Кариотипическая эволюция Arvicolinae

Лемская, Наталья Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Кариотипическая эволюция Arvicolinae
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Кариотипическая эволюция Arvicolinae"

На правах рукописи

ЛЕМСКАЯ НАТАЛЬЯ АНАТОЛЬЕВНА

КАРИОТИПИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ АЯУГСОЬШАЕ 03 00 15 ГЕНЕТИКА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ООЗ168355

Новосибирск 2008

003168355

Работа выполнена в лаборатории цитогенетики животных Института цитологии и генетики СО РАН, г Новосибирск

Научный руководитель доктор биологических наук,

Графодатский Александр Сергеевич, Институт цитологии и генетики СО РАН, г Новосибирск

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

Жданова Наталья Сергеевна

кандидат биологических наук, Саблина Ольга Валентиновна

Ведущее учреждение Институт молекулярной биологии РАН,

г Москва

Защита диссертации состоится «14» мая 2008 г на утреннем заседании диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук (Д - 003 011 01) в Институте цитологии и генетики СО РАН в конференц-зале института по адресу 630090, г Новосибирск, проспект Лаврентьева, 10, тел (383)-333-12-78, e-mail dissov@bionet nsc ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН

Автореферат разослан «*И »С

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

АД Груздев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы Изучение генома является одной из актуальных задач генетики На основании данных по картированию геномов человека и других видов млекопитающих удалось показать, что синтенные группы генов в течение многих миллионов лет сохранились неизменными (Nash, O'Brien 1982)

С помощью методов классической цитогенетики были предложены первые предковые кариотипы для некоторых отрядов и для всего класса млекопитающих (Viegas-Pequignot et al 1985, Dutrillaux, Couturier 1983, Graphodatsky 1989) Однако из-за внутрихромосомных перестроек многие районы синтении не выявляли видимой цитологической гомологии Появление метода хромосомного гойнтинга позволило избавиться от многих ограничений в сравнительных исследованиях. Метод основан на использовании наборов индивидуальных библиотек сортированных или микродиссектированных хромосом (пэйнтинг-проб) разных видов животных Использование этих наборов в гетерологичной флуоресцентной гибридизации in situ (Zoo-FISH) явилось прорывом в цитогенетике млекопитающих, так как с его помощью стало возможным быстро и эффективно сравнивать геномы филогенетически далеких видов животных Полученные данные свидетельствуют о том, что в эволюции большинства таксонов млекопитающих не происходило перераспределения генетического материала между крупными консервативными районами, сохранившимися целиком у современных видов Можно считать, что эти районы присутствовали и в кариотипе предка плацентарных млекопитающих (Murphy et al 2001) В то же время в ряде таксонов (Canidae, Hylobatinae, Cricetidae-Mundae) высокая частота хромосомных перестроек приводила к массовой перетасовке предковых синтенных групп и быстрой реорганизации геномов (Графодатский 2001) Скорость кариотипической эволюции не одинакова в разных таксонах млекопитающих Практически каждый таксон млекопитающих характеризуется как определенным набором консервативных районов, так и специфическими перестройками между и внутри этих районов

Настоящая работа посвящена изучению грызунов подсемейства полевковых Arvicolinae (полевки и лемминги) на основе использования метода сравнительного хромосомного пэйнтинга Подсемейство представляет значительный интерес межвидовыми контрастами базовых кариотипических характеристик локализация и размеры блоков С-гетерохроматина, наличие добавочных хромосом, широкая вариабельность диплоидных чисел, нестандартная система определения пола у некоторых видов Подсемейство Arvicolinae является весьма интересным объектом для исследования закономерностей хромосомной эволюции, так как объединяет виды, обладающие одними из самых перестроенных и быстро эволюционирующих геномов в классе млекопитающих (Ferguson-Smith

1997, Conroy, Cook 1999, Galewski et al 2006). Кариотипы большинства представителей Arvicolmae описаны с помощью методов классической цитогенетики рутинной и дифференциальных окрасок Вследствие значительной перестроенности хромосом выявление гомологичных элементов в кариотипах некоторых видов часто оказывалось затруднительным без применения современных молекулярно-цитогенетических методов, таких как хромосомный пэйнтинг

Цели и задачи работы. Целью настоящей работы является исследование кариотипических взаимоотношений полевок подсемейства Arvicohnae

Для достижения данной цели, были поставлены следующие задачи

1 Охарактеризовать кариотипы представителей подсемейства Arvicohnae с помощью пэйнтинг-проб пашенной полевки (М agrestis)

2 Сравнить хромосомы М agrestis и копытного лемминга (D torquatus) с помощью реципрокного пэйнтинга

3 Реконструировать предковые кариотипы для рода Microtus, рода Ellobius и для подсемейства Arvicohnae

4 Реконструировать вероятную последовательность преобразований, приведшую к формированию кариотипов современных видов полевковых

5 Оценить темпы кариотипической эволюции видов подсемейства Arvicohnae

Положения, выносимые на защиту.

1 При сравнении кариотипов видов подсемейства Arvicohnae истинную гомологию некоторых хромосом и хромосомных районов возможно установить только с привлечением сравнительного хромосомного пэйнтинга Кариотипы современных видов сформированы на основе различных комбинаций гомологичных хромосомных элементов

2 Сравнение консервативных элементов в геномах видов подсемейства Arvicolmae и видов из аутгруппы дает возможность реконструировать гипотетический предковый кариотип этого подсемейства и построить схему, отражающую возможный ход кариотипических преобразований, приведших к формированию современных видов

3 Темпы эволюции кариотипов в подсемействе Arvicohnae неодинаковы в разных филогенетических ветвях и в среднем значительно выше, чем во многих других таксонах млекопитающих

Научная новизна и практическая ценность работы. В настоящей работе впервые проведено GTG-окрашивание М dogramacu и L brandtn Полученные данные использованы для сравнения этих видов с другими представителями полевковых Arvicolmae

Впервые проведена гомологичная гибридизация in situ набора сортированных хромосом М agrestis, что позволило охарактеризовать этот набор пэйнтинг-проб и эффективно использовать его в исследовании кариотипов полевковых Arvicolinae Хромосомные пробы М agrestis локализованы на хромосомах 17 других видов полевковых, выявлена межхромосомная гомология кариотипов исследованных видов

Впервые по результатам пэйнтинга составлена хромосомная карта, включающая сравнение кариотипов 15 видов полевковых Arvicolinae Это позволило наглядно представить гомологичные ряды хромосом, описать кариотипические преобразования, свойственные представителям этого подсемейства В дальнейшем такие хромосомные карты могут быть использованы в качестве первичного материала для картирования геномов исследованных видов

Предложены предковые кариотипы для представителей рода Microtus, рода Ellobiiis и подсемейства Arvicolinae Реконструкция предкового кариотипа подсемейства необходима для воссоздания полной картины кариотипической эволюции, приведшей к формированию хромосомных наборов исследуемых ныне живущих видов

Впервые на основе сравнения истинно гомологичных районов хромосом построено филогенетическое древо, отражающее возможный ход кариотипической эволюции полевковых Arvicolinae Полученные результаты в совокупности с данными зоологических, палеонтологических и молекулярно-генетических исследований, могут быть полезны для уточнения таксономического положения некоторых видов полевковых, для выявления факторов, обуславливающих хромосомные преобразования, и для оценки скорости кариотипической эволюции видов этого подсемейства Апробация работы. Результаты работы были доложены на следующих конференциях 1) Международное рабочее совещание «Происхождение и эволюция биосферы» Новосибирск, 26-29 июня 2005 г, 2) XV Всероссийское совещание "Структура и функции клеточного ядра" Санкт-Петербург, 18-20 октября 2005 г, 3) Динамика генофондов растений, животных и человека Отчетная конференция. Москва 2005 , 4) Динамика генофондов растений, животных и человека Отчетная конференция Москва, ФИАН 2007 г, 5) V конференция молодых ученых СО РАН, посвященная М А Лаврентьеву Новосибирск, 20-22 ноября 2007г

Вклад автора. При непосредственном участии автора были получены культуры первичных фибробластов, суспензии метафазных хромосом, проведено С- и G-дифференциальное окрашивание и анализ хромосом значительной части животных, вовлеченных в исследование Амплификация и мечение зондов, выделение Cot 10 ДНК М rossiaemeridionalis и флуоресцентная т situ гибридизация проводились автором самостоятельно Автором была проведена локализация пэйнтинг-проб пашенной полевки на хромосомы 16 из 18 видов, вовлеченных в данное исследование Гомологичная гибридизация пэйнтинг-проб

M agrestis и гетерологичная гибридизация с метафазными хромосомами M rossiaemeridionahs была выполнена сотрудниками лаборатории НА Сердюковой и кбн HB Рубцовой Раскладки хромосом для иллюстрации кариотипов M arvalis, M rossiaemeridionahs, M sociahs, В aghanus и С gud были выполнены ранее кбн OB Саблиной (Sablrna et al 2006) Автор принимал также непосредственное участие в обработке, анализе и описании полученных результатов

Структура и объем диссертации. Работа состоит из следующих разделов введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты и обсуждение, заключение, выводы, список цитируемой литературы (160 ссылок) и два приложения Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, иллюстрирована 34 рисунками и содержит 9 таблиц

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе была использована систематика Массера и Карлетона (Musser, Carleton 2005), построенная на основе сопоставления современных данных морфологического, цитогенетического и молекулярного анализа Виды, вовлеченные в исследование

Триба Arvicohni. A terrestris (amphibius) (ATE) 2n=36, В afghanus (BAF) 2n=58, С gud (CGU) 2n=54, L brandtn (LBR) 2n=34, p Microtus n/p Alexandromys M oeconomus (MOE) 2n=30, группа "clarkei" - M clarkei (MCL) 2n=50, группа " maximowiczu " - M maximowiczii (MMA) 2n=41, n/p Microtus группа "agrestis" - M agrestis (MAG) 2n=50, группа "arvahs" -M arvalis хромосомная форма "arvahs" (MARA) 2n=46, M rossiaemeridionahs (levis) (MRO) 2n=54, группа "sociahs" - M dogramacu (MDO) 2n=48, M guentheri guentheri (MGUG) 2n=54, M socialis (MSO) 2n=62, p Microtus n/p Stenocramus - M gregahs (MGR) 2n=36, p Microtus n/p Terrícola группа "subterraneus" - Mdaghestanicus (MDA) 2n=54 Триба Dicrostonychim. D torquatus (DTO) 2n=45+B Триба EUobiusmi. p Ellobius n/p Afganomys - E lutescens (ELU) 2n=17, n/p Ellobius - E talpinus (2n=54)

Триба Myodini p Eothenomys E proditor (EPR) 2n=32, E miletus (EMI) 2n=56 p Clethrionomys (Myodes) - С rutilus (CRU)2n=56 Культуры клеток и суспензии метафазных клеток. Культивирование клеток, получение суспензий метафазных клеток и приготовление препаратов проводили по стандартным методикам (Графодатский, Раджабли 1988, Henegariu et al 2001, Nesterova et al. 2004) с небольшими модификациями Суспензия хромосом Е lutescens предоставлена д б н Баклушинской И Ю идбн Ляпуновой E А

Дифференциальное окрашивание хромосом. GTG-окрашивание проводили по методике Сибрайт (Seabnght 1971), С-окрашивание проводили по методике Самнера (Samner 1972) Оба метода были немного модифицированы (Графодатский, Раджабли 1988)

Хромосомный пэйнтинг проводили на дифференциально окрашенных метафазных хромосомах по методу Янга (Yang et al. 1995) с небольшими модификациями. В работе использовали Cotí О ДНК M. rossiaemeridionalis. Все используемые в работе пэйнтинг-пробы предоставлены группой ветеринарной цитогенетики Кембриджского университета (Англия): проф. Ферпосон-Смит, д-р Янг, д-р О'Брайен.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

Локализация хромосомных проб Microíus agrestis на хромосомы видов подсемейства Arvicoliiiae.

