Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Приспособленность генотипов Drosophila melanogaster при искусственном замещении хромосом

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Приспособленность генотипов Drosophila melanogaster при искусственном замещении хромосом"

Селекцшно-генетичний шститут УААН

РГВ 0,1

1 • Людмила Володимиртна

УДК 577.645: 575.167: 595.773.4

ПРИСТОСОВАЬПСТЬ ГЕНОТИШВ БКОвОРНЛА MELANOGASTER ЗА ШТУЧНОГО З^ШПЦЕННЯ ХРОМОСОМ

03.00.15 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ ' дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата бюлопчних наук

Одеса - 2000

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана в Одеському державному ушверсите-п ¡м. I.I. Мечникова.

Науковий кер1вник: доктор бюлспчних наук, професор (консультант) Тоцький Владлен Миколайович, Одеський державний ушверситет ¡м. 1.1. Мечникова, завщувач кафедри генетики та мол. бюлога

Оф1ц1Йн1 опоненти: доктор бшлопчних наук

професор Шахбазов Валерш Гаевич, Хармвський нащональний ушверситет, завщувач кафедри генетики

кандидат бюлопчних наук Моцний lean 1ваноеич, Селекцшно-генетичний ¡нститут УААН, старший науковий ствробтшк вщцшу генетики

Провщна установа: Кшвський нщюнальний ушверситет

iM. Тараса Шевченка М1н1стерства ocbith i науки Укра'ши, м. Кшв.

Захист вщбудеться " {О " ^¿±±±^^9000 р. о /с>Р° годиш на засщанш спещал1зовано1 вченоТ ради Д 41.363.01 при Селекщйно-генетичному шституп УААН (6503(1, м. Одеса, Овццопольська дорога, 3).

3 дисертащею можна ознайомитись у б1блштещ Селекцшно-генетичного ¡нституту (65036, м. Одеса, Овщюпольська дорога, 3).

Автореферат розшланий 9 2000 р.

Вчений секретар ^ n

спещал1зовано1 вчено'1 ради, кандидат бюлопчних наук ' ' Станкевич А. О.

Актуалыисть теми. Актуальною проблемою сучасноТ генетики е вивчення мехашзмнз пристосованосгп особин популяцш та ïï залеж-hoctî вщ особливостей генотишв. Ця проблема давно займае цент-ральне мкце в еволюцшнш теорн', генетищ й селекцн', залишаючись одночасно найбшьш дискусшною [Жученко, 1980,1988].

Будь-яш структурен змши генотипу, вюпочаючи генно-шженерш пе-ретворення, зампцення хромосом з метою отримання нового вихщного матср1алу для сигекцй' можуть призводити до ютотних змш генного балансу, а, отже, i до змш пристосованосп синтезованих генотишв.

Спрогнозувати qi можлив1 змши при створенш нових генотишв дуже важливо, але дуже складно, бо на сьогодрн спшьний вплив ок-ремих алельних гешв власних i чужинних хромосом на пристосо-ван1сть штучно ситезованих генотишв залишаеться мало з'ясованим. Даш про негативний вплив пбридного дисгенезу (Хесин, 1984), а також деяких маркерних мутацш (Soliman, 1987) на адаптивний по-теншал oprani3MÎB добре вщом1, але вони не систематизоваш й не виршують проблему в цшому.

Таким чином, с шдстави вважати, що вивчення пристосованосп та ïï складових на об'ектах h штучно змшеними генотипами являе собою актуальну, теоретично й практично важливу проблему, вирь шення яко'1 сприятиме подальшому прогресу сучасно1 генетики, ге-нетично'1 ¡нженерп й селекцн. В умовах УкраТни такч досл1дження с особливо актуалыпши у зв'язку з упровадженням у сшьськогоспо-дарське виробництво трансгенних рослин (томати, картопля та ¡н.), а також генотишв, створених поеднанням хромосом р1зного поход-ження (рослини з замщеними хромосомами, штучно створена культура - тритшале тощо). Слщ зазначити, що адаптивний потенщал генотишв таких рослин дослщжений недостатньо.

Зв'язок робоги з науковими програмами, планами, темами. Дос-лщження провадияи на кафедр! генетики та молекулярно'1 бюлогп' Одеського державного ушверситету в межах теми "BiKoei особливо cri життездатносэт й мейотично'1 рекомбшацп у дрозофши в залеж-hoctî вщ генотипу, штучного замщення хромосом i умов утриман-ня" № 760, реестрацшний номер 0197 V 017690, яка входила до коор-динацшного плану № 15 за фаховим напрямком "Бюлопя" МЬпстер-ства ocbïth Украши.

Мета i задач1 дослщження. Метою робота було з'ясування впливу реципрокних м!жлшШних обмш1в хромосом на окрем! показники пристосованосп D. melanogaster.

Для досягнення мети виршували наступш завдання:

1. Отримати ¡нбредш форми мух вихдашх лабораторних лшй 1 з'я-сувати ступшь Ух лристосованост) за рядом показниюв;

2. Ввдбрати л ¡ни мух з високою й низькою пристосовашстю для по-дальших дослав;

3. Здшснити реципрокш обмши (замщення) хромосом першей, друга й третьоУ пари м1ж мухами лппй з однаковою та р1зною при-стосовашстю;

4. З'ясувати р1вень вщносноТ пристосованосп та ¡нших показникпв адаптивно!' здатносп генотишЕ, синтезованих шляхом замщення хромосом;

5. Провести пор1вняльну оцшку ефективносп впливу замщення пев-них пар хромосом на показники пристосованосп Б. melanogaster;

6. Визначити алельний склад локуса АсШ1 властивосп алкогольдегщ-рогенази (АДГ) у мух вихщних шбредних лшш 1 синтезованих форм;

7. З'ясувати можливкть модифкацш властивостей АДГ при рецип-рокних обмшах хромосом;

8. Визначити вплив маркерних мутацш (сп I на пристосовашсть генотишв ¡з замщеними хромосомами;

9. З'ясувати стушнь кореляцй ок])емих показниюв пристосованост! у вихщних лшшних мух \ у генотишв, синтезованих шляхом замь щення хромосом.

Наукова новизна одержаних результата. Уперше отримано л ¡ни мух з реципрокними замщеннями хромосом, маркованих морфоло-пчними мутащями (сп I \ алельними генами локуса АсШ. На цих модельних об'ектах показано, що реципрокш замщення хромосом 1,213 ¡стотно впливають на вщнэсну пристосовашсть генотишв та шип показники Тх адаптивно'1 здатноеп (реальну плодючкть, теп-лостппасть, тривалють життя та ¡н.).

Експериментально доведено, идо хромосомш замши навпгь у межах спорщнених 1 однаково добре пристосованих лппй (С-Б 1 сп) можуть призводити до зменшення вщносно! пристосованосп генотишв 1 суттевих змш окремих складових щеТ ознаки.

Показано, що основним можливим чинником зменшення адаптивного потенщалу генотишв, синтезованих шляхом замкцення хромосом, с введения в щ генотипи мутацш, яю негативно впливають на пристосовашсть мух (наприклад, мутацп vg). Мутащя сп, майже нейтральна щодо життевосп вихщних лшшних мух, може ¡стотно негативно впливати на пристосовашсть штучно змшених генотишв.

