средних мператур, 25-27°С, у 21% растений abr наблюдали появление цветков на главном igTOHOce. Дополнительные цветоносы имели цветки у всех растений. При 22-24°С е мутантные растения имели цветки на главном и дополнительных цветоносах абл.1). Причем, и в этом случае развитие цветоноса прерывалось образованием лазксшидной структуры (Рис. 1в). В результате число цветков на главном цветоносе 1.8) и высота главного цветоноса (18.! см) у мутанта была значительно ниже, чем у чтений дикого типа (33.8 цветков и 32.2 см, соответственно). Число вегетативных лов цветоноса у мутанта (2.4) также достоверно ниже, чем у растений расы Dijon .5).

Для мутанта abr характерна также необычная морфология цветков (Рис.2): дукция размера и числа чашелистиков (среднее число чашелистиков у мутантов 1.4

> сравнению с 4 у дикого типа), увеличение количества лепестков (в среднем 5.4 по г.внению с 4), сниженное количество тычинок (3 по сравнению с 6 в контроле), естик abr в 52% цветков представлял тонкую палочковидную структуру, канчивающуюся большим рыльцем. В 24% цветков пестик имел одногнездную вязь. В 23% цветков наблюдали образование асимметричной двугнездной завязи.

Для мутанта abr характерна также высокая частота образования >ехсемядольных и односемядольных эмбрионов и проростков (Табл.2). Причем, icrora таких проростков в потомстве от самоопыления трехсемядольного мутанта ачительно выше (67%), чем в потомстве двухсемядольного мутанта abr (33%) абл.2).

1.2. Генетический анализ мутанта abruptus

Генетический анализ показал, что повышенная частота образования юмальных проростков, нарушения дифференцировки цветоноса и цветка (следовались сцепленно как моногенный рецессивный признак в F2 от скрещивания /танта abr с растениями расы Dijon. Результаты реципрокных скрещиваний были шнаковыми. Эти данные свидетельствуют о том, что все измененные признаки abr-/танта обусловлены рецессивной ядерной мутацией одного гена.

Таблица 2. Генетический анализ мутантов abrupius

Варианты Всего растений Дикого типа Мутанта abr, имеющего п-семядолей 2- 3- I- (3:

1)Потомство от самоопыления мутанта abr

с 2 семядолями: 120 0 81 (67.5%) 39 (32.5) 0 ■

с 3 семядолями: 160 0 54 (33.7%) 85(53.1%) 21 (13.1%)

2)Поколение F2 от скрещивания линий

дикий тип х abr 800 599 (74.8%) 144 (18%) 47 (5.8%) 10(1.2%) 0.

abr х дикий тип 814 1390 (73.6%) 286 (20%) 112 (6.2%) 26(1.4%) 2.:

Анализ данных от скрещивания мутанта abr с маркерными линиями показ отсутствие сцепления с мутациями I, III, IV и V хромосом и сцепление с генами II-' хромосомы арабидопсис (Табл.3). Расстояние от гена abr до гена erl составило 24. сМ. Рекомбинанты между геном abr и as не обнаружены, следовательно расстоян от abr до гена as составляет не более 12.32 сМ.

Таблица 3. Локализация мутации abrupius

Группа сцеплений Генотипы F2 Всего Х2 С

и маркерные гены AB Ab aB ab растений А В . L с!

I- ар1 471 131 149 38 789 0.71 5.39** 0.1 -

II - hyl 142 41 67 16 226 5.52** 1.81 0.6 -

as 207 74 92 0 373 0.02 5.29** 22 .08** < 12.3

erl 216 54 106 4 380 3.15 19.21** 7.9** 24.(

III - hy2 176 47 49 19 291 0.41 0.83 1.33 -

ЯП 345 82 94 36 557 0.83 4.32* 3.46

IV - ap2 (vaf) 311 104 92 28. 535 1.88 0.06 0.13

cer2 274 67 91 18 450 0.14 8.96*** 0.36

V- hyS 221 79 52 11 363 11.31 *** 0.02 1.63

yi 68 20 II ■9 108 2.42 0.19 3.23

Примечание: * - различия достоверны при Р > 0.95; ** - Р > 0.99: *** - Р > 0.999; Сг< величина кросинговера в сантморганидах.

Таким образом, исследования мутанта аЬг, не способного к формирован« цветков на цветоносах при температуре более 28°С показали, что нормальнь продукт гена АВЯ необходим для развития флоральной меристемы. Выращиван

iciemiñ при 22-26°C приводило к образованию цветков с измененной морфологией, тот факт можно обьяснить, как результат сохранения некоторой активности эодукта ABR при более низких температурах.

Ген ABR отличается от ранее описанных генов LEAFY (LFY) и TERMINAL LOH'ERl (TFL1), отвечающих за дифференцировку цветоносов у арабидопсис. Ген 'FL1 отвечает за поддержание пролиферации апикальной меристемы соцветия, {утация в гене TFLJ приводит к уменьшению числа вегетативных и генеративных злов цветоноса зз счет превращения апикальной меристемы соцветия во моральную и образованию терминального цветка (Shannon and Meeks-Wagner, 993). Мутация abr, хотя и влияет на время пролиферации апикальной меристемы оцветия, снижая количество цветков и число вегетативных узлов, но никогда не риводит к ее превращению в меристему цветка. Ген LFY отвечает за развитие «оральной меристемы (Weigel, et al., 1992). Мутация в этом гене вызывает бразование боковых побегов (парокладиев) на месте цветков. Мутация abr не риводит к замене цветков на парокладии - количество парокладиев у abr-мутантов акое же, как у исходной расы Dijon. Вероятно, ген ABR отвечает за формирование моральной меристемы после того, как под действием гена LFY включается ¡рограмма генеративного развития.