Кариотипы полевковых Arvicolinae были проанализированы при помощи хромосомоспецифичных пэйнтинг-проб M. agrestis (2n=50). FISH проводили с супрессией повторенных последовательностей ДНК, поэтому сравнительный анализ результатов пэйнтинга отражает гомологию только эухроматиновых районов хромосом. Номенклатура хромосом в кариотипах большинства исследованных видов соответствует номенклатурам, приведенным в "Атласе кариотипов млекопитающих" (Sablina et al. 2006). Порядок расположения хромосом в кариотипах М. agrestis и M. oeconomus приведен согласно описанию Модая (Modi 1987).

Кариотип М. oeconomus занимает важное место в настоящем исследовании. Ранее в нашей лаборатории на хромосомы М. oeconomus были локализованы хромосомные пробы Mesocricetus auratus и Mus musculus. В данной работе на основе хромосомного пэйнтинга была установлена гомология всех хромосомных элементов кариотипа M. oeconomus с хромосомами M. agrestis (Рис. 1). Совокупность полученных данных позволила сравнить виды подсемейства Arvicolinae с видами подсемейства Cricetinae.

Рисунок 1, GTG-окрашенные метафазные хромосомы М. oeconomus. Вертикальными линиями показана локализация соответствующих хромосомных проб М. agrestis (MAG), М. auratus (MAU) и М. musculus (MMU) на хромосомы М. oeconomus.

Для подтверждения точности прямой локализации хромосомных проб М. agrestis на хромосомы Д ¡огдиаШя был проведен обратный пэйнтинг с использованием хромосомных проб О. ?ощиаШ (Рис. 2). Не было выявлено дополнительных внутрихромосомных перестроек. Данные анализа

позволили установить точки эволюционных исследованных видов.

разрывов в хромосомах

|Г 11

II И 8

1|'|19 «Ж |б

1.« *

ИЗ

3 i20

¡14 10

%$) |у2 18

III16 21

'|18

Рисунок 2. GTG-окрашенные метафазные хромосомы М. agrestis. Вертикальными линиями показана локализация соответствующих хромосомных проб D. torquatus.

С помощью пэйтинг-проб Microtus agrestis были проанализированы кариотипы 17 видов из 8 родов подсемейства Arvicolinae: 9 видов из рода Microtus, 2 вида из рода Ellobius и по одному виду из родов Blanfordimys, Lasiopodomys, Clethrionomys, Chionomys, Arvícola и Dicrostonyx. Установлена гомология всех хромосом М agrestis с хромосомными элементами кариотипов исследованных видов.

Дополнительно был проведен анализ результатов сравнительного хромосомного пэйнтинга между тремя видами полевок: М clarkei (род Microtus), Е. proditor и Е. miletus (род Eothenomys) (Li et al. 2006). Сопоставление GTG-исчерченности хромосом этих видов с хромосомами М. agrestis позволило включить их в общую схему кариотипических преобразований полевковых Arvicolinae на основании гомологии хромосомных элементов.

Совокупные данные, полученные при сравнительном хромосомном анализе 21 вида из 9 родов полевковых, представлены в итоговой таблице (Табл. 1). В ней отражены все ассоциации и разрывы хромосомных элементов М. agrestis (MAG), характерные для кариотипов исследованных видов. Для каждого вида в верхней правой строке приведены ассоциации, в нижней правой строке - разрывы хромосомных элементов М. agrestis.

Таблица 1. Ассоциации и разрывы хромосомных элементов М а^ея^, выявленные в кариотипах исследованных видов

А ¿егге^га 2/8, 1/17, 1/7,11/13,9/12,6/21, 5/22,10/14,8/23,19/20

МА(Т1~>2, МАС8-+2, МАв9->2

В afghams 2/8

МАС1-»2, МАС8-*2, МАС9->2, МАС4->2, МА05->2

С ёис1 2/8, 1/17

МАС1->2, МАС8-*2, МЛв9->2, ЬЛАвП^

С гиЫия* 2/10

МЛС1->2, МАС8->2, МАС9->2, МАС2->2, МАС10->2

Э 1огдиа1из 2/8, 1/7,14/17/23, 8/11,1/9,18/12/6,4/19

МАС1->5, МАС8->2, МАС9->2, МА04->2, МА017-+2, МАС24->2

Е 1иСе$сею* 11/13/19/6, 2/8/14/4,12/17/10/9/23, 1/5, 3/24/10/7/19/10/11/9/15/16/8,21/22/16/11/2,20/18/1

МАС1-»2, МАС8-»2, МАС9->2, МА02->2, МАОЮ->3, МА011->5,МАС1б -»2

Е ¡а1ртш * 8/14, 9/23, 1/5, 17/9, 3/8

МАС1->3, МАС8->2, \1AG9—>2, МАОЗ-+2, МА05->2, МА014->2

Е пи1еШ* —

МАС1->2, МАС8—>2, МАС9->2

Е ргоёиог* 3/8, 9/12, 4/18, 9/19, 1/6, 2/13, 5/23, 7/16, 10/15, 14/20, 11/21, 17/22

МАС1-»2, МАС8—>2, МАС9->2

Ь ЬгапЛи* 8/11, 1/9, 1/12, 4/5, 10/13, 12/21, 17/23/15, 6/18, 6/20/8, 14/24, 19/22

МАС1->2, МАС8-»2, МАС9->2, МАв4~>2, МАС6-+2

М с1агке1 2/8,3/5

МАС1->2, МАС8->2, МАС,9->2

М оесопотия 2/8/1, 14/17, 9/12,4/18, 20/10, 22/23, 11/1, 13/5, 15/7, 8/6, 19/16, 9/21

МАС1—>5, МАС8-»2, МАС9->2

М тахтомпсги 2/8, 17/9,4/18, 20/10,22/23, 8/19,3/4/15,5/14

МАС1—>2, МАС8-»2, МАС9->2, МАС4-»2

М ап/аШ 2/8, 6/3, 10/5,4/7

МАС8—»2, МАС9-»2

М гозвгаетепёюпаЬз 2/8

МАС1—>2, МАС8-»2, МАС9->2

М зоаакз 2/8

МАв1->2, МАС8->2, М4С9->2, МАв2->3, \iAG3-t2, МАС6->2

М ^Шкеп 2/8

МАС1—>2, МАС8-»2, МАС9->2

М dogramacu 2/8,3/24,8/19,22/18

МАС1—>2, МАС8->2, МАС9-.2

М gregahs 2/8,9/18/12,9/19,21/16/6, 8/22/24,15/17, 20/23

\1AG1—>2, МАС8—»2, МАС9-»2

М daghestanlcus 2/8

МАС1—>2, МАС8->2, МАС9->2

Стрелками в таблице обозначено разделение определенной хромосомы М agrestis (MAG) на соответствующее число фрагментов (цифры курсивом) Знаком * - отмечены виды, в кариотипах которых отсутствует ассоциация 2/8 Жирным шрифтом в таблице обозначена характерная для большинства видов хромосомная ассоциация 2/8, а также общие для кариотипов всех исследованных видов разрывы хромосом М agrestis Очевидно, в предковом кариотипе каждая хромосома, соответствующая MAGI, MAG8 и MAG9, была представлена несколькими хромосомными сегментами И только в ходе эволюции М agrestis произошли слияния соответствующих элементов с образованием хромосом MAGI, MAG8 и MAG9

Полученные данные свидетельствуют о том, что кариотипы современных полевковых чаще формировались за счет слияния базовых элементов в разных комбинациях При этом кариотипы некоторых видов (например, D torquatus, Б afghanus, М socialis) формировались также за счет разрывов элементов, гомологичных М agrestis Самое большое число слияний и разрывов элементов, гомологичных М agrestis, характерно для Е lutescens Этот вид можно рассматривать как пример "кариотипической революции" В то же время некоторые виды рода Microtus (М daghestaniciis, М guentheri, М rossiaemeridionalis) характеризуются одинаковыми ассоциациями и разрывами элементов, гомологичных хромосомам М agrestis Отличия кариотипов выявляются только при дополнительном исследовании GTG-исчерченности хромосом (Табл 2)

Реконструкция предковых кариотипов.

На основании результатов сравнительного хромосомного пэйягинга был реконструирован гипотетический предковый кариотип подсемейства Arvicolinae - ААК (Ancestral Arvicolinae Karyotype) (Рис 3)

Для построения предкового кариотипа было выбрано 2 аутгруппы -Calomiscus sp и Р eremicus (базальный вид для подсемейств Arvicolinae и Cncetinae) На хромосомы этих видов была проведена локализация хромосомных проб М auratus и М musculus На основе локализации хромосомных проб MAG, MAU и MMU на хромосомы М oeconomus (Рис 1) кариотипы видов аутгрупп Calomiscus sp и Р eremicus были представлены через хромосомные элементы М agrestis Установлено, что ассоциация MAG2/8 присутствует в обеих аутгруппах, но отличается от MAG2/8 современных полевок по фрагменту MAG2. У базального вида D torquatus ассоциация MAG2/8 представлена в форме, характерной для других Arvicolinae Ассоциация 1/9 представлена в кариотипах D torquatus и Р eremicus элементами, гомологичными разным районам MAG9 Поэтому эта ассоциация отсутствует в кариотипе гипотетического предка Arvicolinae

MAG

1 Ш Щ

1 к Ш 3 СЛ V ■ 6 i

л.; j

._ Ш, ш

113

23456789 10 11

15 г; 16 . 17

8 й

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

124 В 24

23 24 25 26 27 28 29

Рисунок 3. Гипотетический предковый кариотип подсемейства полевковых Arvicolinae.