1ншою причиною зменшення пристосованосп генотишв мух ¡з замщеними хромосомами е порушення у них генного балансу ¡, можли-

во, посттрансляцшноТ модифжащУ продукта гешв. Доведено, що вла-стивост! Б- 1 Б-алозтив АДГ у мух ¡з замщеними хромосомами мо-жуть ¡стотно модифжуватись без змши ел е ктр о ф ор ети ч н 01 р у х л и в о сп цих алозим1в. Упровадження гена Ада у генотип, адаптований до гомозиготного стану алеля АШгр, може призводити до модифшаци влас-тивостей Б-алозиму за типом Б-алозиму. За протилежного напрямку замщення хромосом можлива модифкащя властивостей Р-алозиму за типом 8-алозиму. Таким чином, посттрансляцшш модифжацп ало-зш.пв АДГ у мух можна розглядати як важливий мехашзм Тх онтогене-тичноТ адаптащ!' при замшденш хромосом, а ранние опублжоваш даш (Тоцький,ХаустоЕа, 1998; 1999)проважливурольлокусаАсИ1вадап-тивних реакц1ях дрозофши дютали подальший розвиток.

У цшому матер1али дисертацшноУ робота поглиблюють ¡снуюч1 уявлення про взаемод1ю структурних гешв хромосом 1 сприяють по-дальшому розвитку теорП' адаптаци й адаптивного гетерозису.

Практичне значения одержаних результате. Отримано мух з м1жлшшними хромосомними замщеннями, яю можуть слугувати модельними об'ектами в генетичних дослщженнях по з'ясуваншо взае-модн гешв, залежносп кросинговеру вщ збалансованосп генотипу, особливостей розвитку синтезованих генотиш'в I т.п. Ц1 л!н11 мух ви-користовують ствробтшки й студенти кафедри генетики та моле-кулярно'1 бюлопТ Одеського державного ушверситету для проведения наукових дослщжень, виконання курсових 1 дипломних робгг. На шдстав! вивчення корелятивних зв'язюв м1ж окремими показниками пристосованост1 у генотишв ¡з замщеними хромосомами деяк1 з цих показниюв (плодючкть, теплостшгасть особин, алозимна належшсть АДГ) пропонуються як надшш тести за оцшки 1 прогнозу адаптивно'/ здатност1 штучно створених генотиш'в дрозофши.

З'ясований факт, що введения чужинних хромосом у карютип може негативно впливати на показники пристосованосп генотип}в 1 змшю-вати властивосп продукта структурних гешв, мае враховуватись у селекцшнш робот1 по створенню форм ¡з замщеними хромосомами, генотишв з доповненим карютипом, а також для здшснення транс-генозу та ¡нших генно-шженерних перетворень бюлопчних об'еюпв. У зв'язку з цим, магер1али дисертацн можуть щкавити науков1 установи, яю провадять генетично-шженерш та селекцшш дослдакення.

Особистий внесок здобувача. Роботу з л1тературою й написания огляду л1тератури, експерименти по замщенню хромосом у Б. те1а1^аз1ег 1 доандження показниюв пристосованост1 у вихщних Л1н1й 1 синтезованих генотишв проведено самостшно. Електрофо-

ретичний розподш АДГ i визначгння ф1зико-х1м1чних властивос-тей алозим1в у лабораторных лшш дрозофши здшснювали разом з В.М. Тоцьким, Н.Д. Хаустовою та C.B. Моргун. Анал1з та штер-претацпо результате, одержаних на мухах з замиценими хромосомами, провадили разом ¡з науковим кер1вником. Статистичну об-робку цифрового матер1алу, написания тексту дисертаци та ïï оформления здшснювали самостшно.

Апробацш результат дисертаци. Результати й основш положения роботи доповщали на звггних конференщях астранта i викладач!в Одеського державного ушверситету ¡м. 1.1. Мечникова та на м1жна-родних симпозиумах "Бюлопчш мехашзми старшня" (м. Харюв 1517 травня 1996 р., 19-21 травня 1998 р. та 24-27 травня 2000 р.). та на II Нацюнальному KOHrpeci геронтолопв i repiarpiB Украши (м. Кшв, 4 жовтня 1994 р.).

Публшацй". За результатами дисертацшно"1 роботи опублшовано 11 праць, з них 5 статей у фахових виданнях та 6 тез у зб1рниках кон-ференцш.

Структура та обсяг дисертаци. Дисертащя складаеться i3 вступу й роздшв: огляду лггератури (два п'щроздши i резюме), опису загаль-ноТ методики й основних метод1в досл1джень, експериментально'1 частики (шють шдроздшв), анал1зу й узагальнення результат, вис-hobkîb, а також додатк1в i списку л!тератури з 311 найменувань.

Додаток А (15 таблиць) мютить результати кореляц1йного аналь зу (значения г) показник1в пристосованост1 дослщжуваних генотип1в при замщенш хромосом.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

У BCTyni обгрунтована актуаль исть теми дисертаци, вказано на ïï зв'язок з кнуючими в Украш науковими програмами та планами, сформульовано загальну мету та з авдання дослщження, пщкреслено наукову новизну та практичне значения роботи, зазначено особис-тий внесок здобувача в ïï виконан Hi.

У першому роздш ("Огляд лггератури") на пщстав1 анал1зу л1те-ратурних джерел дано огляд сучасних уявлень про генетичш засади онтогенетичноТта фшогенетичноУ адаптацП', про вщносну пристосо-вашсть таи' складов!, про значення взаемодп гешв i генного балансу у визначенш показншав пристосованосп.

У другому роздш ("Загальна методика й основш метода дослщ-жень") викладена загальна стратег!я досл1джень у робот1, шсля чого детально описаш об'екти, матер1али та методи, використаш автором.

Дослщи провалили на лшшних та експериментально отриманих лШях Ого5орЫ1а те1а!^а51ег ¡з замщеними хромосомами. 1з вихщ-них лабораториях лш1й (С-Б, сп 1 vg') спершу отримували ¡нбредш лшн шляхом довготривалого (понад 50 поколшь) близькородинно-го (сестра х брат) шоридингу.

Мухи лшн С-8 - це мухи дикого типу, яю в генетичних досл1джен-нях часто використовуються як контроль. Мутащя сп, що обумов-люе кшоварний кол1р очей у мух вщповщноТ лшн, локал1зована в хромосом} 2 у положенш 57.5 сМ. Фенотиповим проявом мутацн vg е зачатков! крила та жужальця; мутащя займае положения 67.0 сМ у хромосом! 2.

Замщення хромосом здшсшовали за дещо модифшованим методом ЬисктЫИ е! а1., 1988. Для цього використовували стандартну лшпо, збалансовану зарецесивними леталями, що знаходяться в хромосомах 213, а саме Су/Рш, Б/5Ь.

Провадили замнцення хромосом у мух лшн С-Б на хромосоми мутанта сп та vg, а також реципрокш замщення хромосом мутант1в сп 1 vg на хромосоми мух С-Б.

Вщносну пристосовашсть (\¥) вихщних та синтезованих шляхом замщення хромосом генотишв визначали за Ф. Айала 1 Дж. Кайгер, 1987. Пристосовашсть мух з найбшьш ефективним розмноженням, тобто мух дикого типу лшй' С-Б, приймали за 1, а пристосовашсть уах ¡нших генотишв пор1внювали з цим значениям.