Мутанты арабидопсис, не способные образовывать цветки, и имеющие >улавковидные структуры на концах соцветий (pin 1-1 и pin 1-2) описаны в литературе Okada, et al., 1991). Исследования, с использованием меченного ауксина показали, 1TO в стеблях мутантов до 14% от контроля снижен полярный транспорт ауксина. Эбнаружено, что ингибиторы биосинтеза ауксина при добавлении к питательной :реде, на которой выращивались растения арабидопсис, дают фенокопии pin 1-иутантов. Изучение влияния ингибиторов транспорта ауксина на развитие Brassica, а также анализ эмбрионов pinl-1 и pin 1-2 - мутантов арабидопсис, показали, что лолярный транспорт ауксина важен для формирования билатеральной симметрии эмбрионов. Нарушение транспорта ауксина под действием ингибиторов или в результате мутации PIN 1-гена приводили к формированию 3-семядольных и 1-семядольных эмбрионов (Lue, et al., 1993). Для мутанта abr также характерна высокая частота образования таких эмбрионов и проростков. Ассиметрия наблюдалась и в строении органов цветка. Это позволяет предполагать, что гены ABR и PIN I контролируют сходные функции, связанные с обеспечением полярного транспорта ауксина.

1.3. Изучение взаимодействия мутации abruplus с гомеозисными мутациями variiflorus и apétala1

Поскольку формирование органов цветка находится под контролем гомеозисных генов, было интересно исследовать взаимодействие мутации abr с гомеозисными мутациями va/(K-217) и api (К-200), также изменяющими морфологию органов цветка. Мутация vaf приводила к замене чашелистиков на листья или на плодолистики и отсутствию лепестков (Рис.2). Анализ аллелизма с мутацией ар2-1 (линия шш4) показал, что мутация vaf из коллекции кафедры генетики - новая аллель гомеозисного гена АР2. Вторая гомеозисная мутация из коллекции кафедры генетики api приводила к трансформации чашелистиков в листья, редукции лепестков и формированию новых цветков в пазухах видоизмененных чашелистиков (Рис.2).

У двойных мутантов abr vaf и abr api, полученных в F2 от скрещивания мутанта abr с мутантами vaf и api, наблюдали новые морфологические признаки, отсутствующие у единичных мутантов (Рис.2). Наиболее интересной особенностью двойного мутанта abr vaf, отличающей его от обоих родительских форм, являлось отсутствие в цветках чашелистиков, лепестков и тычинок. Цветки abr vaf состояли только из пестиков, характерных для abr-морфологии (Рис.2).

В цветках двойного мутанта abr ар1 отсутствовали чашелистики и лепестки. Цветки были образованы в среднем одной - двумя тычинками и характерным для мутанта айг-пестиками (Рис.2). Двойной мутант abr api никогда не образовывал "цветков в цветке".

Новые морфологические признаки, обнаруженные у двойных мутантов abr vaf и abr api, свидетельствуют о взаимодействии продуктов гена дикого типа ABR и гомеозисных генов API и VAF(AP2) при формировании зачатков органов цветка I, II и III кругов. Возможно, что продукт гена ABR прямо или косвенно регулирует экспрессию генов API и АР2.

Ранее было показано, что гиббереллин участвует в регуляции экспрессии генов API, АР2, AG и LFY(Okamuro, et al., 1993). Исследования мутанта abr указывают на возможность участия гена ABR в регуляции полярного транспорта ауксина и свидетельствуют о важности ауксина в регуляции работы гомеозисных генов.

Проведенные исследования позволяют предложить модель генетического контроля дифферекцировки цветоноса и цветка, модифицированную нами на основе схемы Ма, et al., 1995, (Рис.3).

1сунок 3. Участие гена АВЯиРТиБ в регуляции дифферениировхи цветоноса и

морфогенеза цветка у арабидопсис

ропиферация пикальной еристемы соцветия

А ВЦ

полярный транспорт ауксина'

ТГЫ^ЬГУ +

АР1 ЛР2 +

Генеративное развитие

Индукция Образование Образование генеративного флоральной зачатков развития меристемы органов

2. Изучение мутанта (ае/иаСа! с нарушением апикального доминирования

2.1. Фенотипическая характеристика мутанта Мешаю/ Анализ морфологии мутанта Юеташ! (1ае1) выявил множественные изменения енотипа. Розетка мутанта образована достоверно большим числом листьев, чем у :ходной расы (Табл.4). Форма листьев очень разнообразна: от узких лентовидных, э совершенно круглых. У мутанта лае] может наблюдаться также образование элолнительных розеток (Рис.4). Листья мутанта имеют светло-зеленую окраску.