На основе анализа кариотипов исследованных видов было выдвинуто предположение, что в состав предкового кариотипа рода Microtus входило 54 хромосомы. Предковый кариотип серых полевок мог сформироваться из ААК слиянием ААК28+ААК29 (MAG24), ААК26+ААК15 (фрагмент MAGI), ААК27+ААК16 (MAG4). Все остальные элементы ААК, включая ААК1 (гомолог MAG2/8), присутствовали у предка рода Microtus.

По результатам анализа геномов двух видов был построен предковый кариотип для рода Ellobius (АЕК). В качестве ауттруппы использовали кариотип М. oeconomus и М. auratus. Было высказано предположение, что кариотип предка слепушонок, мог сформироваться из ААК путем одного разрыва ААК1 (MAG2/8) и трех слияний ААК28+ААК29 (MAG24), ААК26+ААК15 (MAGI), ААК27+ААК16 (MAG4). Таким образом, в состав АЕК, вероятно, входило 56 хромосом. Кариотип предка рода Ellobius, по-видимому, был похож на кариотип современного Clethrionomys rutilus.

На основании результатов сравнительного хромосомного пэйнтинга была установлена гомология хромосом 18 видов полевковых и 3 вида были привлечены в исследование из литературных источников (Li et al. 2006). Таким образом, установлена гомология хромосом для 21 вида подсемейства полевковых Arvicolinae. Была составлена сравнительная хромосомная карта, в которую вошли хромосомы 15 видов полевковых. Фрагмент карты представлен на рисунке 4, где показаны ряды хромосом, гомологичных MAGI, MAG2, MAG7, MAG8 и MAG15.

гГП

2 22 22 5Р>0(Т10ГП2 2 оро од > >¡^0^220 |

вый ? (л*^ "Ча»^ х»

® 03 Ь ел „

1! к V * 11_? » г г «15 « *

2ЩтО 2 > О ш 222222

[гИс2 5ося>о 2

ми 0) ^ ^ > О)-*-* 2

01 22 2222Р>0 ГП0ГП22

-к <0

11 п?--ЬVгЬтЪмх-ъж

й $ я « Й »; * X» п

22тОИ0>52222222

> О 2Л50Н> >Я0000 О

^ *Ч| «ч1 ^

Рисунок 4 Сравнительная карта хромосом 15 видов полевковых АгасоЬпае (фрагмент карты)

При помощи хромосомных ассоциаций М оесопотия все хромосомные ассоциации видов подсемейства полевковых, исследованных в данной работе, были представлены в хромосомных сегментах Са1опчвсш ер Совместно с РоманенкоС А для 52 видов мышевидных грызунов (21 вид полевковых проанализирован в данной работе) построена матрица (52 вида) х (357 перестроек), в которой независимые перестройки обозначались в двоичной системе (1 - перестройка присутствует, 0 - перестройка отсутствует) Матрица была проанализирована в лаборатории Г Добиньи (Национальный музей истории природы, происхождения, структуры и эволюции биоразнообразия, Париж) методом максимальной вероятности при помощи программного обеспечения РОЦР 4 01Ь (Едуойогё, 1998) На основании данных матрицы было построено филогенетическое древо мышевидных грызунов Однако подсемейство АплсоЬпае практически не распалось на независимые ветви Возможно, это связано с тем, что

кариотипы всех видов полевковых состоят из достаточно крупных консервативных элементов, представленных в разных комбинациях В некоторых случаях сходные перестройки повторяются в независимых ветвях древа

Возможный ход эволюции подсемейства полевковых. Скорость кариотипической эволюции.

Для реконструкции хода кариотипической эволюции видов подсемейства Arvicolmae, был проведен дополнительный анализ GTG-окрашенных хромосом При этом учитывали не только общие слияния и разрывы хромосом, но и рисунок G-бэндинга и морфологию маркерных хромосомных элементов В качестве маркерных были выбраны хромосомные элементы, которые наиболее часто участвуют в эволюционных преобразованиях кариотипов полевковых Для исследуемых видов - это хромосомные элементы, гомологичные хромосомам MAG2, MAG8 и MAG9 (Табл 2)

Построение филогенетического древа, отражающего ход кариотипическиой эволюции полевковых (Рис 5), проводили в соответствии с принципами кладистического анализа В качестве аутгруппы при построении древа использовали Calomiscus sp. При этом за основу были приняты схемы дивергенции, построенные на основании молекулярных данных (Jaarola et al 2004, Galewski et al 2006)

В базальной ветви вместе с D torquatus находится L brandtu, поскольку они имеют сходный рисунок GTG-бэндинга хромосомного элемента, гомологичного MAG86 (1), одинаковые хромосомные ассоциации, гомологичные MAG8/11 и MAG1/9 Также у этих видов, как и у гипотетического предка, есть разрыв хромосомы, гомологичной MAG4, то есть в кариотипах в интактном виде сохранились ААК16 и ААК27

Для видов трибы Myodmi и Ellobiusini, обособленных в отдельную ветвь, характерно отсутствие маркерного элемента, гомологичного MAG2/8 Ассоциации хромосом MAG1/5, MAG8/14, MAG9/23 являются характерными только для кариотипов видов рода Ellobius

Далее представлена группа видов трибы Arvicolmi, в кариотипах которых присутствует элемент, гомологичный MAG2/8 Анализ GTG-исчерченности этого элемента и хромосомного элемента, гомологичного MAG86, позволяет разделить виды по группам (Табл 2) Обособленно на древе раположена A terrestris, поскольку хромосомный элемент, гомологичный MAG2/8, имеет уникальный рисунок GTG-исчерченности (2/8 (7)) Виды В afghanus и С gud объединены общими хромосомными элементами, гомологичными MAG2/8 (1) и MAG86 (3)

Следующая ветвь представлена видами рода Microtus. Базально расположен М gregahs, который обособлен на основании молекулярных данных (Jaarola et al 2004) Для видов подрода Alexandromys (М clarkei, М oeconomus, М maximowiczu) и М daghestamcus (подрод Terrícola)

маркерным является хромосомный элемент 2/8 (2). Однако на основании молекулярных данных виды подрода Terrícola относят к базальным для таксономической группы "arvalis" и "socialis" (Jaarola et al. 2004).

Таблица 2. Типы маркерных хромосом подсемейства полевковых Arvicolinae.

Хромосомный элемент кариотипа М agrestis

Схемы гомеологичных хромосом в кариотипах видов Arvicolinae

MAG2 MAGBa (2/8)

1 2 3 4 5

DTO, МОЕ MCL ММА MARA,

CGU, (1/8/2), MGR

BAF MDA _

ATE MDO MGU

MAG86

DTO (8/11), ATE (8/23), CRU, EMI, EPR (8/3)

0' 91« У1" §1« II

LBR МОЕ ММА

(8/11) (8/6), 8/19),

MCL, MDO MGR,

3 4 5 6

CGU. MGUG MARA MRO

BAF,

MSO

MAG9

MAG

р|9 -I9 Él*

П! il*

Ы19 т*

2 3 4

MSO DTO BAF, CGU, CRU, EMI, EPR, MAR,

MDO ATE MCL, MDA, MGR, MGU, МОЕ,

ММА MRO

Волнистая линия (~) в нижней части схемы хромосомных элементов обозначает тандемное слияние.

Далее в тексте и на схеме филогенетического древа тип соответствующей маркерной хромосомы обозначен в скобках, например, 2/8 (1).

-2/8 9(1)

MAGI-»/ MAG8-»/ MAG9—>/

o «<

o *

X O

o Ja o o S o St

2/8(2)

AWliK "2n=54

86(2)

MAGI-»2 MAG4->f MAG24 >J

AAK

2n=60 2/8(1) 9(4)

MAGl-x? MAG8-+2 MAG9->2 MAG4->2 MAG2J-+2

2/8(5)

86(6)

86(5) MAGI-»/

2/8(8)

9(2) 86(2) 2/8(9) 86(4)

A'J; » 2/8(10) MAG3->2

,6(3) 9(2)

4/18 9(2) 20/10 2/8(4) 22/23

2/8(3)

2/8(5)

8/12

86(3) 2/8(1)

MAG4-»?

9(?) wn 2/8(7)

MAG17-»2

AEK l\A 2n=56 9/23

MAGI—».? MAG3—»2

VI -,2

■2/8

ikag:

86(1)

-n

8/11 -2№ 86(1) 19 MAG4-»2

VIAG24-vf

3(3) MAG1-+J 1/7 8/12 MAG 17—>2

' MAG3-W MAGS-»2

M agrestis

M rossiaemeridionalis M arvahs M dogramacu M guenthen

M socialis M daghestamcus

M maximowiczu M oeconomus M clarkei

M gregalis

B afghanus C.gud A terrestris

E talpinus E lutescens C rutdus E proditor E rmletus L brandtn

D torquatus p. Calomiscus

n/p Microtia I rp agrestis

I n/p Microtus rp arvahs

n/p Microtus rp socialis

i n/p Terrícola I rp subterraneus

n/p Alexcmdromys

j n/p Stenocranius

ARVICOLINI

ELLOBIUSINI MYODINI

ARVICOLINI DICROSTONYCHINI

Маркерным хромосомным элементом для ветви общественных полевок "socialis" является акроцентрическая хромосома MAG2/8 (8), а для группы "arvalis' - субметацентрик 2/8 (5) Эти элементы отличаются от 2/8 (1) транспозициями центромер Отсутствие в кариотипе вида М agresíis синтенной ассоциации 2/8, послужило основанием к его обособлению от других представителей подрода Microtus

Для кариотипа каждого исследованного вида было определено минимальное число хромосомных перестроек, отделяющих его от гипотетического предкового кариотипа подсемейства Arvicolinae Самое большое число перестроек относительно предка, равное 33, было выявлено в кариотипе слепушонки Е lutescens Самое меньшее число перестроек, выявленное в исследованных кариотипах, равно 3 (ААК28+29,26+15,27+16) Столько перестроек было обнаружено у М rossiaemeridionalis и М guentheri (подрод Mwotus), и у М daghestanicus (подрод Terrícola) Исходя из средних значений времени дивергенции видов в подсемействе Arvicolmae (Chaline et al 1988) была проведена оценка темпов эволюции кариотипов Среднее значение скорости кариотипических преобразований для 21 вида полевковых составило 1 8-3 хромосомные перестройки за 1 млн лет Это примерно в 10 раз выше средней скорости кариотипической эволюции млекопитающих (О Brien et al 1999)