Окр1м вщносно1 пристосованосп (V/), у дослщжуваних генотишв враховували також 1 шин показники пристосованосп, а саме: реаль-ну плодючкть, теплостшюсть, тривалють життя за нормальних (стан-дартних) умов, здатшсть виживати в умовах голоду, а також елект-рофоретичну рухлив1сть, актившсть та термостабшьшсть IX АДГ.

Теплостшгасть мух оцшювали по Ух виживанню шсля одноразовоУ да на них жорсткоТ гшертермп (41°С, 15 хв.). В цих дослщах використовували триденних дорослих мух (¡маго) кожноТ лшн. Враховували кшьюсть мух, що залишились живими через 24 години теля впливу високоТ температури, I вираховували Тх процент вщзагальноТ кшькосп мух, ям знаходились у стан1 теплового шоку (Шахбазов, 1966).

Реальну генеративну здатшсть мух визначали як кшьшсть на-щадк1в (¡маго) одн1е'1 пари батьювських форм, що утримувались у проб1рш (20 мл) протягом 3 ;цб.

Для визначення гривалост1 життя досшджуваних мух утримували в проб1рках за стандартних умов. Кожна проб1рка мютила по 10 осо-бин чолов1чо1 та жшочоТ стать Пщрахунки живих мух провадили що-

денно, змшу корму здшснювали через кожш 3 доби, результата вира-жали кшьшстюдаб, що супроводжувалась загибеллю 50% особин (Lt50).

Для визначення виживання мух за умов голодування 'ix помицали в проб1рки без корму (по 10 особин кожно! стат1). Пщрахунок загиблих мух протягом першоТ доби провадили через кожш 6 годин, а в подаль-шому - через кожш 3 години до повно\'загибел1 ix у npo6ipui. Результата виражали вщсотком мух, що виживали теля 48 годин голодування.

Визначення електрофоретичних спектр1в множинних молекуляр-них форм (ММФ) АДГ провадили за допомогою електрофорезу у пол1акриламщному reni. Електрофоретичному розподшу пщдавали бшки екстрак™ тканин одшеТ мухи вцщовщноТ лшн. Електрофорез здшснювали стандартним методом (Ornstain, 1966) в anapaTi для вертикального гель-електрофорезу АВГЕ-1. Використовували 7,5% поль акриламщний гель, каташзатор - персульфат аммонпо. Розподш АДГ вели 2,5 години при температур! 1 Э°С /напруга 250-500 V, сила струму - 30 мА на пластину товщиною I мм/. Для виявлення ¡зоформ АДГ провадили специф1чне фарбування ¡зоформ (Chambers, 1984).

Для визначення активносп та термостабшьносп АДГ використовували тридобових особин. Актившсгь АДГ в екстрактах тканин визна-чали спектрофотометрично за допомогою СФ-26 (McKechni,Cellr, 1984).

Актившсть ферменту оцшювали по збшьшеншо вмюту HADH у середовшщ шкубацн протягом 3 хв. Субстратом виступали етанол та ¡зопропанол. Актившсть АДГ зиражали в нмолях HADH / хв*мг бшка. Вм1ст бшка визначали за методом Jloypi (1951).

Термостабшьшсть АДГ визначали по й залишковш активное™ теля nporpiBy екстракта мух у водяному термостат! при 40° С протягом 5 хвЛ виражали вщношенням часток денатурованогс» й натив-ного ферменту в процентах (Chambers et al., 1984).

Математичну обробку отриманих результата провадили загаль-новизнаними методами вар1ацшнэТ статистики (Рокицкий, 1965, Се-петл1ев, 1968).

У роздал 3 ("Експериментальна частина й методика дослщжень") у вигляд! окремих пщроздшв (3.1-3.6) викладено основш результата викойано1 робота та деяк1 методичш особливосп й проведения.

Пщроздш 3.1 м ¡стать результата дослщжень алозимного складу АДГ i показншав пристосованостс (вщносно\' пристосованосп, реально! плодючост1, теплостшкосл, виживання в умовах голоду, три-валосп життя) вихщних шбредних лшшних мух (C-S, cn, vg).

1дентиф1кац1ю АДГ як F- або S- алозиму у зазначених лшшних мух провадили за трьома критер1ями - електрофоретичною рухливютю,

актившстю й термоетабшыпстго ферменту (Сгее1 ^ а!., 1965). Мухам лшш С-Б1 сп властивий 8-алозим, а мутантам vg - Б-алозим АДГ, що узгоджуеться з даними ¡нших автор1в (Нетз1а, 1993). Дослщжуваш показники пристосованосп у лшш С-Б1 сп, гомозиготних по гену АёЬ5, не вщр1зняються (табл. 1). Мухи vg (гомозиготи по гену АёЬг) за стан-дартних умов утриужшя поступаються мухам С-Б показниками пло-дючост1 (74.6% В1Д р1вня мух С-8), теплостшкост! (56.4%) 1 тривалосп життя (56.7%). Статистично достов1рними е також ввдмшносп показ-ниюв пристосованолт мух vg в пор1'внянш з мухами сп. Базуючись на цих даних, ми вщнесли мух С-81 сп до добре пристосованих генотишв, а мух vg - до таких, що мають низьку иристосовашсть.

Таблиця 1

Алельний склад локуса АсШ 1 показники пристосованосп вихщннх лшш Бго5ор1п1а ше1апо§а1?1ег

Вихщш ЛШЦ Алельний склад локуса Adh Вщносна присто -сова- HÎCTb ПЛ0ДЮЧ1СТЬ (К1ЛЬЮСТЬ нащадюв одшй' батьювсько! пари) Теплостш-юсп. (% мух, що вижили теля жорстко\' ппертермй) Сшдасть до голодування (% особин, що вижили за 48-годин-ного голодування) Тр1гвал1сть життя за стандартни х умов утримання (LtJ0), Д1пв

C-S S 1 126,70+4,60 88,50; 2,71 20,50; 2,66 21,10; 0,78

сл S 0.93 117,30; 4,25 87,00; 2,33 20,00; 2,30 19,10; 0,74

vg F 0.6:5* 81,80; 6,00* 49,00; 3,32* 48,00; 4,17* 9,15; 0,74*

Примпка: * - достовфно в пор1внянш з мухами C-S (р<0.05)

З'ясувалось, що мутащя vg, яка негативно впливае на пристосо-вашсть мух за стандартних умов ïx утримання, виявилась корисною за повного голодування. Як видно з табл. 1, мухи vg у вщсутшсть корму виживають значно краще, шж мухи лппй C-S та сп.

"Корисний" вплив мутацн vg на виживання мух в умовах голоду, можливо, пояснюеться тим, що у вщсутшсть корму у мух vg змен-шуеться ймов1рн1сть накопичення токсичних попередниюв пурину, синтез якого у них мух порушений (Williams et al., 1988, 1991).

Пщроздш 3.2 метить ¡нформацно про змши вщносно! пристосованосп (W) генотип}в за реципрокного замщення ïx хромосом (табл. 2).