Главная особенность развития цветоносов мутанта 1ае1 - резкое нарушение ■шкального доминирования, которое заключается в том, что после формирования есхольхих цветков (в среднем 3.4, Табл.4) апикальная меристеме соцветия рекращает пролиферацию. Это приводит к развитию дополнительных побегов. В тличие от растений расы В1апез, мутант гае! формирует более б побегов в пазухах озеточных листьев (Табл.4). Парокладии развиваются и из всех вегетативных узлов ветоноса (5.3 парокладиев у мутанта в отличие от 3.2 у дикого типа, Табл.4), азвитие парокладиев мутанта также нарушается, что стимулирует формирование обегов более высокого порядка. Способность формировать парокладии III, IV, V и аже VI порядка - унихальная особенность мутанта 1ае1, связанная с нарушением пикального доминирования (Рис.4).

Таблица 4. Морфологические характеристики дикого типа и мутанта шемаш 1

Признаки Шапех (д. т.) шемаш 1

Число розеточных листьев 10.3 ± 0.7 16.1 ±1.7

Общая высота растений (см) 28.7 ±3.1 10.5 ±2.5

Длина вегетативной части (см) 12.7 ± 1.6 7.6 ± 1.6

Длина генеративной части (см) 18.5 ±2.5 2.6 ± 1.0

Число дополнительных (розеточных) побегов 0 6.3 ± 1.5

Число парокладиев главного стебля 3.2 ±0.5 5.3 ±0

Число вегетативных узлов цветоноса 4.7 ± 1.3 5.2 ±0.5

Число генеративных узлов цветоноса 16.5 ± 1.5 3.4 ± 0.3

Снижение общей высоты мутантных растений является еще одним следствие! нарушения апикального доминирования (Табл.4). Для мутанта ше1 характерн; способность к фасциации: цветоносы часто уплощаются и становятся лентовидными Мутант юе1 характеризуется также ярко выраженным нарушением гравиотропизм; корней: корни растут не вниз, а беспорядочно во все стороны, часто поднимают« над поверхностью агара и растут вверх по стеклу пробирки. Корни у мутанта ше могут образоваться в розеточной части растений, в том числе и из дополнительны: розеток, располагающихся довольно высоко над поверхностью субстрата (Рис.4).

Жизненный цикл мутанта значительно длиннее, чем у растений дикого типа. I отдельных случаях, мутант 1ае1 рос в асептической культуре до 6 месяцев, формиру: несколько десятков розеточных побегов и приобретая при этом кустистый вид.

Мутант имеет очень низкую фертильность. Число тычинок, как правило, ниж (в среднем 3), чем у дикого типа (6). Пыльники сухие и не растрескивающиеся Лепестки часто имеют светло-зеленую окраску. В среднем на растении образуются 1-; фертйльных семени.

Рисунок Ч. Фенотипы растений расы 5/але.г (дикий тип) и мутанта юеташ!

а)

б)

Принятые обозначения:

а) Растение дикого типа (В/апех);

б) Мутант ¡аетша]. На главной оси видно характерное дихотомическое ветвление (стрелки). I -VI показывают порядок ветвления. Р - фасциация; - дополнительная розетка; г - корни.

2.2. Определение эндогенного содержания ауксина (ИУЮ

Иммуно-ферментный анализ содержания ИУК у мутанта tael и в их исходной расе Blanes, проведенный на базе Института физиологии растений РАН выявил 2 кратное различие содержания ИУК в надземной части растений. Так, содержание ИУК в линиях К-б (Blanes) и К-122 (laeniala /), соответственно, составило 51.90 и 25.95 нг на 1 г сырой вес.

Результаты анализа позволяют отнести мутант tael к классу мутантов, с нарушениями в биосинтезе или метаболизме ауксинов. Фенотипические особенности мутанта также не противоречат этому выводу. Следует отметить, что у арабидопсис ауксин-дефицитные мутанты еще не обнаружены. Предполагается, что их отсутствие связано с нежизнеспособностью мутантов. Мутант tael, по-видимому, является leaky-мутантом, то есть мутантом с неполным блоком биосинтеза ауксина. Двукратное снижение содержания ауксина в растениях tael хотя и снижает фертильность растений, но является достаточным для обеспечения жизнеспособности.

По морфологии вегетативных и генеративных органов мутант tael обнаруживает сходство с мутантами нечувствительными к ауксину -, axrl, ахг2, ахгЗ, axr4 (Hobbie and Estelle, 1995). В отличие от этих мутантов мутант tael имел пониженный уровень эндогённой ИУК, а также имел более обширный комплекс морфологических нарушений (не только агравиотропизм корней и нарушение апикального доминирования, но и светло-зеленую окраску листьев, развитие дополнительных корней на стебле, фасциированный стебель и т.д.). Мутант tael отличается и от триптофан-дефицитного мутанта арабидопсис trpl-1, также имеющего пониженный уровень эндогенного ауксина (Normanly, et al., 1995). Снижение содержания ауксина у мутанта trpl-1 было связано с блокировкой биосинтеза предшественников триптофана, который, как известно, в свою очередь является предшественником ауксина в растениях. Для мутанта trpl-1 характерна потребность в триптофане, замедленное развитие, маленькие скрученные листья, кустистость и стерильность женского гаметофита (Meyerowitz and Ma, 1994). Нарушения гравиотропизма корней у trpl-1 - мутанта не наблюдалось. Следовательно, мутант tael, по-видимому, является новым мутантом, с изменениями в биосинтезе или метаболизме ауксина. Однако для окончательного подтверждения этого предположения необходимы дальнейшие генетические и физиологические исследования.