При изучении подсемейства полевковых возникает вопрос о том, что же явилось более значимым для их дивергенции повсеместное распространение животных и как следствие адаптивное преобразование хромосом, или же наоборот, высокая скорость эволюции кариотипов, приведшая к широкому заселению ареала и бурной эволюции К сожалению, на сегодняшний день нет достаточных доказательств преобладания того или иного пути эволюционных преобразований

Существование политипических видов (М arvalis, М mawimowiczii, М dogramacu и др), "робертсоновских вееров" (Е talpinus), подвидов внутри одного вида (М g guentheri и др ), представителей со спорным видовым статусом (В afghanus) является отражением высокого уровня межвидовой и внутривидовой кариотипической вариабельности в пределах подсемейства Arvicolinae На этом основнии можно предположить, что эволюционный процесс у полевковых находится в активной фазе и что в данный момент идет период накопления хромосомных перестроек Возможно, в будущем это приведет к выделению отдельных независимых видов на базе современных подвидов и хромосомных форм

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пэйнтинг-пробы хромосом М agrestis оказались достаточно эффективным инструментом для анализа кариотипов Arvicolinae В данной работе при помощи гетерологичного хромосомного пэйнтинга и сравнительного анализа GTG-окрашенных хромосом была проведена реконструкция кариотипа гипотетического предка полевковых Однако для

полной картины требуются дополнительные исследования с вовлечением большего числа видов Это позволит более детально реконструировать состав предкового кариотипа подсемейства Arvicolinae, выявить новые базисные ассоциации и маркерные хромосомы, определить точки, по которым наиболее часто происходят разрывы

Очевидно, что невозможно установить истинную гомологию хромосом без вовлечения сравнительного пэйнтинга С другой стороны, при построении филогенетического древа полевковых методом кладистического анализа и максимальной парсимонии на основании данных гибридизации т situ, ограничение метода ZOO-FISH не позволило учитывать значение транспозиций центромер и визуализируемых внутрихромосомных инверсий Комплексное использование результатов пэйнтинга и сравнения GTG-окрашенных хромосом позволило преодолеть недостатки методов и в целом добиться необходимого результата, достаточного для построения филогенетического древа, отражающего возможный ход хромосомной эволюции полевковых

выводы

1 На основании хромосомного пэйнтинга и сравнения GTG-окрашенных хромосом, установлена гомология всех хромосомных элементов кариотипа М agrestis и кариотипов 20 видов, представителей 9 родов подсемейства полевковых Arvicolinae Кариотипы современных видов подсемейства формировались за счет слияний и разрывов достаточно крупных консервативных хромосомных элементов

2 Реципрокный пэйнтинг между хромосомами М agrestis и D torquatus, позволил уточнить точки разрывов хромосом обоих видов, возникших в ходе эволюции Гомология В-хромосом D torquatus с хромосомами М agrestis не была выявлена

3 Реконструирован гипотетический предковый кариотип подсемейства полевковых Arvicohnae Идентифицированы маркерные слияния предковых элементов хромосом, которые могли привести к формированию предкового кариотипа рода Microtus и предкового кариотипа рода Ellobius Определено минимальное число хромосомных перестроек, отделивших кариотипы исследованных видов от кариотипа гипотетического предка

4 На основании принципов кладистического анализа построено филогенетическое древо полевковых, отражающее возможный ход кариотипических преобразований

5 Проведена оценка темпов эволюции кариотипов подсемейства Arvicohnae Среднее значение скорости реорганизации кариотипов составляет 1 8-3 хромосомные перестройки за 1 млн лет (без учета инверсий) Наибольшее число перестроек произошло при формировании кариотипа горной слепушонки Е lutescens, наименьшее - у видов подродов Microtus и Terrícola (род Microtus)

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1 Sitnikova N А . Romanenko S А, O'Brien Р С , Perelman Р L., Fu В., Rubtsova N V , Serdukova N А , Golenishchev F N, Tnfonov V A, Ferguson-Smith M A, Yang F, Graphodatsky A S Chromosomal evolution of Arvicolinae (Cricetidae, Rodentia) I The genome homology of tundra vole, field vole, mouse and golden hamster revealed by comparative chromosome painting //Chromosome Res 2007 V. 15(4) P 447-456

2 Romanenko S A, Sitnikova NA. Serdukova N A, Perelman P L, Rubtsova N V, Bakloushinskaya IY, Lyapunova N A , Just W., FergusonSmith M A, Yang F, Graphodatsky A S "Chromosomal evolution of Arvicolinae (Cricetidae, Rodentia)) II The genome homology of two mole voles (genus Ellobius), the field vole and golden hamster revealed by comparative chromosome painting // Chromosome Res 2007. V 15(7) P 891-897

3 Графодатский А С , Трифонов В A , Перельман П JI, Романенко С А , Билтуева JIС , Беклемишева В Р , Сердюкова H А, Воробьева H В , Юдкин Д В , Рубцова H В , Соколовская H В , Ситникова H А. Нестеренко А И Филогеномика млекопитающих цитогенетические аспекты // Происхождение и эволюция биосферы Материалы международного рабочего совещания 2005 Новосибирск С 269

4 Графодатский А С , Трифонов В А , Перельман П JI, Романенко С А , Билтуева JIС , Беклемишева В Р , Сердюкова H А, Воробьева H В , Юдкин Д В , Рубцова H В , Соколовская H В , Ситникова H А . Нестеренко А И Эволюция геномов млекопитающих цитогенетические аспекты // Структура и функции клеточного ядра Материалы XV Всероссийского совещания 2005 С -П С 805

5 Графодатский А С , Беклемишева В Р, Билтуева Л С, Воробьева H В , Нестеренко А И, Перельман П Л , Романенко С А, Рубцова H В , Сердюкова H А, Ситникова H А. Трифонов В А, Юдкин Д В Разнообразие геномов млекопитающих и внутривидовой полиморфизм молекулярно-цитогенетические подходы к изучению // Тез докл отчетной конф «Динамика генофондов растений, животных и человека» 2005 Москва, ФИАН С 31

6 Трифонов В А, Юдкин Д В, Беклемишева В Р, Билтуева Л С, Воробьева H В , Нестеренко А И, Перельман П.Л , Романенко С А , Рубцова H В , Сердюкова H А , Ситникова НА, Графодатский А С Разнообразие геномов млекопитающих и внутривидовой полиморфизм молекулярно-цитогенетические подходы к изучению // Тез докл отчетной конф «Динамика генофондов растений, животных и человека» 2007 Москва, ФИАН С. 32

7. Юдкин Д В , Романенко С А., Ситникова H А. Нестеренко А И Сравнительная и молекулярная цитогенетика млекопитающих // Тез докл отчетной конф «V конференция молодых ученых СО РАН, посвященная M А Лаврентьеву» 2007 Новосибирск. С 113-115

Подписано к печати 02 04 2008 г

Формат бумаги 60 х 90 1/16 Печ л 1 Уч Изд л 0,7

Тираж 100 экз Заказ 32.

Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр ак Лаврентьева, 10

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лемская, Наталья Анатольевна

список сокращений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Методы сравнительной цитогенетики.

1.1.1 Срашгаелтйанш№дафферешдаг1шоок

1.1.2 Сравнительное картрование.

1.1.3 Хромосомньмгойшингвсршшпшшойцитогенешке.

1.1,4Кладисшческий анализ в сравнительной цигогенегике.

1.2 Характеристика подсемейства Arvicolinae.

12.1 Систематика шдсшейства Arvicolinae.

122 Кариотипическое разнообразие подсемейства Arvicolinae.

123 Скорость эволюции и подсемействе Arvicolinae.

1.3 Хромосомный пэйнтинг в исследовании кариотипических отношений видов подсемейства Arvicolinae.

Глава 2. Материалы и методы.

2.1 Материалы.

2.1.1 Растворы иреактвы.

2.12 Суспензии фиксированных мепафазныхклегок.

2.2 Методы.

2.2.1 Получение и культивирование первичных фибробласгов.

2.2.1.1 Методы получения культур.

2.2.1.2 Культивирование и криоконсервация.

222. Получение суспензии фиксированных клеток.

2.2.2.1 Фиксация клеток костного мозга.

2.2.2.2 Получение фиксированных клеток га культур первичных фибробластов.

2.2.2.3 Хранение фиксированных клеток.

22.3 Дифференциальное окрашивание хромосом.

22.4 Хромосомный гойншнг.

2.2.4.1 Характеристика наборов сортированных хромосом.

2.2.4.2 Выделение CotlOДНКМ. rossiaemeridionalis.

2.2.4.3 Реамплификация библиотек в DOP-ПЦР.

2.2.4.4 Меченые зондов в DOP-ПЦР.

2.2.4.5 Флуоресцентная in situ гибридизация.

22.5 Получение и обработка изображения.

Глава 3. Результаты и обсуждение.

3.1 Локализация хромосомных проб пашенной полевки — Microtus agrestis - на хромосомы шестнадцати видов подсемейства Arvicolinae.

3.1.1 Род Microtus.

3.12?одЕ11оЬкв.

3.1.3 Род Blanfordmiys, Lasiopodamys, Chiommys, Arvicola, Qetlirionomys, Dicmstonyx.

3.2 Реципрокный пэйнтинг между хромосомами копытного лемминга - Dicrostonyx torquatus и пашенной полевки — Microtus agrestis.

3.3 Локализация пэйнтинг-проб половых хромосом М. agrestis на хромосомы исследуемых видов подсемейства Arvicolinae.

3.4 Сопоставление GTG-окрашенных хромосом М. agrestis с хромосомами М. clarkei, Е. proditor, Е. miletus.

3.5 Реконструкция предковых кариотипов.

3.6 Возможный ход эволюции подсемейства полевковых. Скорость кариотипических преобразований.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Кариотипическая эволюция Arvicolinae"

Актуальность проблемы

Изучение генома является одной из актуальных задач генетики. На основании данных по картированию геномов человека и других видов млекопитающих был установлен феномен эволюционного консерватизма генетического материала. Удалось показать, что синтенные группы генов в течение многих миллионов лет сохранились неизменными (Nash, O'Brien 1982). Изучение распределения консервативных районов в геномах млекопитающих позволило выявить закономерности организации и эволюции геномов различных видов, особенности их хромосомной организации.