1з представлених даних видно, що вщносна пристосовашсть (W) -мух C-S i en майже не вщрпняеться, в той час як мухи лпш vg мають значно прший показник вщносно'Г пристосованосп (W=0.65). Важ-ливо зазначити, що введения в карютип гомолопчно\'хромосоми мух iHuioï лшп' (нав!ть за умови, що ця хромосома не метить вщомих мутацш) призводить, як правило, до зниження вщносно-1 пристосо-ваност! синтезованого генотипу (див. табл. 2).

Таблиця 2

В1дносна пристосовашсть (XV) аихщних та скснсриментально отриманих лшп БгонорИйа те!ап(ща$(ег

Генотип Середня кшыясть нащадетв на одну особину першого ПОКОЛШНЯ Вщносна пристосовашсть (\У)

С-8 63,:!5 1

СП 58,05 0,93

40, !Ю 0,65

сп(1 С-Э) 52,:>3 0,83

сп(2С-8) 55,:!0 0,87

сп(ЗС-5) 54,70 0,86

С-5(1сп) 59,35 0,93

С-5(2сп) 55,30 0,87

С-5(1сп) 57,00 0,90

43,45 0,76

С-5(2У8) 43,10 0,68

С-8(Зуе) 50,50 0,80

У8(1С-5) 40,45 0,63

Уё(2С-Б) 50,30 0,79

УЕСЗС-Б) 43,05 0,68

Це зменшення е особливо виразним у випадку замщення хромо-соми 2, яка у мух сп 1 vg мютить маркерну мутацпо. Отже, е пщстави вважати, що мутаци 1 сп можуть виявляти певний плейотропний ефект в умовах незбалансованосп генотипу, 1 що ¡снуюче уявлення про нейгральшсть мутаци сп у вЦношенш адаптивноТ здатносп ге-нотитв вимагае певних уточнень.

Найбшьш виразними е змши шдносно'1 пристосованосп мух С-Б за введения в Ух карютип хромосом мух vg. Максимальне зменшення пристосованосп спостер1гаеться у генотипу C-S(2vg), тобто за наяв-ност! у мух С-Б хромосоми 2 лшп vg. Цей факт пояснюеться тем, що саме в хромосом! 2 лок&шзуеться мутащя vg з вщомим плейотроп-ним ефектом. Заслуговуе уваги те., що пристосовашсть мух С-8 ¡стот-но зменшуеться також за наявносп в \'х карютиш хромосом 113 лшп vg, хоч щ хромосоми не мютять вщомих мутацш. Як видно з таблищ 2, форми C-S(lvg) 1 C-S(3vg) маюгь вищу пристосовашсть, шж мухи vg та C-S(2vg), але поступаються вихщним мухам С-Б.

Замщення хромосом 1 1 3 мух vg на гомолопчш хромосоми мух дикого типу ЛШ1 С-Б не призводить до пщвищення вщносно1 при-стосованосп вщповщних форм у{>(1С-8) 1 vg(ЗC-S) у пор1внянш з ви-хщними лшшними мухами vg. В протилежшсть цьому, замщення

хромосоми 2 у мух з отриманням форми vg(2C-S) супроводжуеть-ся достовфним шдвищенням пристосованосп особин у портнянш з вихщними мутантнкми мухами. Цей результат - непрямий доказ того, що, можливо, основною причиною низько'1 пристосованосп мух е вщповщна маркерна мутащя. Разом з тим ошд зазначити, що, незва-жаючи на вщсутшсть шеТ мутаци у форми vg(2C-S)) вщносна присто-совашсть останньо! значно менша (W=0.79), шж мух лшн дикого типу С-Б (\У = 1). Цей факт можна пояснити тим, що в хромосомах 1 1 3 л™'1 vg, можливо, мктяться гени, яга, под1бно маркертй мутаци хромосоми 2, негативно впливають на пристосовашсть особин. 3 другого боку, дещо иеншав пор1внянш з мухами С-Б пристосовашсть форм vg(2C-S), сп(1С-8), С-З(Зсп), сп(ЗС-8) та ¡нших може пояснюва-тись слабкою коадаптовашстю гешв хромосом р1зного походження 1 незбалансовашстю геном1в.

У пщроздалах 3.3 - 3.5 викладено результати достджень по з'ясуван-ню впливу реципрокних замщень окремих пар хромосом (1,213) на нши показники пристосованост1 дослщжуваних генотигпв (плодюч1сть, теплост1йк1сть, виживання в умовах голоду, тривал1сть житгя).

Цифров1 даш, що анал1зуються в цих трьох пщроздшах дисертащТ, наведено у табл. 3.

Змши вщносноТ пристосованосп (W), спровоковаш внесениям чужинних хромосом у карютипи дослщжуваних мух, супроводжува-лись достов1рними зрушеннями показнигав реально! плодючосп, теп-лостшкосп особин та тривалосп Тх життя. 1нии показники (виживання за вщсутност: корму, активн1сть та тепло стпшсть АДГ) змпно-вались лише в деякях вар1антах дослщу.

Найбшьш ¡стотне зменшення показнигав пристосованосп у мух С-Б спостер1галось за упровадження в Тх карютип хромосоми 2 мух vg, яка е ноа'ем маркерно'Т мутаци. Дещо менший, але в бшьшосл випадюв статистично достов1рний ефект викликало також замщен-ня хромосом 1 1 3.

Щлком ймов!рно, що зменшення пристосованосп генотишв теля замщення Тх хромосом обумовлюеться недостатньою коадаптащею алельних ген1в хромосом донора I рецишента, що призводить до по-рушення генного балансу. Важлива роль останнього в адаптацшнш здатност1 генотишв пщкреслювалась неодноразово, але експеримен-тально ця теза обгрунтована недостатньо. 3 урахуванням шеТ обста-вини здшнювали реципрокний обм1н хромосомами м1ж дуже схожими за адаптивною здатшстю линями - С-Б 1 сп. Як видно з табл. 3, реципрокш замвдення хромосом у мух С-Б 1 сп у бшыносп випадюв

Таблица 3

Показпики пристосованосп штдннх i експериментально отриманих генотишв Drosophila melanogaster, n=20

Вихщш та експериментально отримаш л1ни Реальна плодючють (кшыасть нащадмв одшы батыавськсн пари) Теплостшюсть (% мух, що вижили Ноля жорстк 01 гшертерми) Ctíükíctl до голодування (% особин, що вижили за 48-годин- ного голодування) Тривашсть житгя за етандартних умов утримання ОА»)

C-S 126,70; 4,60 88,50; 2,71 20,50; 2,66 21,10; 0,78

сп 117,30; 4,25 87,00; 2,33 20,00; 2,30 19,10; 0,74

Vg 81,80; 6,00* 49,00; 3,32* 48,00; 4,17* 9,15; 0,74*

cn(lC-S) 105,06; 2,62*л 76,49; 1,'27*л 21,83; 0,35 20,00; 3,14

vg(lC-S) 80,88; 3,65* 42,01; 1.68* 8,94; 2,36* 17,00: 2,75*"