3. Изучение карликовых мутантов арабидопсис 3.1, фенотирическая характеристика карликовых мутантов Все карликовые мутанты характеризуются снижением высоты цветоноса в 2-3 >аза у линий К-155, К-158, К-161, п/гЗ-1 и К-156 и в 9 раз у растений линии К-164 по равнению с растениями дикого типа. Снижение высоты цветоноса у растений линий С-155, К-161, К-156 и К-164, связано с сокращением длины междоузлий цветоноса Табл.5). У мутантов линий К-158 и п/гЗ-1, помимо уменьшения длины междоузлий [аблюдали также достоверное уменьшение числа узлов цветоноса (Табл.5). Мутант [з линии К-156 отличался от мутантов других линий тем, что число узлов стебля у [его, было достоверно выше (47.6), чем в контроле (32.5) (Табл.5). В некоторых 1утантных линиях наблюдали также изменение цвета'листьев, формы стручков, [арушение апикального доминирования, снижение фертильности - (Табл.5). Сказанные признаки наследовались сцепленно с карликовостью и, по-видимому, [вляются плейотропными эффектами мутаций карликовости.

Таблица 5. Морфологическая характеристика карликовых мутантов

Линии Количество розеточных листьев Высота главного цветоноса (см) Число Длина узлов междоузлия стебля (см) Другие особенности»

<-1 (дл.) 7.4 ±0.2 33.0 ±1.! 32.5 ± 1.9 1.02

<-155 9.9 ±0.1*** 13.4 ±0.7*** 27.7 ±1.7 0.48 а)

<-158 14.1 ±0.5*** 10.6 ±0.4*** 24.1 ±1.7** 0.44 г)

<-161 9.5 ±0.2*** 7.9 ±0.6*** 29.4 ±0.7 0.27 -л- сз

фЗ-1 7.7 ±0.2 9.6 ±0.8*** 20.3+1.3** 0.47 а)

<-156 7.2 ±0.3 9.2 ± 1.0*** 47.6 ±2.3*** 0.19 в) г)-д)

<-2 (д.т.) 6.0 ±0.1 27.0 ±0.6 16.9 ±1.1 1.59

К-164 6.0 ±0.0 3.6 ±0.2*** 13.5 ±1.7 0.26 б) Д)

Примечание: *, ** и *** - Различия между средними значениями контроля и опыта мутантные линии) достоверны при Р > 0.95,0.99 и 0.999, соответственно.

• - а) тупые короткие стручки; б) острые длинные сручки; в) темно-зеленые листья; -) низкая фертильность; д) снижение апикального доминирования.

3.2. Генетический анализ карликовых мутаций Линия К-155 несбт рецессивную мутацию ег1 (Реди), локализованную во Н-ой группе сцепления (С. И. Янушкевич, 1985). Комплементационный анализ карликовых мутантов показал, что все гибриды от скрещивания линий К-155, К-158, К-161 и

п/гЗ-1 имели карликовый фенотип (Табл.6). Эти карликовые мутации обозначены как аллели локуса ЕЯ! - ег!-1, ег!-2, ег!-3, ег!-4, соответственно.

Таблица 6. Фенотипы гибридов Р1 от скрещивания карликовых мутантов (результаты реципрокных скрещиваний объединены)

Родители К-155 К-158 К-161 njz3-l К-156 К-164

К-155 - 18 к.т. 10 к.т. 20 к.т. 15д.т. -

К-158 - - 31 к.т. 23 к.т. 16 д.т. -

К-161 - - - - 10 д.т. . 10 д.т.

nfi3-l - - - - 10 д.т. -

. К-156 - - - - - 17д.т.

Обозначение: к.т. - карликовый тип; д.т. - дикий тип

Гибриды Р1 от скрещивания растений К-156 и К-164 с мутантами локуса ег! имели нормальный фенотип (д.т.) (Табл. 6). Следовательно, мутации из линии К-156 и К-164 затрагивают независимые гены ег2 и попа, соответственно. Мутация ег2 не показала сцепления с маркерами II, III и V хромосом (Табл.7). При анализе данных Р2 от скрещивания ег2 с мутантом по гену сег2 (IV) гипотеза о независимости наследования генов ег2 и сег2 не подтвердилась (величина %21. оказалась статистически достоверной). Однако, это отклонение связано с трудностью учета безвосковых форм на фоне карликовой мутации ег2. Мутация ег2 показала сцепление с геном ар] (34.37 сМ) из 1-ой хромосомы. Отсутствие сцепления с геном ап (I), возможно,"объясняется большим расстоянием ег2 от последнего.