Для выявления гомологичных районов хромосом в геномах близких и отдаленных видов долгое время исследователи использовали методы дифференциального окрашивания. На основании данных, полученных методами классической цитогенетики, для некоторых отрядов, и для всего класса млекопитающих были предложены первые предковые кариотипы (Viegas-Pequignot et al. 1985; Dutrillaux, Couturier 1983; Graphodatsky 1989). Однако из-за внутрихромосомных перестроек многие районы синтении не выявляли видимой цитологической гомологии. Появление метода хромосомного пэйнтинга позволило избавиться от многих ограничений в сравнительных исследованиях.

В конце 90-х прошлого столетия метод сравнительного хромосомного пэйнтинга (Zoo-FISH) получил бурное развитие. Метод основан на использовании наборов индивидуальных библиотек сортированных или микродиссектированных хромосом (пэйнтинг-проб) разных видов животных в гетерологичной флуоресцентной гибридизации in situ. Метод Zoo-FISH стал прорывом в сравнительной цитогенетике млекопитающих, так как с его помощью стало возможным быстро и эффективно сравнивать геномы филогенетически далеких видов животных. Полученные данные свидетельствуют о том, что в эволюции большинства таксонов млекопитающих не происходило перераспределения генетического материала между крупными консервативными районами, сохранившимися целиком у современных видов. Можно считать, что эти районы присутствовали и в кариотипе предка плацентарных млекопитающих (Murphy et al.

2001а). В то же время в ряде таксонов (Canidae, Hylobatinae, Cricetidae-Muridae) высокая частота хромосомных перестроек приводила к массовой перетасовке предковых синтенных групп и быстрой реорганизации геномов (Графодатский 2001). Скорость кариотипической эволюции не одинакова в разных таксонах млекопитающих и в некоторых филогенетических ветвях в несколько раз выше, чем в других. Кроме того, практически каждый таксон млекопитающих характеризуется как определенным набором консервативных районов, так и специфическими перестройками между и внутри этих районов.

К настоящему времени около 150 видов млекопитающих, основная часть из которых принадлежит отряду приматов и хищных, изучены с помощью хромосомного пэйнтинга. Однако часть отрядов, включая грызунов, долгое время оставались за рамками современных молекулярно-цитогенетических исследований. Настоящая работа посвящена изучению грызунов подсемейства полевковых Arvicolinae с помощью метода сравнительного хромосомного пэйнтинга.

Подсемейство Arvicolinae является весьма интересным объектом для исследования закономерностей хромосомной эволюции, так как объединяет виды, обладающие одними из самых перестроенных и быстро эволюционирующих геномов в классе млекопитающих (Ferguson-Smith 1997). Кариотипы большинства представителей Arvicolinae описаны с помощью методов классической цитогенетики: рутинной и дифференциальных окрасок. Подсемейство представляет значительный интерес межвидовыми контрастами базовых кариотипических характеристик: локализация и размеры блоков С-гетерохроматина, наличие добавочных хромосом, широкая вариабельность диплоидных чисел, нестандартная система определения пола у некоторых видов. Молекулярно-генетическими методами было показано, что скорость эволюции геномов у полевковых одна из самых высоких среди исследованных видов млекопитающих (Conroy, Cook 1999; Galewski et al. 2006). Вследствие значительной перестроенности хромосом выявление гомологичных элементов в кариотипах некоторых видов часто оказывалось затруднительным без применения современных молекулярно-цитогенетических методов, таких как хромосомный пэйнтинг.

Цели и задачи работы

Целью настоящей работы является исследование кариотипических взаимоотношений полевок подсемейства Arvicolinae.

Для достижения данной цели, были поставлены следующие задачи.

1. Охарактеризовать кариотипы представителей подсемейства Arvicolinae с помощью пэйнтинг-проб пашенной полевки (М agrestis).

2. Сравнить хромосомы М. agrestis и копытного лемминга (D. torquatus) с помощью реципрокного пэйнтинга

3. Реконструировать предковые кариотипы для рода Microtus, рода Ellobius и для подсемейства Arvicolinae.

4. Реконструировать вероятную последовательность преобразований, приведшую к формированию кариотипов современных видов полевковых.

5. Оценить темпы кариотипической эволюции видов подсемейства Arvicolinae.

Новизна и практическая ценность работы

В настоящей работе впервые проведено GTG-окрашивание М. dogramacii, L. brandtii. Полученные данные использованы для сравнения этих видов с другими представителями полевковых Arvicolinae.

Впервые проведена гомологичная гибридизация in situ набора сортированных хромосом М. agrestis, что позволило охарактеризовать этот набор пэйнтинг-проб и эффективно использовать его в исследовании кариотипов полевковых Arvicolinae. Хромосомные пробы М. agrestis локализованы на хромосомах 17 других видов полевковых, выявлена межхромосомная гомология кариотипов исследованных видов.

Впервые по результатам пэйнтинга составлена хромосомная карта, включающая сравнение кариотипов 15 видов полевковых Arvicolinae. Это позволило наглядно представить гомологичные ряды хромосом, описать кариотипические преобразования, свойственные представителям этого подсемейства. В дальнейшем такие хромосомные карты могут быть использованы в качестве первичного материала для картирования геномов исследованных видов.

Предложены предковые кариотипы для представителей рода Microtus, рода Ellobius и подсемейства Arvicolinae. Реконструкция предкового кариотипа подсемейства необходима для воссоздания полной картины кариотипической эволюции, приведшей к формированию хромосомных наборов исследуемых ныне живущих видов.

Вклад автора

При непосредственном участии автора были получены культуры первичных фибробластов, суспензии метафазных клеток, проведено С- и G-дифференциальное окрашивание и анализ хромосом значительной части животных, вовлеченных в исследование. Амплификация и мечение зондов, выделение CotlO ДНК М. rossiaemeridionalis и флуоресцентная in situ гибридизация проводились автором самостоятельно. Автором была проведена локализация пэйнтинг-проб пашенной полевки на хромосомы 16 из 18 видов, вовлеченных в данное исследование. Гомологичная гибридизация пэйнтинг-проб М. agrestis и гетерологичная гибридизация с метафазными хромосомами М. rossiaemeridionalis была выполнена сотрудниками лаборатории: Н.А. Сердюковой и к.б.н. Н.В. Рубцовой. Раскладки хромосом для иллюстрации кариотипов: М. arvalis "arvalis", М. rossiaemeridionalis, М. socialis, В. aghanus, С. gud, были выполнены ранее О.В. Саблиной (Sablina et al. 2006). Автор принимал также непосредственное участие в обработке, анализе и описании полученных результатов.

Апробация работы

По результатам работы в соавторстве опубликовано две статьи в зарубежных журналах (Sitnikova el al. 2007; Romanenko et al. 2007).

Результаты данного исследования были представлены на следующих конференциях:

1. Международное рабочее совещание "Происхождение и эволюция биосферы".

Новосибирск, 26-29 июня 2005 г.

2. XV Всероссийское совещание "Структура и функции клеточного ядра".

Санкт-Петербург, 18-20 октября 2005 г.

3. Динамика генофондов растений, животных и человека. Отчетная конференция. Москва 2005.

4. Динамика генофондов растений, животных и человека. Отчетная конференция. Москва, ФИАН 2007.

Структура и объем диссертации

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Лемская, Наталья Анатольевна

Выводы

1. На основании хромосомного пэйнтинга и сравнения GTG-окрашенных хромосом, установлена гомология всех хромосомных элементов кариотипа М. agrestis и кариотипов 20 видов, представителей 9 родов подсемейства полевковых Arvicolinae. Кариотипы современных видов подсемейства формировались за счет слияний и разрывов достаточно крупных консервативных хромосомных элементов.

2. Реципрокный пэйнтинг между хромосомами М. agrestis и D. torquatus, позволил уточнить точки разрывов хромосом обоих видов, возникших в ходе эволюции. Гомология В-хромосом D. torquatus с хромосомами М. agrestis не была выявлена.

3. Реконструирован гипотетический предковый кариотип подсемейства полевковых Arvicolinae. Идентифицированы маркерные слияния предковых элементов хромосом, которые могли привести к формированию предкового кариотипа рода Microtus и предкового кариотипа рода Ellobius. Определено минимальное число хромосомных перестроек, отделивших кариотипы исследованных видов от кариотипа гипотетического предка.

4. На основании принципов кладистического анализа построено филогенетическое древо полевковых, отражающее возможный ход кариотипических преобразований.

5. Проведена оценка темпов эволюции кариотипов подсемейства Arvicolinae. Среднее значение скорости реорганизации кариотипов составляет 1.8-3 хромосомные перестройки за 1 млн. лет (без учета инверсий). Наибольшее число перестроек произошло при формировании кариотипа горной слепушонки Е. lutescens, наименьшее - у видов подродов Microtus и Terricola (род Microtus).

Заключение

За последнее десятилетие хромосомный пэйнтинг занял весомое место в исследованиях по изучению геномов млекопитающих. С развитием методов стало возможным сравнивать между собой филогенетически удаленные и сложно перестроенные кариотипы.

В то время как геномы приматов и хищных всесторонне изучены, кариотипы одной из интереснейших групп — мышевидных грызунов и видов подсемейства полевковых, в частности, остались "за кадром" исследований современными молекулярно-цитогенетическими методами. Для многих полевок опубликованы сравнения дифференциально окрашенных хромосом, но нет единой картины кариотипических преобразований.

В данной работе при помощи метода хромосомного пэйнтинга и сравнения GTG-окрашенных хромосом была проведена реконструкция кариотипа гипотетического предка полевок. Однако для полной картины требуются дополнительные исследования с вовлечением большего числа видов полевок. Это позволит более детально реконструировать состав предкового кариотипа подсемейства Arvicolinae, выявить новые базисные ассоциации и маркерные хромосомы, определить точки, по которым наиболее часто происходят разрывы. На основе кладистического анализа построено филогенетического древа полевковых. Показано, что скорость эволюции кариотипов полевок намного выше средних значений для млекопитающих. В филогенетически независимых ветвях древа эволюция кариотипов Arvicolinae идет в разных направлениях, приводя к увеличению или к уменьшению диплоидного числа, и нет оснований говорить о доминировании только одной тенденции. На основании всей полученной информации высказано предположение, что предковый кариотип полевковых (ААК) состоял из 29 аутосом и пары половых хромосом (2п = 60), а предковые кариотипы рода Microtus и Ellobius включали в себя 54 и 56 хромосом соответственно.

Пэйнтинг-пробы хромосом пашенной полевки оказались достаточно эффективными для анализа кариотипов, так как по своему составу они в высокой степени похожи на ААК. С помощью этого набора удалось вовлечь в исследование

18 видов полевок. Сравнение GTG- окрашенных хромосом позволило дополнительно включить в исследование 3 вида китайских полевок.