C-S(lcn) 118,70; 4,05 78,50; 3,53*л 19,70; 1,04 19,00; 2,87

C-S(lvg) 96,90; 5,28*л 76,50; 2,39*л 18,90;0,93л 19,00; 3,94л

cn(2C-S) 110,40; 4,48* 78,50; 2,00*А 20,00; 3,36 18,50; 0,87

vg(2C-S) 100,60 ;3,00*л 66,00; 3,70*л 30,00; 2,80*л 14,20; 0,71*л

C-S(2cn) 110,60; 4,54* 78,00; 2,01*л 20,00; 3,46 18,50; 0,83

C-S(2vg) 86,20; 4,60* 56,00; 3,78* 38,00; 2,34*л 12,30; 0,82*л

cn(3C-S) 109,40; 4,21* 82,00; 1,82 19,00; 2,70 19,75; 0,91

vg(3C-S) 86,10; 7,26* 58,00; 3,03*л 45,00; 3,12* 12,20; 0,76*л

C-S(3cn) 114,00; 4,06* 82,00;:!,91 21,00; 4,03л 19,50; 0,84

C-S(3vg) 101,20; 4,07*л 71,50; 2,86*А 25,00; 2,06л 17,80; 1,03*л

Примаки: 1. * -достов1рно в поршнянш з мухами C-S (p<0.05)

2.л -достовфно в пор1внянш з вщповщною мутантною Л1шао (р<0.05)

мало впливають на основш показники пристосованост1 синтезова-них генотишв; бшьш виразний ефект був за замщення хромосоми 2. Цшком можливо, що локал!зована в цш хромосом! мутащя сп, адаптивно нейтральна для мух вихщно'шшн, виявляе плейотропний вплив у випадку генотишв з замщеними хромосомами .

Слщ, однак, зазначити, що зампцення хромосом 113 у мух С-Б на гомолопчш хромосоми так само добре пристосованих мух лиш сп дещо зменшус вщносну пристосовашсть генотишв 1 призводить до певних змш ¡нших показниюв пристосовг.ностк Так, замщення хромосоми 1 у мух С-Б достов1рно зменшуе IX теплостшкють на 11%, а замщення хромосоми 3 знижуе р1вень реально! плодючост! мух на 10%.

Ще бшьш переконливими е результата замщення хромосом мух сп на вщповщш хромосоми мух С-Б. 1з табл. 3 видно, що за упроваджен-ня в карютип мух сп хромосом лг-ш дикого типу С-Б спостерн'аеться

и

зменшення вщносно! пристосованосп, реальноТ плодючосп та тепло-стшкосп мух. Вражае \ те, що замщення хромосом у мутантних мух

на хромосоми мух дикого типу не призводить до шдвшцення по-казнтав пристосованост1 синтезованих генотишв до р1вня мух С-Б. Наведеш даш переконують у тому, що поеднання в карютигп хромосом р1зного походження само по соб1 може спричиняти значш ¡, як правило, негатишп змши пристосованосп. Винятком ¡з цього правила е лише т1 випадки, коли замицення хромосом супроводжуеться ви-лученням ¡з генотипу шкщливих мутащй з вираженою плейотропною д1ею. Так, замщення хромосоми 2 у мух vg на гомолопчну хромосому мух С-Э (при цьому вилучаеться маркерна мутащя vg) призводить до значного полшшення пристосованосп пщдослщних мух за даними бшыцосп показниюв (табл. 3). Однак 1 в цьому випадку р1вень пристосованосп, властивий мухам С-З, не досягаеться.

Таким чином, при внесенш в генотип чужинного генетичного ма-тер1алу слщ очкувати, як правило, зменшення пристосованосп синтезованих генотишв, що може пояснюватись як порушенням взае-модй' гешв, так, можливо, 1 несумкшстю внесених гешв з цитоплазмою донора. Ц1 особливосп штучно створених генотишв слщ врахо-вувати в селекцн та в генетичнш ¡нженери.

Пщроздш 3.6 диоертацп чистить ¡нформацио про функцюнальнпй стан ген-ензимно'1 системи АДГ при замщенш хромосом у дрозофши.

Вщомо, що адаптащя популяцш до тих чи ¡нших чинншав зовш-шнього середовища супроводжуеться змшами алельного складу ло-куса АёЬ 1 алозимно'1 належносп вщповщного ферменту. Адаптивне значения ген-ензимноТ системи АДГ за онтогенетичноТ та фшогене-тично'1 адаптацп значно зростае у зв'язку з наявшстю гешв - моди-фжатор1в АДГ (Белоконь I сшвавтори, 1986).

Слщ зазначиги, що замша хромосоми 2 у мух лшн С-Б на анало-пчну хромосому мух сп чи навпаки не призводить до змши алозимно'1 форми АДГ у шддослщних мух, у той час як реципрокш замщен-ня хромосом у мух С-Б1 vg супроводжуються цими змшами. 1нии хромосоми! замщення (групи зчеплення 1 1 3) не впливають на алозим-ну належшсть АДГ, але можуть вносити в генотип мухи - рецишента не власпш йому алельш гени, зчеплеш з чужинною хромосомою. Пщ впливом ци>: гешв властивосп АДГ можуть модифжуватись. Така модифжащя особливо ймов1рна, якщо муха - реципкнт отримуе "чужу" хромосому 2 з невластивим рецишенту алельним складом локуса АсШ. Виходячи з цих м1ркувань, мух ¡з замщеними хромосомами ми використовували як модельний об'кт для з'ясування мож-

ливост1 виникнення модифжацшних зм1н алозикпв АДГ за структур-них перебудов генотигнв.

Як видно ¡3 табл. 4, замщення хромосоми 2 у лшй С-Б на вщповщну хромосому мух сп [генотип С-8(2сп)] 1 реципрокне замщення з отри-манням форми сп(2С-8) не впливае на дослщжуваш ф1зико-х1м1чш влас-тивосп ферменту. Можна припустити, що мухи С-Б { сп мають дуже подабну генетичну програму бюх1м1чноТ модифжаци АДГ. Реципрокш замщення хромосом у цьому випадку практично не змшюють щй про-грами, I властивосп АДГ за таких замщень не зм1нюються.

Таблиця 4

Актившсть, теплостшкгсть 1 (¡лектрофоретична рухливгсть АДГ у вихцних I експериментально отриманих генотишв дрозофьщ

Вихщт лшй та синтезоваш форми Алозимна форма АДГ /атившсть АДГ Теплоспйисть АДГ

С-Б Б 88,51; 4,24 74,94; 1,78

сп Б 92,01; 4,44 71,34; 2,57

И 130,05 ; 7,79* 20,01; 3,09*

С-Б(1сп) Б 94,70; 4,13 76,15; 1,80

С-Б(2сп) Б 90,54; 4,64 75,18; 3,32

С-Б(Зсп) Б 89,60; 3,78 75,05; 2,36

сп(1С-Б) Б 92,35; 5,12 74,43; 3,12

сп(2 С-Б) Б 94,35; 4,11 75,43;; 2,21

сп(ЗС-Б) Б 91,16; 4,58 71,70; 2,34

Уё(1С-Б) И 120,07; 6,56* 25,01; 4,01*

\'£(2С-Б) Б 112,22; 3,43*л 37,07; 1,57*л

vg(ЗC-S) Р 105,81; 2,33*л 38,62; 3,68*л

С-Б(1у£) Б 91,84; 4,41л 73,18; 3,43

С-Б(2Уё) И 100,04; 4,20*л 36,84; 2,85*л

С-Б(Зу8) Б 97,34 ;3,56л 61,24 ;3,04*л

Примтси: 1. * Вщмшносп у пор^внянш з лМею С-Б В1ропдш(р<0;05)

2. л Вщмшносп у пор1виянш з мутантною лмею вфопдш (р<0,05)

1шш результати отримано за реципрокного замщення хромосом у особин лшш С-Б \ як1 вщр1зняються1 М1ж собою алельним контролем АДГ. Реципрокш обмши х]юмосомою 2 у мух С-81 призво-дять до змш електрофоретичноТ рухливост1, активносп та термоста-бшьносп АДГ. Дан! табл. 4 свщчать про те, що генотип С-Б модифь куе властивост1 чужинного Р-алозиму по типу Б-алозиму, тобто змен-шуе його актившсть 1 шдвищуе теплостшюсть. На вщмшу вщ цього,

генотип мух уд сприяе шдвшценню активное™1 зменшенню тепло-стшкост1 продукту чужого алельного гена АсШ5.

На шдстав1 цих даних можна припустити, що генотипи Б. те1аш^а51ег м1стять гени, яю обумовлюють модифпсащю ЛДГ1 зм1ну властивостей цього ферменту залежно вщ конкретних умов.

Роздш 4 - "Апалп I узагальнення результатов доспвджень" - е штег-ральним щодо огляду л1тератури 1 основноТ частини дисертацн. В ньому наголошуеться на науковш доцшьносгп дослщжень по рецип-рокному обмшу хромосом м1ж мухами з високою 1 низькою присто-совашстю в св1тл1 сучасних теорш адаптацн 1 адаптивного гетерозису, а саме компенсацшних комплекав ген1в (Струншков, 1986), адап-тацшних комплекав гешв (Гоцький, 1990,2000), генетично-бюф1зич-них уявлень про гетерозис (Шахбазов и др., 1990) 1 т. ¡.

Детально обговорюеться питания про взаемовщносини 1 взаемо-залежшсть штеграпьного показника адаптивно!' здатносп - вщнос-но1 пристосованост1 (V/) генотитв 1 шших дослцркуваних показниюв - реально!' плодючоеп мух, Тх стшкост1 до високо'1 температури та повного голодування, тривалост1 життя тощо. Для цього за допомо-гою комп'ютерно-1 програми розраховували коеф1щенти кореляцн (г) \пж дослщжуваними показниками пристосованош у вихщних ! от-риманих експериментально генотитв Б. melanogaster.

Спершу визначали значения г для об'еднано'1 виб1рки мух ус1х ва-р1ант1в дослщв (табл. 5). В подальшому щ розрахунки здшснювали окремо для кожноТ вихщно'1 лшп I кожного генотипу з замщеними хромосомами (додаток А). Ступшь корелятивних зв'язюв м1ж окре-мими показниками пристосованосп визначали зпдно з рекоменда-щями Д. Сепетл1сва (1968).

Як видно з даних табл. 5 отриманих на великш (об'еднанш) виб1рщ, у Б. те1аподаз1ег 1снуе сильно виражений позитивний коре-ляц1йний зв'язок м1ж показником вщносноТ пристосованосп (\У), з одного боку, 1 тривалктю життя, реальною плодючостю 1 теплостшюстю особин, з другого. Пом1рна позитивна залежшсть ¡снуе м1ж теплостшюстю особин 1 теплостшюстю АДГ (г=0.47), теплостшюстю АДГ 1 вщносною пристосовашстю (г=0.44). Негативна корелящя спо-стер1гаеться м1ж актившстю 1 теплостшюстю АДГ, мгж в1дносною пристосовашстю I виживанням в умовах голоду. Таким чином, за-значеш показники можуть слугувати критер!ями адаптивно! здатносп генотитв. Особливо показовими в цьому вщношенш виявились реальна плодкгасть та теплостншсть особин, що добре узгоджуеться з думкою 1нших автор1в (Айала, Кайгер, 1987; Шахбазов, 1966).

Таблиця 5

Коефщ1£нти кореляцй показшшв пристосованосп у вихщних лппй та експериментально отриманих форм Б. melanogaster

Показники Теплостмюсть особин Виживання в умовах голоду Три вал сть жмтт* Активнютъ АйН Теплосшюсть АЭН Вщносна прыстосован!сть

Реальна ПЛОДЮЧ|СТЬ. 0,92 -0,7 0,56 -0,71 0,56 1

Теплосшюсть особин -0,85 0,81 -0,64 0,47 0,96

Виживання в умовах голоду -0,81 0,38 -0,37 -0,79

Триаал1сть життя -0,28 0,24 0,77

Актиэжсть АРН -0,57 -0,66

Теплослйюсть АОН 0,44

Показник активносп АДГ у наших дослщах теж досить добре коре-лював з вщносною пристосовашсго особин, Тх реальною плодгочютго та теплостшюстю, проте ця залежшеть була негативною (г= -0.6-0.7). Дшсно, мухи з менш активним Б-ал эзимом АДГ мали краиц показники пристосованосп за стандартних умов утримання. Отже, алозимна на-лежшеть АДГ у дрозофши разом з шшими показниками може слугува-ти критфем ощнки 1 прогнозу ада тгивноТ здатносп генотишв.

Значна негативна корелящя спо л,ер1галась м1ж показником "вижи-вання в умовах голоду" та шшими показниками (вщносною пристосо-вашепо, реальною плодкгастю, теплоспйкостго особин та ш.). Це пов-шетю узгоджуеться з тим, що мухи vg, прше пристосоваш до стандартних умов, шж мухи С-Б, краще виживають за повного голодування.

Зазначеш закономфносп щодэ кореляцшних зв'язив м1ж окре-мими показниками пристосованосп збер1гаються також для окре-мих генотишв - вихщних ¡нбредних то експериментально отриманих лшш ¡з зам1щеними хромосомами. Однак за замщення хромосом дещо змшюеться в окремих випадках виражешеть взаемозв'язюв м1ж окремими складовими пристосованосп, що може евщчити про певний дизбаланс у функцюнуванш штучно створених генотип1в.

Значна увага за анал1зу результата дослщжень надасться проблем! генетичних засад тривалосп життя. Слщ зазначити, що питания про вплив штучних перебудов генотишв на тривалшть Тх ¡снування дос1 не з'ясоване.

Результата проведених нами до :лщ1в евщчать про те, що зривал1сть життя дослщжуваних генотишв дсбре корелюе з IX вщносною присто-

совашстю реальною плодгочктю 1 теплостшюстю (див. табл. 5). Ре-ципрокн1 замщення хромосом в окремих вар1антах дослщу призводи-ли до змш тривалосп життя генотип1в. Бшьш виразними були змши тривалосп життя дрозофш за реципрокних замщень хромосом дру-го'1 пари (див. табл. 3). При цьому обмши хромосом м1ж мухами С-Б1 сп не викликали ¡стотних змш, а реципрокш замщення другоТ хромо-соми м1ж мухами С-З1 vg ¡стотно впливали на тривалкть життя гено-тишв vg(2C-S) 1 C-S(2vg). У останшх тривашсть життя була бшьшою, шж у мух vg, але значно меншою, шж у мух С-Б. Цей результат вказуе на те, що строки життя мух vg залежать не тшьки вщ плейотропно1 до маркерного мутантного гена, але й вщ ¡нших алельних гешв хромосо-ми 2. До тривалост1 життя дрозофши також мае певне вщношення алельний склад хромосоми 3. Мухи vg(ЗC-S) I C-S(3vg) живуть довше мух vg, але значно поступаються за цим показником мухам С-Б. Таким чином, е пщстави вважати, що тривашсть життя дрозофши виз-начаеться збалансованою взаемодгао гешв ус1х хромосом, проте най-важлив1ше значения: мають хромосоми 21 3.

В данш робот1 вперше отримано даш, що свщчать про можлив1сть модифжаци АДГ зе. зам1щення хромосом 1 упровадження в генотип невластивого йому ;шеля Ас111. Результата дослвдв свщчать про те, що основну роль у модифжаид властивостей АДГ грають гени хромосоми 2. Цей висновок добре узгоджуеться з даними л1тератури (Боднар, 1992). Замицення хромосом 1 \ 3 в умовах наших дослвдв не призводи-ло до {стотних зм1н активное™ 1 теплостшкосп АДГ.

Можна припустити, що тип модиф1каци продукту чужинного гена А(Й1 визначаеться не тшьки генами-модифжаторами рециш'ентного геному, але й властивостями цитоплазми, в яку попадае чужинний ген.

Таким чином, моцифисащя продукт1в структурних ген1в (наприклад АсЬ) залежно вщ особливостей генотипу 1 зовншшх умов, може розгля-датись як один ¡з можливих мехашзмш сприятливого впливу постульо-ваних в л1тератур1 компенсацшних (Струншков, 1985) 1 адаптацшних (Тоцький, 1992) комплекав гешв на пристосовашсть генотишв.

Дане дослщження е першою спробою на приклад1 ген-ензимноТ системи АДГ з'ясувати особливосп взаемодп у дрозофши структурних гешв хромосом р1зного походження 1 залежшеть адаптивних можливостей генотип1в вщ под1бних взаемод1й. У зв'язку з широким застосуванням трансгенних рослин та ¡нших штучно стрворених генотишв у народному господарств1 под1бш дослщження мають не тшьки теоретичне, але й практичне значения.

висновки

1. З'ясування адаптивно! здатност; штучно створених генотишв на-бувае високо1 актуальное^ у зв'язку з бурхливим розвитком генетично1 ¡нженерн та шших сучасних напрямюв генетики та селекцп. € пщстави вважати, що штучш втручання в структуру генотигпв, включаючи замнцення хромосом, можуть призводити до ¡стотних змш генного балансу, а, отже, 1 пристосованосп створених генотишв, однак переконливого експериментального пщгрунтя ця точка зору ще не звайшла.

2. Отримаш шляхом тривалого шбридингу вихщш лши мух С-Б, сп i vg ¡стотно вщр1зняються показниками пристосованосп, а також алель-ним контролем алкогольдегщрогенази. Мухам лшш С-Б1 спвласти-ва висока пристосовашсть 1 наявн1сть у тканинах Б-алозиму АДГ, а мухи лши vg за стандартних умов утримання виявляють низьку пристосовашсть 1 утримують Б-атозим зазначеного ферменту.

3. Реципрокш замщення хромосом 1, 2 I 3 у мух шддослщних лшш призводять до ¡стотних змш вщносно! пристосованосп та ¡нших показниюв адаптивно! здатноат генотишв (реально! плодючосп, виживання в умовах гшертерми та голоду, тривалосп житгя за стандартних умов утримання тощо).

4. Найбшьш ¡стотш змши показниюв пристосованосп у мух С-Б спо-стер1гаються при упровадженш в !х карютип хромосом мух vg, особливо хромосоми 2, що несе маркерну мутащю. Наявшсть ще! хромосоми в карютиш мух С-Б значно зменшуе !х вщносну пристосовашсть, реальну плодючкть, теплостшюсть та тривалкть життя за стандартних умов ¡снування. У протилежнють цьому, в умовах голоду мухи С-8(2у§) виживають краще, »¡ж мухи С-Б.

5. Замщення хромосом у мутантних мух vg на хромосоми мух С-8, нав1ть за умови вилучення ¡з генотипу vg маркерно1 мутаци не призводять до зростання пристосованост1 генотигпв до р1вня, вла-стивого мухам С-Б, а реципрокш обмши хромосом у однаково добре пристосованих мух С-И I сп призводять до зменшення пристосованост1 генотишв.

6. Упровадження в карютип чужинно! хромосоми може супровод-жуватись модифжащею властивостей продукт зчеплених з нею гешв. Так, реципрокш обмши хромосомою 2 м1ж мухами С-Б1 vg призводять до змш теплостшкосп й активное^ гшозимгв АДГ у тканинах синтезованих мух. При цьому властивост1 Р-алозиму у мух С-Б (2vg) модифжуються за типом Б-алозиму, а властивоспБ-алозиму АДГ у кштинах мух у|;(2С-8) - за типом Р-алозиму.

7. Поява чужинних хромосом у карютиш може призводити до змен-шення адаптивноТ здатност1 оргашзм1в не тшьки через внесения в генотип у склад! цих хромосом мутантних алельних гешв, але й у зв'язку з порушенням генного балансу при замщенш хромосом. Цю особливкгь штучно створених генотип1в слщ враховувати в генетиц1 та селекцн.

8. На шдстав1 вивчення корелятивних зв'язгав м1ж окремими показ-никами пристосованоеп у генотишв з замщеними хромосомами деяю з цих показниюв (плодюч1сть, теплостшгасть особин, ало-зимна належшсть АДГ) можна рекомендувати як надшш критери оцшки i прогнозу адаптивно! здатност! штучно створених генотип1в дрозофши.

Список праць, що вщображають основш положения дисертацн

1. Тоцкий В.Н., Хаустова Н.Д., Левчук Л.В., Моргун С.В. Геноти-пические основы низкой жизнеспособности мутантов vestigial Drosophilamelanogaster//Генетика,—1998.—Т. 34—№9.— С. 1233-1238.

2. Левчук Л.В. Замещения хромосом та деякт показники життездат-HocTi у Drosophila melanogaster //Вкник Одеського державного ушверситету.— 1998,—№2,— С. 106-110.

3. Левчук Л.В., Тоцький В.М., Замицення хромосом i пристосо-BaHicTb генотигнв Drosophila melanogaster //Цитология и генетика,— 1998, — Т. 32, — № 2, — С. 42-48.

4. Тоцкий В.Н., Хаустова Н.Д., Моргун С.В., Левчук Л. В. Ген-энзимная система алкогольдегидрогеназы при изменениях генотипа у Drosophila melanogaster // Украинский биохимический журнал. — 1998. — Т. 70.—№ 5. — С. 42-51.

5. Левчук Л. В., Моргун С. В. Пристосовашсть Drosophila melanogaster за штучних змш генотишв // Вюник Одеського державного ушверситету. —1999. —Т.4.—вип. 3. Бюлопя—С. 36-40.

6. Тоцький В. М., Хаустова Н. Д., Левчук Л. В., Моргун С. В. Мно-жинш молекулярш форми естерази - 6 i алкогольдегщрогенази у дрозофши за старшня // II Нацтнальний конгрес геронтолопв i repiaTpiB Укра'ши: 4-6 жовтня 1994 р. м. КиТв. 1994 р. — С. 619.

7. Левчук Л. В. Замша хроомосоми 1 i тривалють життя у Drosophila melanogaster // Бюлопчш механ1зми стар!ння. М1жнародний сим-поз1ум. 15-17 тр!авня 1996 р. м. Харюв. 1996 р. — С. 89.

8. Тоцький В. М., Хаустова Н. Д., Левчук Л. В. Локус Adh за селевд1 дрозоф1ли на затримку старшня //Бюлопчш мехашзми стар1ння. М1ж-народний симпоз1ум. 15-17травня 1996р. м. Харшв. 1996 р.— С. 13.

9. Хаустова Н. Д.,ТоцькийВ. Н., Моргун С. В., Левчук Л. В. Влияние мутации vg на продолжительность жизни Бго5орЫ1ате1а1^а51ег. Биологические механизмы старения. III международный симпозиум. Тезисы. 19-21 мая 1998 г. Харьков. 1998 р.—С. 75.

10. Левчук Л. В. Замщення хромосом та тривалють життя Е)гозорЫ1а те1а1к^аз1ег. III международный симпозиум. Тезисы. 19-21 мая 1998 г.Харьков. 1998 р. — С. 'П.

11. Левчук Л. В. Тривашсть життл як показник пристосованост1 генотишв БгозорЬПа те1а1к^аз!ег за замщення хромосом // Биологические механизмы стерения. IV международный симпозиум. Тезисы. — 24-27 мая 2000 г. Харьков. 2000 г. — С. 54.

Анотацш

Левчук Л.В. Пристосовашсть генотишв ВгоБорЬПа те1аш^аз1ег за штучного замщення хромосом. - Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата бюлопчних наук за спещальнютю 03.00.15 - генетика. Селекцшно-генетичний шститут УААН, м. Одеса, 2000.

Дисертащю присвячено з'ясуванню впливу реципрокних м1жлшшних замщень хромосом на окрем1 показники пристосова-носп Б. melanogasteг. Вперше отримана шформащя про р1вень вщнос-но1 пристосованост1 (VТ) та шших показниюв адаптивно!" здатносп генотишв (реально! плодючопл, терморезистентност1, тривалосп життя, виживання в умовах голоду) за замщення хромосом 1,213.

З'ясовано функцюнальний стан ген-ензимноТ системи АДГ, а та-кож наявшсть корелятивних зв'язюв м1ж окремими показниками пристосованост1 за замщень хромосом. Встановлено, що обмш хромосомами в межах лшш С-Б, сп 1 vg призводить, як правило, до змен-шення адаптивного потенщалу генотип1в 1 в ряд1 випадк1в супровод-жуеться модифжащею властивостей алозилм1в АДГ. Основною причиною зазначених змш е наявшсть маркерних мутацш, а також по-рушення генного балансу за штучних перебудов генотишв.

Ключовг слова: замщення хромосом, пристосовашсть, ген-ензим-на система АДГ, генний баланс, I). те1аш^аз1ег.

Аннотация

Левчук Л.В. Приспособленность генотипов БгоБорЬйа те1аш^а81ег при искусственном замещении хромосом. - Рукопись. Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.15 - генетика. Селекционно-генетический институт УААН, г. Одесса, 2000.

Диссертация посвящена изучению влияния реципрокных межлинейных замещений хромосом на отдельные показатели приспособленности D. melanogaster. Впервые получена информация об уровне относительной приспособленности (W) и других показателях адаптивной способности генотипов (реальной плодовитости, терморезистентности, продолжительности жизни, выживаемости в условиях голодания) при замещении хромосом 1,2 и 3. Изучены функциональное состояние ген-энзимной системы АДГ, а также коррелятивные связи между отдельными показателями приспособленности при указанных замещениях хромосом.

Для исследований использовали инбредные линии мух C-S, сп и vg, у которых реципрокно замещали хромосомы с помощью балн-серной линии Су/?п, D/S], (Luckinbill et al., 1988). Оказалось, что генотипы мух C-S, сп и vg существенно различаются показателями относительной приспособленности (W) и отдельных еекомпенентов. Мухам линии C-S и сп свойственна высокая приспособленность и наличие в тканях S-алозима АДГ, а мухи линии vg имеют низкую приспособленность и содержат F-алозим указанного фермента. Реципрок-ные замещения хромосом 1, 2 и 3 у мух указанных линий сопровождаются существенными изменениями относительной приспособленности и других показателей адаптивных возможностей генотипов.

Наиболее выраженные изменения приспособленности у мух C-S значительно уменьшает их относительную приспособленность (W), реальную плодовитость, теплоустойчивость и продолжительность жизни при стандартных условиях содержания мух. В отличие от этого, при полном голодании мухи C-S, несущие хромосому 2 мух vg, виживают лучше, чем дикие мухи C-S.

Замещения хромосом у мух C-S на хромосомы также хорошо приспособленных мух сп в меньшей степени снижают приспособленность генотипов, однако при замещении хромосомы 2 и внедрении в генотип C-S мутации сп - это снижение достоверно.

Замещение хромосом у мутантных мух vg на хромосомы мух C-S, даже при условии удаления из генотипа vg маркерной мутации, не приводит к улучшению показателей приспособлености до уровня , свойственного мухам C-S, а при замещении хромосом мух сп на хромосомы мух C-S наблюдается уменьшение относительной приспособленности, реальной плодовитости и теплоустойчивости мух.

Внедрение в кариотип чужой хромосомы может сопровождаться модификацией свойств продуктов сцепленных с этой хромосомою генов. Так, например, реципрокные обмены хромосомой 2 между мухами C-S и vg приводят к изменению теплоустойчивости и активности аллозимов АДГ в тканях синтезированных генотипов.

При этом свойства F-аллозима АДГ в генотипе C-S модифицируются по типу S-аллозима, а свойства S-аллозима в тканях мух vg - по типу F-аллозима.

Следует отметить , что внесение чужеродных хромосом в карио-тип может приводить к уменьшению адаптивных возможностей генотипа не только из-за наличия в составе этих хромосом мутантных аллельных генов, на и в связи с нарушением генного баланса при замещении хромосом. Эту особенность искусственно созданных генотипов следует учитывать в генетике и селекции.

Ключевые слова: замещение хромосом, приспособленность, ген-энзимная система АДГ, генный баланс, D. melanogaster.

Summary

Levchuk L.V. Adaptability of Drosophila melanogaster genotypes after artificial chromosome substitution. - Manuscrept.

Thesis for a Candidate of Biological Sciences Degree on speciality 03.00.15 - genetics. Plant Breeding and Genetics Institute UAAS Odessa, 2000.

The thesis is devoted to the influence of reciprocal interline chromosome substitution on individual indices of adaptivity in D. melanogaster.

The information has been revealed about the level of relative adaptivity (W) and other traits of adaptive ability (real fertility, thermoresistance, duration of life, survival under starvation) in genotypes after chromosomes 1,2 and 3 substitution. Functional state of ADH gene-enzyme system as well as the existance of correlation between certain adaptability indices has been ascertained after chromosome substitution. It is determined that the chromosome exchange within C-S, cn and vg lines causes, as a rale, the decrease of genotype adaptive potentinal and, in a number of cases, is accompanied by the modification of ADH alozyme characteristics.

The main cause of pointed out changes is the existance of marker mutations as well as disturbances of gene equilibrium under artificial genotype reconstructions.

Key words: substitution of chromosome, adaptivity, ADH gene-enzyme system, D. melanogaster, gene equilibrium.