Таблица 7. Локализация мутации ег2

Хромосома F2 Всего X'2 ' Сго

и маркеры AB Ab aB ab растений А В L ■ сМ

I ап 157 39 43 13 252 1.04 2.56 0.45

api 205 79 73 9 366 3.94* 0.53 8.77** 34.37

II

erl 201 69 53 21 315 0.38 ' 2.14 0.01

as 90 35 29 3 155 1.78 . 0.05 3.98

III

gil 187 82 49 15 333 5.93* 3.02 1.68

IV

cer2 200 60 47 30 337 0.83 0.52 7.32**

V hy5 44 19 16 3 82 0.15 0.15 1.57

yi 53 7 16 6 82 0.15 3.66 1.96

Мутация папа локализована С. И. Янушкевичем в IV-ой группе сцепления в 33 сМ от гена nutans. Мутация nutans - это мутация, полученная С. И. Янушкевичем, которая по его данным находится в IV-ой группе сцепления в 35 сМ от гена vc. Мы изучили аллелизм мутации пи и мутации vc с фенотипически сходными мутациями из мировых коллекций. Мутация пи оказалась аллельной мутации bp, а мутация vc показала комплементацию с мутацией сег4 из IV-ой хромосомы, и отсутствие таковой при скрещивании с мутацией сег2, то есть vc представляет собой мутацию локуса сег2. Таким образом, мутация папа находится в IV-ой хромосоме в 33 сМ от гена bp.

3.3. Влияние экзогенного ГАз на карликовые мутанты Исследования влияния экзогенной обработки ГАз (50мкМ) на растения показали, что обработка ГАз стимулирует рост цветоноса, как у расы Dijon, так и у расы Enkheim! (Рис.5а). Карликовые мутанты реагировали на ГАз по-разному. Так, обработка ГАз приводила к почти полной нормализации длины главного цветоноса мутантов erJ-1 и erl-3 (Рис.5а). Длина главного цветоноса в результате обработки ГАз по сравнению с водной обработкой увеличивалась у мутантов er 1-1 и er 1-3 на 140 и 190%, соответственно (Рис.5а). Растения дикой расы Dijon реагировали на обработку ГАз значительно слабее (увеличение длины главного цветоноса составило в данном опыте всего 24%). У мутантов erl-4 и ег2 обработка ГАз приводила лишь к частичной нормализации длины стебля. Увеличение длины главного цветоноса у этих мутантов составило около 50% (Рис.5а). Высота главного цветоноса мутанта папа не изменялась при обработке растений ГАз, в то время как исходная раса EnkheimI отвечала на обработку 42% увеличением длины стебля (Рис.5а).

Увеличение высоты цветоносов у исходных рас и мутантов достигалось в основном за счет увеличения числа узлов цветоноса (Рис.56). Так, у растений расы Dijon число узлов после обработки ГАз увеличилось на 29-37%, у мутантов erl-1 и er 1-3 - на 105 и 332%, соответственно, а у мутантов er 1-4 и ег2 - на 44%. Увеличение числа узлов цветоноса расы Enkheim1 составило 73%. Увеличение этого показателя у мутанта папа (17%) не является достоверным.

Длина междоузлий цветоноса у мутантов при обработке ГАз изменялась незначительно. Лишь в линии erl-3 наблюдали достоверное изменение длины междоузлия; причем, в сторону их уменьшения .{на 32%) (Рис.5в). Таким образом, длина главного цветоноса увеличивалась практически во всех случаях, за счет возрастания числа его междоузлий.

300 250 200 150 100 50 0

Рисунок 5. Влияние ГАЗ на карлики а) на рост главного цветоноса от контроля 296.79

240.97 .1

142.13

Dijon «rt-1 erl-Э erl-4 Dijon er2 Enkheiml лопо

б) на число узлов главного цветоноса

500 г

400

300

200

% от контроля

100

О -L

Dijon «ri. — 1 erl-3 ert-4 . Dijon " ег2 Enkbeiml

в) на длину междоузлий цветоноса

% от контроля

генотипы

Контп - О«РДШКА WtO; I и Е - М5»Л1>ТАГЫ PAJHM* ОПЫТОВ.

Обработка экзогенной ГАз приводила к восстановлению апикального шнирования у растений erl-З и к восстановлению фертильности у мутанта er2, а же, у последних - к увеличению размера листовой пластинки и снижению енсивности его темно-зеленой окраски листьев.

Ранее было показано, что дефицитные по гиббереллинам мутанты бидолсис реагируют на обработку ГАз не менее, чем 25% превышением общей ны главного цветоноса (Koornneef, et al., 1985).

Такие показатели, как число узлов и дайна междоузлиеа, в исследованиях ее не использовались. Если основываться на данном критерии, все мутанты, iMe мутанта папа могут быть гиббереллин-дефицитными. Пониженная реакция на 1 мутанта erl-4 по сравнению с другими аллельными мутантами erl-l и erl-З, по-имому, связана с наличием в линии nfz3-l мутации, вызывающей увеличение огенного биосинтеза АБК (см. раздел 4). Восстановление фертильности мутантов 2, erl-З и восстановление апикального доминирования у линии erJ-З также цетельствуют а пользу гиббереллкн-дефицитности мутантов по локусу ERI.

Отсутствие полного восстановления фенотипа мутанта ег2 после обработки ; можно обьяснить использованием в опыте ГАз, а не ГА«. Показано, что TAj адает значительно большей эффективностью при экзогенной обработке растений бидопсис, чем ГАз, и даже TAi (Talon, et а!., 1990). Возможно, при использовании . реакция мутанта ег2 была бы более выраженной. В пользу гиббереллин-ицитности мутанта ет2 говорит и характерные для ГА-дефицитных мутантов оенности морфологии (округлые темно-зеленые листья), а также восстановление тильности под действием ГАз.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют в пользу гиббереллин-ицитности мутантов erl и ег2. Однако, для окончательного доказательства этого ^положения необходим анализ эндогенного содержания гиббереллинов у антов.

В отличие от других исследований, проведенных на гиббереллиновых-антах арабндопсис, мы учитывали не только общую высоту растений, но и число >в и длину междоузлий. Оказалось, что удлинение стебля под действием ГАз у гений исходных рас, и у мутантов связана, в первую очередь, с увеличением числа >в. Эти данные, по-видимому, связаны с особенностями биосинтеза и метаболизма зереллинов у данного вида растений (Zeevaart, et al., 1994).

Мутант папа ведет себя, как гиббереллин-нечувствительный мутант. В отличие от исходной расы Enkheiml он вообще не реагирует на экзогенную обработку ГАз (Рис.5). У арабидопсис в настоящее время описан лишь один подобный мутант Gai (Koornneef, et al., 1985; Talon, et al., 1990). Мутация Gai локализована в 1-ой хромосоме, в то время как мутант папа локализован в IV-ой хромосоме. Таким образом, мутант папа - это новый гиббереллин-нечувствительный мутант арабидопсис.

4. Выделение н изучение мутантов, толерантных к норфлуразону

Среди 500000 семян М2 на селективной среде были выделены 9 толерантных к НФ растений, сохранивших толерантность в последующих поколениях. Частота возникновения мутантов составила около 2 х 10-5.

4.1. Фенотипический и генетический анализ толерантных к норфлуразону мутантов nfzL nfz2. nfz3

Растения линий nfzl и nfz2 не имели никаких фенотипических отличий от растений дикого типа за исключением тенденции к раннему завяданию в условиях пониженной влажности. Гибриды Fl от скрещиваний мутантов с диким типом не завядали и не отличались от Dijon по чувствительности к НФ. В F2 обнаружено бимодальное распределение проростков по степени обесцвеченности (74 % проростков с 0 и I баллами и 25% с, 3 и 4 баллами). Это свидетельствует о рецессивном моногенном характере наследования признака толерантности к НФ.

В линии nfz3 обнаружены множественные морфологические изменения, а также отсутствие периода покоя семян. При размножении nfz3, были выделены 2 различающиеся по форме листа и наличию эмбриональной летали сублинии (nfz3-l и nfz3-2). Генетический анализ показал, что карликовость, гераневидная форма листа, отсутствие воска и наличие эмбриолетали, характернее для растений линии nfz3, вызываются мутациями, аплельными мутациям - erl и as (II хромосома), cer2 (IV) и fus] (II), соответственно. Причем, карликовая мутация er 1-4 показала сцепленное наследование с мутациями as и fusl. Расстояние между геном erl-4 и генами as и fus1 в наших опытах составило, соответственно, 19.37 сМ и 34 сМ (Табл.8). Порядок расположения генов erl - as - fusl. Таким образом, генотип растений линии nfz3-l и nfz3-2 можно представить следующим образом:

nfz3-2 II erl-4 + fus! IV cer2

хромосома ert-4 as + хромосома cerJ

Таблица 8. Наследование карликовой мутации erl-4 относительно мутаций as и fust

Группа сцепления Генотипы Всего %2 Сго

и маркеры (в фазе) АВ АЬ аВ ab растений А В L сМ

II - as (притяжения) 53 7 7 13 80 0 0 80.4*** 19.37

- fusl (отталкивания) 23 35 20 17 95 9.85*** 44.8*** 13.6*** 34

Гибриды F1 от скрещивания линий nfz3-l и nfz3-2 с растениями расы Dijon не имели устойчивости к НФ, следовательно, признак толерантности в этих линиях рецессивен. При исследовании потомков F4 поколения от обоих скрещиваний мы обнаружили, что устойчивость к гербициду показали растения, несущие аллели дикого типа по всем четырем генам. Эти данные свидетельствуют о том, что устойчивость к НФ в линии nfz3, возможно, обусловлена еще одной мутацией, не имеющей фенотипического проявления.

4.2. Физиологические исследования толерантных к НФ - мутантов

В связи с тем, что завядание (nfzl, nfzl) и нарушение периода покоя семян (nfz3) может быть связано с изменениями в результате мутации чувствительности к АБК, был проведен тест на чувствительность мутантных линий к АБК. Обнаружено, что АБК подавляет рост проростков как у исходной расы Dijon, так и у мутантов nfzl, nfz2, nfzi-2 (Рис.6). Причем, линия nfzl имела примерно ту же степень чувствительности, что и исходная раса, а линия nfz2 показала достоверно большую чувствительность к АБК. Развитие проростков линии nfz3-l не подавлялось под действием 0.1 мхМ, то есть данная линия показывала снижение чувствительности к АБК. Линия nfz3-2 оказалась чувствительной к АБК (Рис.6).

Рисунок 6. Влияние АБК на развитие проростков мутантных линий арабидопсис

Сырой вес(% от контроля;

4.3. Определение эндогенного содержания АБК Иммунно-ферментный анализ (+) формы АБК показал увеличение содержания АБК по сравнению с контролем в линиях nfzl, nfz3-l, nfz3-2 (Табл.9). Следовательно, можно предполагать, что толерантность к НФ линий nfzl, nfz3-l, nfz3-2 связана с увеличением эндогенного содержания этого гормона.

В линии nfz2 содержание АБК не отличалось от контрольного (Табл.9). Однако тот факт, что линия nfz2 показывала некоторое увеличение чувствительности к АБК свидетельствует о том, что и для этой линии толерантность к НФ может зависеть от АБК.

Таблица 9. Содержание эндогенной АБК в мутантах, толерантных к НФ

Линии Содержание АБК в нг / г сырого веса

Dijon - 7.6 ± 0.6 nfz2 -7.2 ± 1.6 nfz3-l - 13.2 ± 2.8

nfzl - 12.6 ± 1.4 nfz3-2 - 14.0 ± 1.6

4А Действие норфлуразона на различные морфологические мутанты арабидопсис из коллекции кафедры генетики

Для оценки чувствительности к НФ различных мутантов использовали ту же сонцентрацию гербицида, что и для отбора толерантных к НФ мутантов (Q.I мкМ). Всего было проанализировано 33 различные линии. Результаты анализа /стойчивости к НФ 28 линий представлены на рисунке 7.

Как видно, толерантность к НФ показывают мутантные линии, отобранные в VI2 поколении на среде с НФ (л/z/, nfz2, nfz3), а также линии К-156, К-161, К-164. Растения линий К-156, К-161 и К-164 - это карликовые мутанты, несущие мутации ег2, 'rl-3 и папа, соответственно. Уровень устойчивости мутантов ег2 даже превышает устойчивость мутанта erl-4 (nfz3-l), отселектированного на данном гербициде ;Рис.7).

Тот факт, что среди проверенных коллекционных мутантов устойчивость к НФ показали именно карликовые мутанты, по-видимому, не является случайным. Как уже отмечалось, АБК и ГА имеют общие этапы биосинтеза. Можно 1редполагать, что мутации, блокирующие синтез ГА, приводят к накоплению ГГПФ \ к усилению биосинтеза АБК. Увеличение содержаннея АБК было обнаружено у <арликового мутанта гороха {¡s па), имеющего нарушения на этапах биосинтеза ГА Э. М. Коф, 1991). Следовательно, толерантность к НФ карликовых мутантов арабидопсис также может быть связана с увеличением содержания АБК в результате чарушения биосинтеза ГА (у мутантов erl-З и ег2) или снижения чувствительности к 1ей (папа).

Суммируя данные по изучению чувствительности к НФ различных мутантов »рабидопсис можно сказать, что толерантностью к данному гербициду обладают мутанты, с изменениями в содержании или чувствительности к АБК, а также <арликовые мутанты, которые предположительно имеют нарушения в биосинтезе ГА 1ли нечувствительны к данному гормону. Эти результаты позволяют рекомендовать НФ - ингибитор биосинтза каротиноидов, в качестве селективного агента для отбора ■ормональных мутантов.

Рисунок 7. Устойчивость к НФ мутантов из коллекции касрелры генетики МГУ

баллы

О^оп е1' го2 аЬг ег1 —1ег1-3 ргсЕпкЬе'итИ сН 1ое2 1ег аЫ2 аЬа

генотипы

Дикий тип

Другие мутанты ИМЯ Карлики

Мг

Заключение

Фенотипическое, физиологическое и генетическое изучение мутантов арабидопсис из генетической коллекции кафедры генетики и селекции МГУ, позволило выявить новые гормональные мутации, влияющие на дифференцировку цветоноса и цветка. В том числе, идентифицирован новый ген NANA (IV группа сцепления), отвечающий за чувствительность растений к гнббереллинам. Мутация в этом гене приводит к полной нечувствительности к экзогенному ГАз. Ранее у арабидопсис описан лишь один ген CAI, участвующий в рецепции гиббереллинового сигнала у арабидопсис (Koornneef, et al., 1985).

Впервые, описан ген TAEL контролирующий содержание эндогенного ауксина у арабидопсис. Ранее у арабидопсис дефицитные по ауксину мутанты не были известны.

Кроме того, в работе изучены и локализованы новые мутанты, способные к

полному или частичному восстановлению фенотипа под действием экзогенной ГАг. Это аллельные мутации erl-1, erl-2, erl-3, er¡-4, локализованные во П-ой и мутация <'г2, локализованная в 1-ой хромосоме. Можно предположить, что данные мутации затрагивают различные этапы биосинтеза или метаболизма гиббереллинов.

Эксперименты с экзогенной обработкой Г Аз, выявили интересную особенность реакции растений арабидопсис на данный фитогормон. В отличие от всех исследуемых раннее видов растений, арабидопсис увеличивает рост соцветий не за счет удлинения междоузлий, а за счет увеличения числа узлов. Эти данные свидетельствуют об особенностях гормонального контроля роста стебля у данного вида растений.

Изучение развития мутанта abr показало, что мутация abr является температурочувствительной и влияет, на формирование флоральной меристемы, а также на формирование всех типов органов цветка. Исследования двойных мутантов гомозиготных по гену abr и гомеозисным мутациям api и ар2 {yaf) позволяют предполагать, что ген ABR является одним из неизвестных генов, которые регулируют экспрессию гомеозисных генов.

Физиологическая природа мутанта abr пока еще не изучена. Однако фенотипическое сходство с мутантами pinl, а также нарушения билатеральной симметрии проростков и элементов цветка у мутанта abr указывает на возможные нарушения у него полярного транспорта ауксина. Следовательно, полученные

данные позволяют предполагать участие ауксина и его полярного транспорта развитии флоральной меристемы и регуляции работы гомеозисных генов.

Выводы

1. Показано, что мутант abruptus из линии К-150 коллекции арабидопсис кафедры генетики МГУ характеризуется нарушением дифференцировки цветоносов и цветков. Экспрессия мутантного признака зависит от температуры. Мутация локализована во Н-ой группе сцепления.

2. Изучение взаимодействия мутации abruptus с гомеозисными мутациями ар1 (К-200) и ар2 (vaf) показало, что ген ABR совместно с генами API и АР2 участвует в регуляции образования зачатков органов цветка I, II и III круга.

3. Показано, что мутант variiflorus из линии К-217 характеризуется нарушением дифференцировки структуры цветка (заменой чашелистиков на листья и плодолистики, отсутствием лепестков). Мутация vaf представляет собой рецессивную аллель ядерного гомеозисного гена АР2.

4. Обнаружено, что мутант taeniatal арабидопсис из линии К-122 характеризуется нарушением гравиотропизма корней, снижением апикального доминирования, светло-зеленой окраской листьев нерегулярной формы и размера, высокой стерильностью и двухкратным снижением содержания эндогенной ИУК (индолил уксусной кислоты).

5. Генетический анализ карликовых мутантов арабидопсис из линий К-155, К-156, К-158, К-161 и nfz-З показал, что эти мутации являются рецессивными ядерными мутациями локуса ER1 (И группа сцепления). Мутация ег2 из линии К-156 локализована в I хромосоме на расстоянии 34.37 сМ от локуса API.

6. Установлено, что мутанты erl-1, erl-2. er]-3. erl-4 и ег2 способны к частичной или полной нормализации фенотипа при экзогенной обработке их ГАз (гибберелловой кислотой). Мутант папа является нечувствительным к данному фитогормону.

7. Отбор на селективных средах, содержащих норфлуразон, позволил выделить n/z-мутанты, толерантные к данному гербициду. Показано, что устойчивость этих мутантов к норфлуразону связана с изменением чувствительности к абсцизовой кислоте или с суперпродукцией данного гормона.

8. Установлено, что карликовые мутанты арабидопсис, а также мутанты с повышенным уровнем эндогенной АБК или увеличенной чувствительностью к ней имеют повышенную устойчивость к ингибитору биосинтеза каротиноидов -

норфлуразону. Эти данные позволяют рекомендовать норфлуразон в качестве селективного агента для отбора гормональных мутантов арабидопсис.

1. Солдатова О. П., Ежова Т. А., Ондар У. Н. Выделение гормональных

мутантов Arabidopsis thaüana с помощью селекции на устойчивость к норфлуразону // Тезись! докладов Ill-го сьезда физиологов растений. Санкт-Петербург. 24 - 29 июня 1993. 448с.

2. Гостимский С. А., Ежова Т. А., Солдатова О. П., Ондар У. Н., Натканец А. Селекция в системе in vitro и in vivo мутантов томата и арабидопсис, устойчивых к норфлуразону Н Тезисы докл. Н-ой Международной конф. "Биология культивирования клеток растений и биотехнология". Алматы. 28 сентября - 2 октября

3. Ондар У. Н., Высоцкий В. В. Изучение мутации, вызывающей нарушение

нифференцировки цветоносов у Arabidopsis lhaliana (L.) Heynh. Материалы 1-го ;ьезда ВОГИС. Саратов. 20 - 25 декабря 1994. // Генетика. Т. 30. 1994. С. 113.

4. Ондар У. Н. Генетический и физиологический анализ карликовых мутантов irabidopsis thaüana (L.) Heynh. II Тезисы докладов Международной конференции лолодых ученых по фундаментальным наукам " Ленинские горы - 95". Москва. 12 -4 апреля 1995. В печати.

5. Ондар У. Н„ Маманова Л. Изучение толерантного к норфлуразону мутанта Ifz3 Arabidopsis lhaliana (L.j Heynh. II Тезисы докладов Международной конференции юлодых ученых по фундаментальным наукам " Ленинские горы - 95". Москва. 12 -4 апреля 1995. В печати.

6. Солдатова О.П., Ежова Т. А., Ондар У.Н., Гостимский С. А., Конрад У., i-рцаенко О. Мутанты Arabidopsis lhaliana (L.) Heynh., толерантные к ингибитору иосинтеза каротиноидов норфлуразону // Генетика. 1996. В печати.

7. Ezhova Т. A., Ondar U. N., Soldatova О. P., Kusnetsova Т. V., Vysotskyi V. А. 'emperature - sensitive Arabidopsis mutation abruptus and its interactions with homeotic enes ар] and ap2 II Molecular and General Genetics. 1996.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1993. С. 95.