Очевидно, что невозможно установить истинную гомологию хромосом без вовлечения сравнительного пэйнтинга. С другой стороны, при построении филогенетического древа полевковых методом кладистического анализа и максимальной парсимонии на основании данных гибридизации in situ, ограничение метода ZOO-FISH не позволило учитывать значение транспозиций центромер и визуализируемых внутрихромосомных инверсий. Комплексное использование результатов пэйнтинга и сравнения GTG-окрашенных хромосом позволило преодолеть недостатки методов и в целом добиться необходимого результата, достаточного для построения филогенетического древа, отражающего ход хромосомной эволюции полевок.

В заключение необходимо отметить, что тенденции кариотипической эволюции полевок были предсказаны в исследованиях по сравнительному анализу дифференциально-окрашенных хромосом. Преимущество пэйнтинга состоит в достоверности установления гомологичных хромосом, однако не позволяет учитывать внутрихромосомные перестройки. Поэтому совместное использование хромосомного пэйнтинга и анализа внутрихромосомных перестроек GTG-окрашенных хромосом является незаменимым инструментом для исследования кариотипов полевковых и в будущем станет базой генетического картирования слабо изученных геномов мышевидных грызунов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лемская, Наталья Анатольевна, Новосибирск

1. Борисов Ю.М., Ляпунова Е.А., Ворнцов Н.Н. Эволюция кариотипа рода Ellobius (Microtinae, Rodentia). // Генетика. 1991. Т. 27. N 3. С. 523-532.

2. Гилева Э.А. Систем В-хромосом у копытных леммингов Dicrostonix torquatus Pall., 1779 из природных и лабораторных популяций. // Генетика. 2004. Т. 40. N 10. С. 1-9.

3. Голенищев Ф.Н., Саблина О.В. К систематике афганской полевки Microtus (Blanfordimys) afghanus. // Зоол. журн. 1991. Т. 70. N 7. С. 98-110.

4. Графодатский А.С., Раджабли С.И. Хромосомы сельскохозяйственных и лабораторных животных. // Атлас. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1988.

5. Графодатский А.С. "Хромосомная живопись" в сравнительной цитогенетике. //Биол. Мембраны. 2001. Т. 15. N3. С. 173-179.

6. Громов И.М., Поляков И.Я. Млекопитающие. // Фауна СССР. Моссква-Ленинград: Наука. 1977.

7. Ляпунова Е.А., Воронцов Н.Н. Генетика слепушонок {Ellobius, Rodentia). Сообщение I. Кариологическая характеристика четырех видов рода Ellobius. II Генетика. 1978. Т. 14. N 11. С. 2012-2024.

8. Мейер М.Н., Орлов В.Н., Схолль Е.Д. О номенклатуре 46- и 54-хромосомных полевок типа Microtus arvalis Pall. (Rodentia, Cricetidae). // Зоол. Журн. 1972. Т. 51. N l.C. 157-161.

9. Мейер М.Н., Голенищев Ф.Н., Раджабли С.И., Саблина О.В. Серые полевки (подрод Microtus) фауны России и сопредельных территорий. // СПб. ЗИН. 1996. 318 с.

10. Мирошниченко Г.П., Антонов А.С., Гилева Э.А. Сравнительное изучение ДНК копытных леммингов Dicrostonyx torquatus chionopaes Allen с разным числом В-хромосом. // Молекуляр. Биология. 1978. Т. 12. N 6. С. 1348-1358.

11. Орлов В.Н., Малыгин В.М. Две формы 46-хромосомной обыкновенной полевки Microtus arvalis Pallas. // Млекопитающие (эволюция, кариология, систематика, фаунистика). Новосибирск. 1969. С. 134-144.

12. Павлинов И.Я. Методы кладистики. // М.: Изд-во МГУ. 1989.

13. Павлинов И .Я., Яхонтов E.JL, Агаджаян А.К. Млекопитающие Евразии. 1. Rodentia. // Сб. Трудов Зоол. Музея Моск. Ун-та. 1995. Т 33. Изд-во МГУ, 237с.

14. Павлинов А.И. Формирование "новой филогенетики". // Материалы Международной конференции, посвященной 90-летию проф. И.М. Громова "Систематика, филогения и палеонтология мелких млекопитающих". Санкт-Петербург. 2003. С. 177-179.

15. Полетаев А.И., Гнучев Н.В., Зеленин А.В. Проточная цитометрия и сортировка клеток: современное состояние и перспективы использования в молекулярной биологии. // Молекулярная биология. 1987. Т. 21. N 1. С. 23-27.

16. Полетаев А.И. Выделение индивидуальных хромосом и их использование для изучения геномов человека и животных. // Молекулярная биология. 1989. Т. 25. N4. С. 917-923.

17. Саблина О.В., Раджабли С.И., Маликов В.Г., Мейер М.Н. и др. О систематическом положении полевок рода Chionomys (Rodentia, Microtinae) по кариологическим данным. // Зоологический журнал. 1988. Т. 67. С. 472-475.

18. Татаринов Л.П. Морфологическая эволюция териодонтов и общие вопросы филогенетики. //М.: Наука. 1976. 256с.

19. Татаринов Л.П. Кладистический анализ и филогенетика. // Палеонтологический журнал. 1984. Т. 3. С. 3-16.

20. Чернявский Ф.Б., Козловский А.И. Видовой статус и история копытных леммингов (Dicrostonyx, Rodentia) острова Врангеля. // Зоол. Журн. 1980. Т. 59. N 2. С. 226-233.

21. Якименко JI.B. Кадастро-справочная карта ареалов обыкновенной (Ellobius talpinus Pall.) зайсанской (.Е. tancrei Blasius) слепушонок. Вопросы изменчивости и зоогеографии млекопитающих. // Владивосток. ДВНЦ АН ССР. 1984. С. 76-102.

22. Borisov Y.M., Lyapunova E.A., Vorontsov N.N. Karyotype evolution in the genus Ellobius (Microtinae, Rodentia). // Genetika. 1999. V. 27. P. 523-532 (Russian).

23. Brown W.M., George Jr, Wilson AC. Rapid evolution of animal mitochondrial DNA. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1979. V. 76. P. 1967-1971.

24. Burgos M., Jimenez R., Dias de la Guardia K. XY females in Microtus cabrerae (Rodentia, Microtidae): a case of possibly Y-linked sex reversal. // Cytogenet. Cell Genet. 1988a. V. 49. P. 275-277.

25. Burgos M., Jimenez R., Olmos D.M. Heterogeneous heterochromatin and size variations in the sex chromosomes of Microtus cabrerae. // Cytogenet. Cell Genet. 1988b. V. 47. P. 75-79.

26. Burgos M., Olmos D.M., Jimenez R. Fluorescence banding in four species of Microtidae: an analysis of the evolutive changes of the constitutive heterochromatin. // Genetica. 1990. V. 81. P. 11-16.

27. Camacho J.P.M., Sharbel T.F., Beukeboom L.W. B-chromosomes evolution. // Phil. Trans. R. Soc. London. 2000. V. 255. P. 163-178.

28. Cavagna P., Menotti A., Stanyon R. Genomic homology of the domestic ferret with cats and humans. // Mamm Genome. 2000. V 11. P. 866-870.

29. Charline J., Graf JD. Phylogeny of the Arvicolidae (Rodentia): biochemical and paleontological evidance. // J. Mammal. 1988. V. 69. P. 22-33.

30. Charline J., Brunet-Lecomte P., Motuire S., Viriot L et al. Anatomy of the arvicoline radiation (Rodentia): paleogeographical, paleoecological history and evolutionary data. // Annales Zoologici Fennici. 1999. V. 36 (415). C. 239-267.

31. Chaudhary R., Raudsepp Т., Guan X-Y., Zhang H. et al. Zoo-FISH with microdissected arm specific paints for HSA2, 5, 6, 16, and 19 refines known homology with pig and horse chromosomes. // Mammalian Genome. 1998. V. 9. P. 44-49.

32. Chowdhary B.P., Raudsepp T. Chromosome painting in farm, pet, and wild animal species. // Methods in Cell Science. 2001. V. 23. P. 37-55.

33. Christian A.T., Garcia H.E., Tucker J.D. PCR in situ followed by microdissection allows whole chromosome painting probes to be made from single microdissected chromosomes. // Mamm Genome. 1999. V. 10. P. 628-631.

34. Collins C.C., Kuo W.L., Segraves R., Fuscoe J.C. et al. Construction and

35. Collins С.С., Kuo W.L., Segraves R.3 Fuscoe J.C. et al. Construction and characterization of plasmid libraries enriched in sequences from single human chromosomes. // Genomics. 1991. V. 11. P. 997-1006.

36. Conroy C.J., Cook J.A. MtDNA evidance for repeated pulses of speciation within Arvicolinae and murid rodents. // J. Mammal. Evol. 1999. V. 6 (3). P. 221-245.

37. Conroy C.J., Cook J.A. Molecular systematics of a Holarctic rodents (Microtus: Muridae). //Journal ofMammology. 2000. V. 81 (2). P. 344-359.

38. Diaz de la Guardia R., Pretel A. Karyotype and centric dissociation in water vole, Arvicola sapidus spp. sapidus Miller 1908 (Rodentia, Muridae). I I Experientia. 1978. V. 34. P. 706-708.

39. Dixkens C., Klett C., Bruch J., Kollak A. et al. Zoo-FISH analysis in insectivores: 'Evolution extols the virtue of the status quo'. // Cytogenet Cell Genet. 1998. V. 80. P. 61-67.

40. Dutrillaux В., Couturier J. The ancestral karyotype of Carnivora: comparison with that of platyrrhine monkeys. //Cytogenet Cell Genet. 1983. V. 35. P. 200-208.

41. Dutrillaux B. Role of chromosomes in evolution: a new interpretation. // Ann Genet. 1986. V. 29 (2). P. 69-75. French.

42. Ferguson-Smith M.A. Genetic analysis by chromosome sorting and painting: phylogenetic and diagnostic applications. // Eur J Hum Genet. 1997. V. 5. P. 253-265.

43. Ferguson-Smith M.A., Yang F., O'Brien P.C.M. Comparative mapping using chromosome sorting and painting. // ILAR Journal. 1998. V. 39 (2-3). P. 68-76.

44. Ferguson-Smith M.A., O'Brien P.C.M., Rens W., Yang F. Comparative chromosome painting. // Chromosomes Today. 2000. V. 13. P. 259-265.

45. Fredga K., Bergstrom U. Chromosome polymorphism in the root vole (Microtus oeconomus). //Hereditas. 1970. V. 66. P. 145-152.

46. Fredga К., Gropp A., Winking H., Frank A. Fertile XX-and XY-type females in the wood lemming Myopus shisticolor. //Nature. 1976. V. 261. P. 225-227.

47. Fredga K., Lyapunova E.A. Fertile males with two X chromosomes in Ellobius tancrei (Rodentia, Mammalian). //Hereditas. 1991. V. 11. P. 86-97.

48. Fredga K. Bizarre mammalian sex-determining mechanisms. // The Differences between the sexes. Cambridge University Press. 1994. P. 419-431.

49. Galewski Т., Tilak M., Sanchez S., Chevret P. et al. The evolutionary radiation of the Arvicolinae rodent (voles and lemmings): relative contribution of nuclear and mitochondrial DNA phylogenies. // BMC Evolutionary Biology. 2006. V. 6. P. 80-97.

50. Gamperl Т. Chromosomal evolution in the genus Clethrionomys. I I Genetica. 1982. V. 57. P. 193-197.

51. Garapich A., Nadachowski A. A contribution to the origin of Allophaiomys (Arvicolidae, Rodentia) in central Europe: the relationship between Mynomys and Allophaiomys fromKamyk (Poland). //ActaZool. Cracov. 1996. V. 39. P. 179-184.

52. Getz L.L. Habitats. In Tamarin, R. H.(Ed.), Biology of New World Microtus. // American Society of Mammologists. 1985. Special Publication (8). P. 286-309.

53. Golenishchev F.N., Sablina O.V., Borodin P.M., Gerasimov S. Taxonomy of voles of the subgenus Sumeriomys Argyropulo, 1933 (Rodentia, Arvicolinae, Microtus). I I Russian J. Theriol. 2002. V. 1(1). P. 43-55.

54. Golenishchev F.N., Malikov V.G., Nazari F., Vaziri Ash. et al. New species of vole of "guentheri" group (Rodentia, Arvicolinae, Microtus) from Iran. // Russian J. Theriol. 2003. V. 1 (26). P. 117-123.

55. Golenishchev F.N., Malikov V.G. The "developmental conduit" of the tribe Microtini (Rodentia, Arvicolinae): Systematic and evolutionary aspects. // Russian J. Theriol. 2006. V. 5 (1). P. 17-24.

56. Goodman M., Olson C.B., Beeber J.E., Czeluniak J. New perspectives in the molecular biological analysis of mammalian phylogeny. // Acta zool. Fennica. 1982. V. 169. P. 19-35.

57. Graphodatsky A.S. Conserved and variable elements of mammalian chromosomes. // CRE, ed. Hainan, Cytogenetics of animals. CAB International. Oxon. 1989. P. 95-123.

58. Graphodatsky A.S., Yang F., Serdyukova N., Perelman P. et al. Dog chromosome-specific paints reveal evolutionary inter- and intrachromosomal rearrangements in the American mink and human. // Cytogenet Cell Genet. 2000. Y. 90. P. 275-278.

59. Graves J.M. Background and Overview of Comparative Genomics. // ILAR J. 1998. V. 39(2-3). P. 48-65.

60. Gray J.W., Carrano A.V., Steinmetz L.L., Van Dilla M.A et al. Chromosome measurement and sorting by flow systems. // Proc Nat Acad Sci USA. 1975. V. 72. P. 1231-1234.

61. Guan X.Y., Meltzer P.S., Dalton W.S., Trent J.M. Identification of cryptic sites of DNA sequence amplification in human breast cancer by chromosome microdissection. // Nat Genet. 1994. V 8(2). P. 155-161.

62. Guilly M.N., Dano L., de Chamisso P., Fouchet P. et al. Comparative karyotyping using bidirectional chromosome painting: how and why? // Methods in Cell Science. 2001. V. 23. P. 163-170.

63. Haaf Т., Bray-Ward P. Region-specific YAC banding and painting probes for comparative genome mapping: implications for the evolution of human chromosome 2. // Chromosoma. 1996. V. 104(8). P. 537-544.

64. Hansen S. A case of centric fission in man. // Humangenetic. 1975. V. 26. P. 257259.

65. HeigD. A brief history of human autosomes. //Phil Trans R Soc Lond B. 1999. Y. 354. P. 1447-1470.

66. Henegariu O., Heerema N.A., Wright L.L., Bray-Ward P. et al. Improvements in cytogenetic slide preparation: controlled chromosome spreading, chemical aging and gradual denaturing. //Cytometry. 2001. V. 43. P. 101-109.

67. Hoffman R.S., Koeppl J.W. Zoogeography. // Tamarin R.H. (ed.). Biology of New World Microtus. Special Publication American Society of Mammalogists 8. 1985. P. 84115.

68. Jaarola M., Martinkova N., Giindiiz I., Brunhoff С et al Molecular phylogeny of the speciose vole genus Microtus (Arvicolinae, Rodentia) inferred from mitochondrial DNA sequences. //Molecular Phylogenetics and Evolution. 2004. V. 33(3). P. 647-663.

69. Jauch A., Wienberg J., Stanyon R.3 Arnold N. et al Reconstruction of genomic rearrangements in great apes and gibbons by chromosome painting. // Proc Natl Acad Sci USA. 1992. V. 89. P. 8611-8615.

70. Just W., Rau W., Vogel W., Akhverdian M. et al Absence of Sry in species of the vole. Ellobius. //Nature Genet. 1995. V. 11. P. 117-118.

71. Just W.9 Baumstark A., Hameister H., Schreiner B. et al. The sex determination in Ellobius lutescens remains bizarre. // Cytogenet Genome Res. 2002. V. 96, P. 146-153.

72. Jones R.N., Rees IT. В chromosomes. // London: Acad Press. 1982. 266 pp.

73. Kato H., Sagai Т., Yosida Т.Н. Stable telocentric chromosome produced by centromeric fission in Chinese hamster cells in vitro. // Chromosoma. 1873. V. 40. P. 183192.

74. Kefelioglu H.3 Krystufek B. The taxonomy of Microtus socialis group (Rodentia: Microtinae) in Turkey, with the description of a new species. // Journal of natural history. 1999. V. 33. P. 289-303.

75. Krystufek В., Griffiths H.I., Vohralik V. The status and use of Terricola Fatio, 1867 in taxonomy of Palearctic pine voles" (Pitymys) (Rodentia, Arvicolinae). // Bull. Inst. R. Sci. Nat. Belg. Biol. 1996. V. 66. P. 237-240.

76. Li Т., Wang J., Su W., Yang F. Chromosomal mechanisms underlying the karyotype evolution of the oriental voles (Muridae, Eothenomys). // Cytogenet Genome Res. 2006. V. 114. P. 50-55

77. Lin Yu.-H., Waddell P.J., Penny D. Pika and vole mitochondrial genomes increase support for both rodent monophyly and glire.s // Gene. 2002. V 294. P. 119-129.

78. Luedecke H.-J., Senger G., Claussen U., Horsthemke B. Cloning defined regions of the human genome by microdissection of banded chromosomes and enzymatic amplification. //Nature. 1989. V. 338. P. 348-350.

79. Luo J., Yang D., Suzuki H., Wang Y. et al. Molecular phylogeny and biogeography of Oriental voles: genus Eothenomys (Muridae, Mammalia). // Mol Phylogenet Evol. 2004. V. 33. P. 349-362.

80. Lyapunova E.A., Vorontsov N.N., Zakarjan G.G. Zygotic mortality in Ellobius lutescens (Rodentia: Microtinae). //Experientia. 1975. V. 31. P. 417-418.

81. Lyapunova E.A., Vorontsov N.N., Korobitsyna et al. A robertsonian fan in Ellobius talpinus. //Genetica. 1980.V. 53/54. P. 239-247.

82. Lyons L.A., Laughlin T.F., Copeland N.G., Jenkins N.A. et al. Comparative anchor tagged sequence (CATS) for integrative mapping of mammalian genomes. // Nature Genetics. 1997. V. 15. P. 47-56.

83. Macholan M., Filippucci M.G., Zima J. Genetic variation and zoogeography of pine voles of the Microtus subterranius/majori group in Europe and Asia Minor. // J. Zool. 2001. V. 255. P. 31-42.

84. Marchal J.A., Acosta M.J., Neitzel H., Sperling K. et al. X-chromosome painting in Microtus: origin and evolution of the giant sex chromosomes. // Chromosome research. 2004. V. 12. P. 767-776.

85. Maruyama Т., Imai H.T. Evolutionary rate of the mammalian karyotype. // J. Theor. Biol. 1981. V. 90. P. 111-121.

86. Matthey R. La formule chromosomique et le probleme de la determination sexuelle chez Ellobius lutescens Th. (Rodentia-Muridae-Microtinae). // Arch. Klaus-Stift. Vererbforsch. 1953. V. 28. P. 271-280.

87. Matthey R. Analyse cytotaxonomique de huit espeses de Murides. Murinae, Cricetinae, Microtinae palearctiques et nordamericains. //Arch. Jul. Klaus-Stift. 1957. V. 32. P. 385.

88. Matthey R. Le nombres diploides des eutherins. // Mammalia. 1973. V. 37(3). P. 394-421.

89. Mazurok N.A., Rubtsova N.V., Isaenko A.A., Pavlova S.E. et al. Comparative chromosome and mitochondrial DNA analyses and phylogenetic relationships within common voles (Microtus, Arvicolidae). // Chromosome res. 2001. V. 9. P. 107-120.

90. Mekada K., Koyasu K., Harada M., Narita Yu. et al. Karyotype and X-Y chromosome pairing in the Sikkim vole (Microtus (Neodon) sikimensis). // Journal of zoology. 2002. V. 257. P. 417-423.

91. Meltzer P.S., Guan X.-Y., Burgess A., Trent J.M. Rapid generation of region specific probes by chromosome microdissection and their application. // Nature Genet. 1992. V. l.P. 24-28.

92. Modi W.S. Phylogenetic analyses of chromosomal banding patterns among the Nearctic Arvicolidae (Mammalia, Rodentia). // Syst. Zool. 1987a. V. 36. P. 109-136.

93. Modi W.S. C-banding analysis and the evolution heterochromatin among arvicolid rodents. //J. Mamm. 1987b. V. 68. P. 704-714.

94. Modi W.S. Comparative analysis of heterochromatin in Microtus: sequence heterogeneity and localized expansion and contraction of satellite DNA arrays. // Cytogenet. Cell Genet. 1993. V. 62. P. 142-148.

95. Monajembashi S., Cremer C., Cremer Т., Wolfrum J. et al. Microdissection of human chromosomes by a laser microbeam. // Exp. Cell Res. 1986. V. 167(1). P. 262265.

96. Murphy W.J., Stanyon R, O'Brien S.J. Evolution of mammalian genome organization inferred from comparative gene mapping. // Genome Biology. 2001a. V. 2(6). P. 1-8.

97. Murphy W.J., Eizirik E., Johnson W.E., Zhang Y.P. et al. Molecular phylogeny and the origin of placental mammals. //Nature. 2001b. V. 409. P. 614-618.

98. Musser G.G., Carleton M.D. Family Muridae. // Mammal species of the world: a taxonomic and geographic reference (Wilson DE, Reeder DM, eds). Smithsonian Institution Press. Washington. D.C. 1993. P. 501-756

99. Musser G.G., Carleton M.D. Order Rodentia // Wilson DE, Reeder DM, eds. Mammal Species of the World: a Taxonomic and Geographic Reference. Baltimore: Johns Hopkins University Press. 2005.P. 956-1039.

100. Nanda I., Neitzel H., Sperling K. et al. Simple GATCA repeats characterize the X chromosome heterochromatin in Microtus agrestis, European field vole (Rodentia, Cricetidae). //Chromosoma. 1988. V. 96. P. 213-219.

101. Nash W.G., O'Brien S.J. Conserved regions of homologous G-banded chromosomes between orders in mammalian evolution: carnivores and primates. // Proc Natl Acad Sci USA. 1982. V. 79(21). P. 6631- 6635.

102. Nash W.G., Wienberg J., Ferguson-Smith M.A., Menninger J.C. et al. Comparative genomics: tracking chromosome evolution in the family Ursidae using reciprocal chromosome painting. // Cytogenet Cell Genet. 1998. V. 83. P. 182-192.

103. Nash W.G., Menninger J.C., Wienberg J., Padilla-Nash H.M. et al. The pattern of phylogenomic evolution of the Canidae. II Cytogenet Cell Genet. 2001. V. 95. P. 210224.

104. Nesterova T.B., Mazurok N.A., Matveeva N.M., Shilov A.G. et al. Demonstration of the X-linkage and order to the genes GLA, G6PD, HPRT, and PGK in two vole species of the genus Microtus. // Cytogenet Cell Genet. 1994. V. 65(4). P. 250-255.

105. Nie W., Wang J., O'Brien P.C.M., Fu B. et al. The genome phylogeny of domestic cat, red panda and five mustelid species revealed by comparative chromosome painting and G-banding. // Chrom Res. 2002. V. 10. P. 209-222.

106. O'Brien S.J., Wienberg J., Lyons L.A. Comparative genomics: lessons from cats. //TIG. 1997. V. 13(10). P. 393-398.

107. O'Brien S.J., Menotti-Raymond M., Murphy W.J., Nash W.G. et al. The promise of comparative genomics in mammals. // 1999. Science. V. 286. P. 458-481.

108. Ohno S., Jainchill J., Stenius C. The creeping vole (Microtus oregoni) as a gonosomic mosaic. I. The 0Y/ XY constitution of the male. // Cytogenetics. 1963. V. 2. P. 232-239.

109. Ohno S., Stenius C., Christian L. The X0 as the normal female of the creeping vole (Mirotus oregoni). II Darlington CD, Lewis KR (eds) Chromosomes Today. 1966. V. l.P. 182-187.

110. Panchen A.L. The use of parsimony in testing phylogenetic hypotheses. // Zool. J. Linnean Soc. 1982. V. 74.P. 305-328.

111. Pinkel D., Landegent J., Collins C., Fuscoe J. et al. Fluorescence in situ hybridization with human chromosome-specific libraries: Detection of trisomy 21 and translocations of chromosome 4. // Proc Natl Acad Sci USA. 1988. V. 85. P. 9138-9142.

112. Qumsiyeh M.B. Evolution of number and morphology of mammalian chromosomes. // Journal of Heredity. 1994. V. 85. P. 455-465.

113. Rekovets L., Nadachowski A. Pleistocene voles (Arvicolidae) of the Ukraine. Paleont. //Evolutio. 1995. V. 28-29. P. 145-245.

114. Renwick J.H. The mapping of human chromosomes. // Ann Rev Genet. 1971. V. 5. P. 81-120.

115. Richard F., Lombard M., Dutrillaux B. Zoo-FISH suggests a complete homology between human and Capuchin monkey (.Platyrrhini) euchromatin. // Genomics. 1996. V. 36. P. 417-423.

116. Ried Т., Schrock E., Ning Y., Wienberg J. Chromosome painting: a useful art. // Human Molecular Genetics. 1998. V. 7(10). P. 1619-1626.

117. Robinson T.J., Yang F., Harrison W.R. Chromosome painting refines the history of genome evolution in hares and rabbits (order Lagomorpha). // Cytogenet Genome Res. 2002. V. 96. P. 223-227.

118. Romanenko S.A., Perelman P L., Serdukova N.A., Trifonov V.A. et al. Reciprocal chromosome painting between three laboratory rodent species. // Mamm Genome. 2006. V. 17(12). P. 1183-1192.

119. Rubtsov N., Serdukova N., Kaftanovskaya E., Yang F. et al. Visualization of the cattle Xp homologous regions on the X chromosomes of some pecorans by chromosome microdissection and heterologous painting. // Cytologia. 1997. V. 62. P. 203-208.

120. Rubtsov N.B., Rubtsova N.V., Anopriyenko O.V., Karamysheva T.V. et al. Reorganization of the X chromosome in voles of the genus Microtus. // Cytogenet Genome Res. 2002. V. 99. P. 323-329.

121. Sablina O.V., Radjabli S.I., Graphodatsky A.S. Selected karyotypes. // Atlas of Mammalian Karyotypes. Chichester: Wiley. 2006. P. 237-239.

122. Scalenghe F., Turco E., Edstroem J.-E., Pirrotta V. et al. Microdissection and cloning of DNA from a specific region of D. melanogaster polytene chromosomes. // Chromosoma. 1981. V. 82. P. 205-216.

123. Scherthan H., Cremer Т., Arnason U., Weier H.-U. et al. Comparative chromosome painting discloses homologous segments in distantly related mammals. // Nature Genet. 1994. V. 6. P. 342-347.

124. Seabright M. A rapid banding technique for human chromosomes. // Lancet. 1971. V. 2. P. 971-972.

125. Senger G., Luedecke H.-J., Horsthemke В., Claussen U. Microdissection of banded human chromosomes. //Hum Genet. 1990. V. 84. P. 507-511.

126. Slate J., Van S., Anderson R.M., McEwan K.M. et al. A deer (subfamily Cervinae) genetic linkage map and the evolution of ruminant genomes. // Genetics. 2002. V. 160(4). P 1587-1597.

127. Springer M.S., Stanhope M.J., Madsen O., de Jong W.W. Molecular consolidate the placental mammal tree. // Trends Ecol. Evol. 2004. V. 19. P. 430-438.

128. Stanyon R., Galleni L. A rapid fibroblast culture technique for high resolution karyotypes. //Boll. Zool. 1991. V. 58. P. 81-83.

129. Sumner A.T. A simple technique for demonstrating centromeric heterochromatin. //Exp Cell Res. 1972. V. 75.P. 304-306.

130. Swofford D.L. POUP: Phylogenetic Analysis Using Parsimony, version 4.0. // Sinauer Associates, Sunderland, MA. 1998.

131. VandeBerg J.L., Graves J.A.M. Comparative gene mapping. // ILAR J. 1998.V. 39.

132. Vogel W., Jainta S., Rau W. et al. Sex determination in Ellobius lutescens: The story of an enigma. // Cytogenet Cell Genet. 1998. V. 80. P. 214-221.

133. Viegas-Pequignot E., Kasahara S., Yasuda Y., Dutrillaux B. Major chromosome homeologies between Muridae and Cricetidae. // Cytogenet Cell Genet 1985. V. 39. P. 258-261.

134. Volleth M., Klett С., Kollak A., Dixkens С., Winter Y., Just W„ Vogel W., Hameister H. Zoo-FISH analysis in a species of the order Chiroptera: Glossophaga soricina (Phyllostomidae). II Chromosome Res. 1999. V. 7. P. 57-64.

135. Vorontsov N.N., Lyapunova E.A., Borisov Yu.M. et al. Variability of sex chromosomes in mammals. I I Genetica. 1980. V. 52/53. P. 361-372.

136. Wang W., Lan H. Rapid and parallel chromosomal number reductions in muntjac deer inferred from mitochondrial DNA phylogeny. // Mol Biol Evol. 2000. V. 17(9). P. 1326-1333.

137. Wienberg J., Jauch A., Stanyon R., Cremer T. Molecular cytotaxonomy of primates by chromosomal in situ suppression hybridization. // Genomics. 1990. V. 8. P. 347-350.

138. Wolf M., Schemp W., Vogel W. Ellobius lutescens Th. (Rodentia, Microtidae): Q-, R-, and replication banding patterns. // Cytogenet. Cell Genet. 1979. V. 23. P. 117-123.

139. Wurster D.H., Benirschke K. Indian muntjac, Muntiacus muntjak: a deer with a low diploid chromosome number. // Science. 1970. V. 168. P. 1364—1366.

140. Yang F., Carter N.P., Shi L., Ferguson-Smith M.A. A comparative study of karyotypes of muntjacs by chromosome painting. // Chromosoma. 1995. V. 103. P. 642652.

141. Yang F., O'Brien P.C.M, Milne B.S., Graphodatsky A.S. et al. A complete comparative chromosome map for the dog, red fox, and human and its integration with canine genetic maps. // Genomics. 1999. V. 62. P. 189-202.

142. Yang F., O'Brien P.C.M., Ferguson-Smith M.A. Comparative chromosome map of the laboratory mouse and Chinese hamster defined by reciprocal chromosome painting. // Chromosome Res. 2000. V. 8. P. 219-227.

143. Yasmineh W.G., Yanis J,J. The repeated DNA sequences of Microtinae. I. Microtus agrestis, Microtus pensylvanicus and Ellobius lutescens. // Expl. Cell Res. 1973. V. 81. P. 432-446.

144. Yoshida I., Obara Y., Matsuoka N. Phylogenetic relationship among seven taxa of the Japanese microtine voles revealed by karyological and biochemical techniques. // Zoological Science. 1989. V. 6. P. 409-420.

Информация о работе

Лемская, Наталья Анатольевна
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2008
ВАК 03.00.15

Диссертация

Кариотипическая эволюция Arvicolinae - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы