Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Закономерности становления и организации генома злаков

ВАК РФ 03.00.03, Молекулярная биология

Автореферат диссертации по теме "Закономерности становления и организации генома злаков"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

/Л>

ИНСТИТУТ ЛЮЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ им. В. А. ЭНГЕЛЬГАРДТА

На правах рукописи БАДАЕВ Николай Сергеевич

УДК 575.222.7 : 575.853,3 : 576.316.7 : 577.212.2

ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТАНОВЛЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ ГЕНОМА ЗЛАКОВ

03.00.03 — молекулярная биология 03.00.15 — генетика

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук (в форме научного доклада)

/,' е., 7 ¿7 А/ у с, я Л' О У.у (у

/3-33<* , ¿г*т. оя &

Москва 1989

Работа выполнена в Институте молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта АН СССР.

Официальные о ггп о н еи т ы:

академик АМН СССР И. Б. Збарский, Институт биологии развития им. Н. К- Кольцова АН СССР, Москва;

доктор биологических наук, профессор Ю. Ф. Богданов, Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова АН СССР, Москва;

доктор биологических наук А. И. Щапова, Институт цитологии и генетики СО АН СССР, Новосибирск.

Ведущая организация: Институт генетики и цитологии АН БССР, Минск.

Защита диссертации состоится «...». . . . 1989 г.

в ..... часов на заседании специализированного ученого

совета Д 002.79.01 при Институте молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта АН СССРло адресу: 117984, Москва, ул. Вавилова, д. 32.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта АН СССР.

Диссертация (в форме «аучного доклада) разослана ...».'........ 1989 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат химических наук

А. М. Крицын

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Н.И.Вавилов (1931) определял линнеев-ский вид как "...сложную подвижную морфофизиологическую систему, связанную в своем генезисе с определенной средой и ареалом". Логично предположить, что генетический аппарат вида, его геном, также представляет собой систему, имеющую свои законы становления, организации, стабильности, изменчивости, эволюции и функционирования. Особого внимания заслуживают закономерности становления генома, существование которых очевидно, поскольку система не может возникнуть путем случайных преобразований. Для выявление этих закономерностей удобной моделью является селекционный процесс, а объектом - культурные злаки, которые достаточно хорошо изучены с точки зрения генетики и цитогенетики. Выбранная модель обладает целым рядом преимуществ. Мы знаем, во-первых, что и от чего произошло, то есть исходные и производные формы; во-вторых, способ внесения изменчивости (гибридизация, отдаленная гибридизация, полиплоидия, мутагенез и др.); в-третьих, изменения можно проследить в ряду поколений; в-четвертых, возможно изучение конкретного генотипа, выращенного в различных почвепно-климатичес-ких условиях, и наоборот, сравнение различных генотипов, выращенных в одинаковых условиях; в-пятых, полученные результаты могут иметь практическое значение.

Исследование особенностей процессов формирования генома, выявление закономерностей этих процессов и подходов к управлению ими является основной задачей развиваемого направления генетики -эволюционной и прикладной цитогенетики злаков. Разработка данного направления будет иметь не только теоретическое значение, например, для теории эволюции или выяснения принципов молекулярной организации генома, но и прикладное значение, в частности, может способствовать совершенствованию методов генетических основ селекции культурных растений.

Цель и задачи исследования. Ооновная цель данного цитогене-тического исследования заключалась в выявлении закономерностей организации генома культурных злаков и особенностей процесса его формирования при таких наиболее широко распространенных, как в эволюции, так и в селекции способах внесения изменчивости, как внутривидовая (межсортовая) гибридизация и полиплоидия. В рабств были поставлены следующие задачи:

1• Разработать комплекс методов цитогенетического анализа злаков, позволяющий получить достаточно полное представление о его хромосомной организации.

2- Создать количественную идиограмму дифференциально окрашенных хромосом А. В, D, R и Н геномов-

3. Исследовать с помощью разработанных методов процесс становления генома аллополиплоидного гибрида пшеницы и ржи - тритикале и выявить закономерности этого процесса.

4. Изучить особенности, связанные с процессом внутривидовой (межсортовой) гибридизации.

Научная новизна и практическая ценность работы. Разработан комплекс цитогенетических методов, позволяющий получить достаточно полное представление о хромосомной организации генома злаков: С-метод дифференциального окрашивания хромосом, метод цитофотоме-трического определения количества ДНК, метод ник-трансляции in situ. Методы достаточно стандартизованы, универсальны для различных видов и родов злаков и обладают высокой разрешающей способностью .

Создана количественная обобщенная идиограмма хромосом А, В, D, R и Н геномов, небходимая для анализа хромосом и их фрагмен-

v

тов в нормальном и перестроенном кариотипфс^ пшепиц. тритикале, ячменя и ржи различного происхождения. Предложена номенклатура хромосом ячменя, находящаяся в соответствии о генетической классификацией хромосом'пшеницы и ржи.

Обнаружено, что А, В, D, R и Н геномы, входящие в состав пшениц, ржи, тритикале и ячменя организованы по единому блочному принципу.

Показано, что коэффициент вариации количества ДНК может быть использован в качестве характеристики гетерогенности (или стабильности) форм пшениц, ржи и тритикале.Обнаружено, что количественные оценки хромосомного полиморфизма гетерохроматических районов могут использоваться в качестве характеристик стабильности, гетерогенности и генетической дивергениции сортов и форм злаков.

Выявлены общие принципы распределения транскрипционно активных участков по длине хромосом Вий геномов злаков-

Показано, что геном как межвидового (аллополиплоидного), так и внутривидового (межсортового) гибрида является не суммой геномов родительских форм, а результатом их взаимодействия. Выявлен ряд закономерных и направленных изменений аллополиплоидного генома тритикале по сравнению с геномами исходных родительских форм

пшеницы и ржи: изменения ау- и гетерохроматических раПонов хромосом, изменения распределения транскрипционно активных участков по длине хромосом, изменения количества ДНК и коэффициента па-риации этого показателя (КВ). На основании этих закономерностей сформулированы критерии подбора родительских пар для получения стабильных тритикале.

Выявленные закономерности формирования синтетического каоио-типа тетраплоидных тритикале открывают возможности для направленного получения тритикале с определенным хромосомным составом. Сделанные заключения могут также способствовать лучшему понимашп процессов, связанных с филогенезом и дивергенцией злаков.

Апробация работы- Материалы д;г:.сертац>ш .были доложены на 1(1 Всесоюзном совещании по структуре и функции клеточного ядра (Киев, 1970); III совещании "Проблемы автоматизации анализа изображений микроструктур" (Пущино, 1971); II и V (Москва. 1972 и 1987) съездах ВОГиС Имени Н.И.Вавилова; III (Ленинград, 1972), IV (Пущине, 1982), V (Пущино, 1985), VI (Пущино, 1900) сопешониях по структуре и функции хромосом; IV Всесоюзном совещании по полиплоидии (Киев, 1975); II Советско-Индийском симпозиуме "Проблемы генетики и селекции культурных растений (Баку, 1976); полевом семинаре "Селекция тритикале и исходный материал" (Дербент, 1984); 3 национальной конференции по цитогенетике (Пловдив, 1984); Всесоюзной конференции "Макромолекулы клетки" (Москва, 1984); Всесоюзном координационном совещании "Результаты работы научных учреждений по создания и внедрению новых сортов тритикале за 1901-86 г. и задачи на двенадцатую пятилетку" (Пржевальск, 1985); Первом Всемирном конгрессе общества математической статистики и теории вероятности им. Бернулли (Ташкент, 1986); Всесоюзной конференции "Молекулярная биология генов высших организмов" (Москва, 1987); Международном конгрессе по клеточной биологии (Монреаль, 1988); Ежегодных Сахаровских чтениях (Москва, 1989)-.

Структура работы. Диссертация изложена в настоящей брошюре в форме научного доклада. Основные результаты получены лично автором. В разработке методов, получении и обсуждении результатов принимали участие: Е.Д.Бадаева. Е.В.Бойко, Н.Л.Большева, В.Е.Вор-мотов, Г.В..Дерягин, Н.И.'Дубовец, А.В.Зеленин, Т-Г.Зурабишвили, М.В.Кост, Q.А.Купах. В.В.Моргун, О.В.Мурапенко, А.А.Прокофьева-Бельговская, В.А.Пухальский, Е.К.Савченко, Е-Г-Саралидзе, Л.ф.Со-зинова. Всем коллегам автор выражает благодарность. Автор также глубоко признателен А.Б.Иорданскому по инициативе которого нами

в 1971 г. в ИМБ АН СССР были начаты работы по дифференциальному окрашиванию хромосом злаков.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В работе исследованы сорта, линии и формы ячменя Hordeum vulgare L.. ржи Seeale cereale L., твердой и мягкой пшениц Trlti-cum durum Desf. и T.aestlvum L. em Thell., тетра-, гекса- и ок-топлоидных тритикале различного происхождения, любезно представленные Н.Г.Максимовым и А.Ф.Стельмахом (ВСГИ, Одесса), А.А.Гонча-реико и В.А.Пухальским (НПО "Подмосковье, Нсмчиновка), У.К.Курки-евым и Н.В.Турбиным (ВИР, Ленинград), В.Б.Тимофеевым (КНИИСХ, Краснодар), В.Е.Бормотовым (ИГИЦ, Минск), И.А.Гордеем (Белорусский НИИ земледелия, Жодино), Н.А.Суриным (КНИИСХ, Красноярск), М.Д.Беннеттоы (Plant Breeding Institute, Cambridge).

Предложенный вариант С-метода дифференциального окрашивания хромосом универсален для всех изученных видов злаков, дает возможность выявлять мелкие интеркалярные С-блоки и достаточно стандартизован. При проведении морфометрии дифференциально окрашенных хромосом использовали устройство для ввода графической информации в ЭВМ, метод измерения обеспечивал неточность воспроизведения среднего 1,5 - 1,8* для достоверности 0,95.

Разработанный .вариант метода цитофотометрического определения количества ДНК в окрашенных по Фельгену ядрах клеток из кончиков корешков злаков стандартен, универсален для всех изученных видов и позволяет выявлять различия по количеству ДНК между формами, превышающие 2-3«.

Метод ник-трансляции in situ (Gazlt et al.. 1982; Weisbrod, 1982) позволяет выявлять в метафазных хромосомах потенциально транскрипционно активные участки на основании их гиперчувствительности к ДНКазе I. Впервые разработанный для изучения хромосом растений, вариант метода включал С-дифференциальное окрашивание хромосом, что давало возможность изучать и сравнивать распределение транскрипционно активных участков в отдельных геномах в составе полиплоида, в эу- и гетерохроматических районах индивидуальных хромосом и в их частях.

Измерения хромосом и статистическую обработку результатов проводили при помощи пакетов программ для хромосомного анализа (ИМБ АН СССР), а также для анализа биомедицинских данных (Институт хирургии им. Вишневского) и BMDP (New York, 1976). В частно-

сти, были использованы критерии значимости для таблиц сопряженности признаков 2x2, Стьюдента, Фишера, Вилкоксона, методы дисперсионного, корреляционного и дискриминэнтного анализов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1.1. КОЭФФИЦИЕНТ ВАРИАЦИИ КОЛИЧЕСТВА ДНК КАК ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕТЕРОГЕННОСТИ ИССЛЕДУЕМЫХ ФОРМ ЗЛАКОВ.

Поскольку для фотометрии ДНК мы иснользопали клетки, находящиеся на одной стадии клеточного цикла (ранняя профаза), то полученные распределения были близки к нормальным. Ото понполило, помимо среднего количества ДНК, ве.;сти още один параметр - коэффициент вариации (KB) количества ДНК, который является показателем неоднородности исследуемой выборки. Согласно полученным нами результатам: 1. KB при неоднократных измерениях данной формы воспроизводится; ' 2. Внутрисортовое значение этого параметра меньше межсортового; 3. Значение KB у сортоя ниже, чем у популяций тох же видов; 4. Его значение у культурных сортов меньше, чем у природных популяций тех же видов (пересчет данных Seal, 1903); 5. KB у стабильных форм меньше, чем у нестабильных (причем, этот вывод справедлив не только для цитологически нестабильных форм, но и форм с меньшей стабильностью урожайности); 6. Значение KB уменьшается в процессе селекционной проработки. На основании изложенного можно заключить, что коэффициент вариации (KB) может служить дополнительной характеристикой изучаемых форм, отражающей гетерогенность или, иначе, стабильность их генома, то есть иметь непосредственное практическое применение.

1.2. СТАБИЛЬНОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОЛИЧЕСТВА ДНК НА ГЕНОМ" ВНУТРИ ВИДА, СОРТА, ПОПУЛЯЦИИ.

В настоящее время накоплено большое количество данных, свидетельствующих в пользу существования внутривидовой гетерогенности по количеству ДНК на ядро клетки у различных видов растений (см. обзоры: Муратова, Круклис, 1981: Беннетт, 1986; Bennett, 1982; OhrtKhoshoo, 1986). Эта гетерогенность количества ДНК на геном сопррвождаотся изменчивостью составляющих его фракций (Сиволап, 1986; Флейвел, 1986; Антонов, 198§; Walker, 1971; Appels, 1986; Mitra, Btiatia, 1986). Естественен вопрос, варьирует ли количество ДНК на геном у ржи, пшениц и тритикале, и если да, то на

каком эволюционном уровне размер генома у этих видов стабилен? Для решения этого вопроса мы определили количество ДНК на геном у 55 образцов ржи, твердой и мягкой пшениц, 6х и 8х тритикале и результат сопоставили с литературными данными (Kaltstkes, 1973; Bennett, Smith, 1976; Bennett, 1977; Carozza et al.. 1980). Из приведенных в Табл. 1 данных следует, что количество ДНК не явля-

Таблица 1. Содержание ДНК (пг) в профазных ядрах злаков.

Собственные результаты Литературные данные

Изученные Количество ДНК на 4С Количество ДНК на 4С

виды Среднее Диапазон- Среднее Диапазон

для вида изменчивости для вида изменчивости

Seeale cereale 29,49 26,46 + 33,14 32,48 31,52 + 33,32

Triticurn durum 41,59 36.81 ± 45,11 52,52 33,64 ± 62,32

Trittcura aestlvum 55,49 51,14 + 61,62 66,05 62,8; 69,3

6x Trltlcale 70,51 .64,66 ± 81,01 88,11 67,2 ± 97,0

8x Triticale 80,66 71,87 + 85,23 - 103,9

ется стабильной характеристикой изученных видов злаков. Сравнение количества ДНК в образцах конкретного генотипа или сорта, выращенного в различных условиях, позволяет ответить на вопрос, на капом эволюционном уровне количество ДНК является стабильной характеристикой, что и было нами сделано на примере мягкой пшеницы сорта Безостая 1 (Табл. 2). Полученные результаты свидетельству-

Таблица 2. Фотометрические характеристики клеток мягкой пшеницы Безостая 1, выращенной в различных условиях.

Репродукция Количество ДНК на 4С (пг) Коэффициент вариации (*)

Одесская 53,46 ± 0.50 9,89

Ашхабадская 54,54 ± 0,69 12,82

Истринская 56,00+0,43 . 8,20

Краснодарская 56,92+0.47 8,82

Пржевальская 57,55 + 0,67 12,10

ют, что количество ДНК не является также стабильной характеристикой сорта. Следует отметить, что внутривидовое варьирование количество ДНК согласно нашим данным (Табл. 1,2) в большей степени (приблизительно на 25*) зависит от гонотипических различий и в меньшей степени (№ обусловлены условиями произрастания (нуклео-типическая изменчивость по Bennett, 1986). При многократном (более 20) определении количества ДНК для одной и той жо формы (при измерении препаратов из независимых опытов) разница средних была недостоверной и находилась в пределах 0,98-1,02«. Следовательно, можно сделать вывод, что количество ДНК на геном для таких видов злаков, как рожь, твердая и мягкая ншонины, окто- и гексанлоидные тритикале является характеристикой .конкретной популяции вида или образца сорта, выращенного в определенных условиях.

Возникает вопрос о количестве ДНК на геном у внутривидового гибрида, полученного в результате гибридизации форм, различающихся по этому параметру. Согласно результатам фотометрии (Табл. 3), количество ДНК у мягкой пшеницы сорта Прибой не отличается от такового у родительского сорта Безостая 1, на 7* больше, чем у другого родительского сорта - Одесская 16, и на больше сродного между родителям. Отличия достоверны, однако, сорт Прибой но является первым поколением гибрида, что затрудняет интерпретацию результатов. Содержание ДНК в ядрах клеток гибрида первого поколения ржи на 14« больше, чем у родительской формы 1590/78, на 6« меньше, чем у второго родителя - Вятки северной, и на 3* больше среднего (отличия достоверны). На основании этих результатов и литературных данных (Rtvin, Cullls, 1983), согласно которым при внутривидовой гибридизации может изменяться количество копий раз-

Табл. 3. Содержание ДНК у внутривидовых гибридов.

Сорта мягкой пшеницы, формы ржи Количество ДНК на 4С в пг

Безостая 1 53,46 ± 0,50

Одесская 16 51,14 + 0,48

Прибой (Безостая! х Одесская 16) 54,46+0,36

Популяция.1590/78 26,61 ± 0,45

Вятка северная 32,25 + 0.38

F1 (популяция х Вятка) 30.32 ± 0,40

личных типов последовательностей ДНК, можно сделать вывод, что геном внутривидового гибрида изменяется по сравнению с геномами родительских форм.

1.3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕНОМА ПРИ АЛЛОПОЛИПЛОИДИЗАПИИ

В настоящее время нет единого мнения по вопросу о том, изменяется ли количество ДНК при полиплоидизации или нет (Upadhia, Swamlnatan, 1963; Rees, Walters, 1965; Furuta, 1975; и др.). Это во многом связано с тем, что в большинстве работ, посвященных данному вопросу, исследовались гипотетические предки современных полиплоидов. В то же время более половины покрытосеменных растений являются полиплоидами, многие используемые человеком растения также полиплоидны, что можно объяснить их более высокой урожайностью, устойчивостью к заболеваниям и неблагоприятным условиям среды. Поэтому выяснение закономерностей становления полиплоидного генома имеет не только теоретическое, но и практическое значение. При анализе данных, полученных нами для ржи, твердой и мягкой пшеницы, была выявлена достоверная отрицательная корреляция (коэффициент корреляции -0,93) между 'количеством ДИК на 1х и пло-идностью, аналогичная корреляция (-0,74)выявлена для твердой и мягкой пшениц. Несмотря на то, что изученные виды не являются полиплоидным рядом одного генома, изложенное, а также приведенные в Табл. 4 результаты, позволяют высказать предположение, что с увеличением уровня плоидности у естественных видов злаков происходит как уменьшение количества ДНК на 1х, так и KB этого параметра. Однако, можно выделить ряд вариантов объяснения полученных результатов: 1) поело аллополиплоидизации происходит потеря ДНК; 2) в

Таблица 4. Количество ДНК на 1х и коэффициент вариации количества ДНК у ржи, пшениц и тритикале.

Изученные виды Количество ДНК на 1х (пг) KB (X)

Secalo cerealc 7,41

Trlticum durum 5,23

Triticum acstlvum 4,63

6x Trittcale 5,82

8x Tritlcale 5,04

± 0,16 12,20 ± 0,83

± 0,15 11,54 ± 0,74

+ 0.07 9,14 ± 0,68

± 0,08 11,42 ± 0,36

± 0,12 10.73 ± 0,69

аллополиплоидизации участвовали изначально малые по размеру геномы; 3) селективное преимущество после аллополиплоидизации получают формы, родители которых имели небольшие геномы. Для проверки высказанных предположений нами были исследованы 27 форм первичных 6х и 8х тритикале и родительские сорта пшеницы и ржи. Исследование показало (Табл. 4, 5), что у тритикале существует тенденция к уменьшению количества ДНК по сравнению с ожидаемым. В среднем количество ДНК у 6х форм уменьшилось на 3*, у 8« - на (изменения достоверны). Хромосомный анализ тритикале показал, чго ото уменьшение количества ДНК на 1х не связано с потерями хромосом. В то же время KB у 6х тритикале увеличился по сравнении с ожидаемым на 24», у 8х на 33« (изменения достоверны).Сравнительной анализ тритикале, имеющих в качестве родителей одни и те жо формы пшеницы и ржи, и только одного родителя - пшеницу или рожь, показал, что изменения количества ДНК и KB генетически детерминированы. Следует отметить, что уменьшение количества ДНК в большей степени определяется геномом пшеницы, нежели ржи, что противоречит существующим представлениям (Merker, 1975; Gustatson, Bennett, 1976). Поскольку исследованные формы тритикале не выбирались по какому либо принципу, мы пришли к заключению, что при создании ряда форм тритикале нарушались какие-то неизвестные правила подбора родительских пар, что и привело к увеличению КВ. Анализ полученных данных позволил сформулировать критерии подбора родительских пар для получения стабильных первичных тритикале: 1) материнская форма пшеницы должна быть максимально гетерогенна (иметь большой KB); при этом для октоплоидных тритикале также важно, чтобы пшена имела как можно меньший размер генома; 2) отцовская форма ржи должна иметь как можно меньше ДНК; 3) следует также отметить существование правил сочетания родительских пар пшеницы и ржи, на что указывает достоверная корреляция между KB количества ДНК у пшеницы и количеством ДНК у ржи. Поскольку изученные нами формы тритикале не отбирались по какому-либо принципу, а зависимость весьма жесткая (коэффициент корреляции - 0,91), то становится очевидным, что за пределами этой закономерности образование тритикале практически невозможно. Причем, если учитывать отмеченные ранее другие правила, сама область образования тритикале неравномерна: чем.выше гетерогенность пшеницы и меньше ДНК у ржи, тем стабильнее будут получаемые тритикале; по,мере уменьшения KB пшеницы и увеличения количества ДНК у ржи у получаемых в результате их гибридизации тритикале будет увеличиваться нестабильность, в

том числе и цитологическая - элиминация хромосом. В качестве подтверждения можно привести следующие факты: для получения более стабильных форм тритикале практикуется их гибридизация с пшеницами и тритикале, естественно, что при этом пшеничный компонент генома вторичных тритикале становится более гетерогенным, чем у первичных, а сами вторичные тритикале более стабильными.

2.1. РАЗРАБОТКА КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОБОБЩЕННОЙ ИДИОГРАММЫ ХРОМОСОМ А, В, D, R и Н ГЕНОМОВ.

Специфичность распределения гетерохроматических сегментов в индивидуальных хромосомах, с одной стороны, и полиморфизм С-бло-ков, с другой, являются характерными особенностями гетерохромати-на. Первая особенность создает предпосылки для идентификации хромосом и их фрагментов в нормальном и перестроенном кариотипе, т.к основные особенности рисунка видоспеиифичны, наследуются и, следовательно, могут бить использованы для разработки обобщенного видового кариотипа ( Llnde-Laursen, 1978; Grellhuber, Speta,

1978; Teoh, Hutchinson, 1983). Полиморфизм гетерохроматических районов обуславливает существование внутривидовых различий по рисунку С-окраски, что дает возможность распознавать отдельные индивиды по особенностям кариотипа, на основании сравнения с видовым кариотипом строить идиограммы хромосом конкретной особи, линии, сорта. Таким образом, обобщенная идиограмма необходима при проведении хромосомного анализа сортов и форм пшениц, тритикале, ячменя и ржи. В то же время к моменту начала нами исследований такая идиограмма, естественно, отсутствовала, к сожалению эта ситуация сохранилась до настоящего времени.

Первым этапом составления идиограммы является идентификация хромосом. Рисунок распределения С-блоков по длине хромосом В, ß и Н геномов позволяет их достаточно надежно идентифицировать^ В то же время идентификация хромосом, содержащих мало гетерохроматииа представляет определенные трудности. Поэтому для повышения надежности идентификации хромосом А и D геномов нами были использованы дополнительные подходы. При идентификации хромосом А генома мы использовали роципрокние транслокации, которые, согласно имеющим-

Рис. 1. Обобщенная количественная видовая идиограмма хромосом А, В, 0, К и Н геномов. Горизонтальные ряды хромосом - геномы, вертикальные - гомеологичные группы.

ся данным (Моррис, Сире, 1970), происходят между гомеологаыи, а также особенности замещений хромосом в составе 4х тритикале. Как известно (Моррис. Сире, 1970; Gustafson. Krolow, 1978; Bernard et al., 1985), способность к компенсации является наиболее четким критерием гомеологичности. Правильность идентификации хромосом D генома была проверена при анализе замещений хромосом в гибридах 6х тритикале с гексаплоидными пшеницами. Номенклатура дифференциально окрашенных хромосом Н генома ячменя была приведена нами в соответствие с генетической номенклатурой хромосом пшеницы, разработанной Сирсом (1954), путем сравнения рисунков дифференциального окрашивания хромосом ячменя и В генома пшеницы, а также на основании результатов анализа литературных данных по локализации в хромосомах ячменя генов, картированных в хромосомах пшеницы и ржи, по генетике пшенично-ячменных дополненных линий (Hart et al., 1980; Islam, Shepherd, 1981; Powling, et al.,1981; Salinas et al., 1985; Miller, Reader, 1987; и др.).

Представленная на рис. 1 идиограмма является количественной, т.е. размеры хромосом и их центромерные индексы, размеры и локализация С-блоков определялись на основании морфометрического хро-мооомного анализа более чем 80 образцов пшениц, ржи, тритикале и ячменя различного происхождения. ИдиограммаЧ^ис. 1) составлена В соотвествии с принципами Парижской конференции по стандартазаиии исследований хромосом человека (1975). Сравнение кариотипов, описанных в литературе, с разработанной идиограммой не выявило С-блоков, не отмеченных в ней, следовательно она достигла насыщения и пригодна для проведния хромосомного анализа сортов и форм злаков различного происхождения, в том числе и для паспортизации сортов и форм злаков.

2.2. "ХРОМОСОМНЫЙ ПАСПОРТ" СОРТОВ И ФОРМ ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ.

Разработанная обобщенная количественная видовая идиограмма хромосом А, В, D, R и Н геномов может использоваться не только в качестве стандарта для идентификации хромосом, но и служить основой для составления "хромосомного паспорта" популяций, сортов и форм Triticinae. При построении идиограммы учитывались все С-бло-ки. которые могут бить выявлены в хромосомах исследуемого вида, при этом было выяснено, что все центромерные, а также ряд интер-калярных и теломерных блоков всегда присутствуют в хромосомах. Такие С-сегменты послужили регулярными морфологическими маркерами

для подразделения хромосом на участки. Блоки, частота встречаемости и величина которых варьируют, создают специфичность рисунка дифференциальной окраски данной формы или сорта. С целью унификации системы описания хромосом, каждому гетеро- и эухроматичоскому району, независимо от наличия блоков в других позициях, присваиваются постоянные номера, отражающие их положение в хромосомном плече в соответствии с обобщенной иднограммой. "Хромосомный паспорт" может быть представлен в виде количественной идиограммы хромосом или в форме таблицы-протокола. Величину блоков можно оценивать в баллах или в абсолютных размерах.

"Хромосомный паспорт" может использоваться для определения индивидуальности сорта, является одним из критериев его чистоты. Предлагаемая форма паспорта дает возможность создания каталога сортов возделываемых растений, пригодна для' анализа и сравнения не только культурных, но и дикорастущих злаков, в том числе предполагаемых доноров геномов полиплоидных видов. Паспортизация позволит выявить влияние естественного и искуственного отбора на геном растений. Все указанное послужит совершенствованию методов генетических основ селекции.

3.ЕДИНЫЙ БЛОЧНЫЙ ПРИНЦИП ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМОСОМ А, В, Р, й и Н ГЕНОМОВ ЗЛАКОВ.

Исследования структурной дифференциации оукариотических хромосом показали, что такие структуры, как ядрышковые организаторы, холодовой и С-гетерохроматин, места образования хиазм, хромосомных разрывов и перестроек и т.п., распределены по длине плеча не случайно, а занимают определенное положение по отношению к центромере и теломере. При этом локализация гетерохроматина сходна для воех хромосом данного генома, но у разных геномов может отличаться. Все эти наблюдения позволили предположить существование упорядоченной организации хромосом и взаимосвязи всех хромосомных сегментов внутри данного хромосомного плеча (Ьог^1еу, 1939; 1Лиа-<1е-Раг1а. 1970, 1980).

Мы поставили перед собой задачу выявить общие для всех изученных видов злаков принципы организации хромосом. С этой целью было иследовано распределение интеркалярного гетерохроматина по длине хромосом А, В, О, й и Н геномов в составе 32 сортов и форм ячменя, ржи, а также пшениц и тритикале различного уровня плои-дности. Всего было измерено более 4500 хромосом. При анализе учи-

Рис. 2. Распределение интеркалярного гетерохроматина по длине обобщенного плеча хромосомы А, В, О, Й и Н геномов злаков. По оси абсцисс - положение С-блоков на плече (в долях еденицы), по оси ординат. - число блоков. О - центромера, 1 - теломера.

тывали положение 126 четко выраженных С-блоков, регулярно выявляемых во всех хромосомах изученных геномов. Для каждой гомеологич-ной группы измеряли по 20-60 хромосом, взятых из клеток растений разных сортов. Для локализации конкретного блока в хромосомном плече на основании результатов измерения всех хромосом данного типа вычисляли среднее значение отношения расстояния от центромеры до блока к длине плеча. Локализацию блоков на хромосомном плече выражали цифрами от 0 до 1, что позволяло сопоставлять распределение С-блоков в хромосомных плечах разного размера. Статистическая обработка результатов показала, что, во-первых, распределение интеркаляриых С-блоков по длине плеча (Рис. 2) сверхвысоко-значимо отличается от случайного. Во-вторых, сверхвысокозначиио подтверждается наличие периодичности в исследуемом распределении. Это означает, что у всех изученных видов злаков интеркалярный ге-терохроматин расположен по длине плеча не случайным образом, а преимущественно локализуется в 9 позициях. Эти позиции гетерохроматина располагаются на равном расстоянии друг от друга, разбивая плочо хромосомы на 10 эухроматических районов. В конкретном плече гетерохроматин может выявляться не во всех позициях, что, в сочетании с различными размерами С-блоков, создает индивидуальность рисунка дифференциального окрашивания данной хромосомы. Единый для всех изученных видов принцип организации хромосом позволяет высказать ряд предположений: 1) в эволюции этих видов хромосомные перестройки не играли большой роли; . 2) перестройки не нарушали выявленной закономерности, т.к. происходили по опре-

деленным правилам (например, проходили лишь по центромере); 3) перестроенное плечо подвергалось определенным изменениям. Наличие блочного принципа организации генома подтверждается тем фактом, что многие гены разных видов эукариот расположены на хромосомах не случайно, а сгруппированы в определенной последовательности в большие блоки генов, структура которых остается неизменной для многих видов (Ohno, 1973; Lalley et al., 197в) .

4. НЕСЛУЧАЙНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ХРОМОСОМ РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ ПШЕНИЦЫ И РЖИ В ГЕНОМЕ ТРИТИКАЛЕ.

Важным преимуществом тритикале, как объекта для эволюционных исследований, является возможность сравнения с родительскими формами, что является необходимым условием для исследования процесса становления генома при создании нового вида. Мы поставили перед собой задачу - выяснить, изменяются ли хромосомы родительских форм в геноме тритикале и, если такие изменения будут обнаружены, то выяснить закономерности процесса формирования генома.

Материалом для этого исследования послужили две формы первичных тритикале, различающиеся уровнем плоидности, и их родительские формы. 6х тритикале - ТПГ 1/1-78, был получен скрещиванием твердой пшеницы линия 482/76 и ржи Харьковская 60. 8х тритикале - АД 325, получен скрещиванием мягкой пшеницы Гостианум 237 с рожью ВСХИ. Согласно результатам фотометрии {Табл. 5), количество ДНК как у 6х, так и у 8х тритикале достоверно меньше суммы количеств ДНК родительских форм. Этот факт служит основанием для поиска изменений хромосом у данных форм тритикале, а выявленный блочный принцип организации генома злаков дает возможность проводить сравнение районов гетеро- и эухроматина не только в идентичных хромосомах 6х и 8х тритикале и исходных родительских форм, но и сопоставлять районы, занимающих одинаковое, положение в хромосомных плечах гомеологов в составе полиплоида.

4.1. ИЗМЕНЕНИЕ ГЕТЕРОХРОМАТИЧЕСКИХ РАЙОНОВ ХРОМОСОМ.

Согласно литературным данным {Merfcer, 1975; Zeller, 1977; Pilch, 1981; Seal, Bennett, 1981) хромосомы тритикале содержат меньше гетехроматина по сравнению с рожью. При этом потеря С-бло-ков происходит в определенном порядке и с частотой, различной для разных хромосом. Эти наблюдения позволили высказать предположение,

- 16 -

Таблица 5. Содержание ДНК у 6х и 8х тритикале и исходных родительских форм пшеницы и ржи.

Тритикале Содержание Родительские Содержание Сумма р ДНК в пг формы ДНК в пг

Т. durum

линия 482/76 41 ,29 + 0, 42

ТПГ 1/1-78 65, ,32 ± 0,65 S. cereale 68, ,36 0,99

Харьков. 60 27 ,07 + 0, 28

T.aesttvum

Гоотиануы 237 54 ,30 + 0, 54

АД 825 79, ,38 ± 0,59 S.cereale 82, ,03 0,99

вехи 27 ,73 + 0, 21

что геном ржи плохо совместим с геномом пшеницы, поэтому отбор благоприятствует потере ДНК за счет утраты хромосомами ржи гете-рохроматина или путем их замены на 'гомеологи 0 генома. Однако, сравниваемые формы ржи не являлись родительскими для тритикале,. что делает трактовку несколько спекулятивной» поскольку рожь отличается значительным меж- и внутрисортовым полиморфизмом. Проведенное нами сравнение хромосом Вий геномов в составе тритикале и родительских форм пшеницы и ржи показало, что хромосомы тритикале становятся даже несколько богаче гетерохроматином (Табл. 6), при этом изменения размеров С-блоков носят закономерный и направленный характер: 1) гетерохроматические районы, занимающие одинаковое положение в гомологичных- хромосомах в составе 6х и 8х

Таблица 6. Содержание С-гетерохроматина в хромосомах Вий геномов тритикале и родительских форм (в мкм).

Форма В геном И геном В и К

тритикале пшеницы ржи геномы тритикале

6х ТПГ 1/1-78 19,53 ± 0,8 14,56 + 0,5 19, 90 ± 0,6 15,66 ± 0.4

8х АД 825 18,17 ± 0,7 14,10 ± 0,5 19. 32 ± 0.7 14,40 ± 0.4

тритикале изменялись в одинаковом направлении (при сравнении 54 С-блоков случаев разнонаправленных изменения не обнаружено); 2) гетерохроматические районы, имеющие сходное расположение в го-меологах В и R геномов, изменяются также в одинаковом направлении (при сравнении 18 С-блоков выявлен только 1 случай разнонаправленного изменения). Поскольку сравниваемые формы тритикале различны по своему происхождению, уровню плоидности и времени существования (ТПГ представлен 2 поколением, АД более 20 лет), то полученные результаты свидетельствуют в пользу направленного изменения генома тритикале по сравнению с геномами родительских форм. Возможными механизмами этого изменения могут бить мелкие структурные перестройки (Ильин и др., 1978; Ананьев, 1983), неравный кроссин-говер (Schlegel et al., 1980), молекулярный дрейф (Dover et al., 1982), изменения содержания различных семейств повторяющихся последовательностей нуклеотидов (Shen, Zhou, 1983; Флсйвел, 1986, Антонов, 1989)'. Сравнение кинотики реассоциации ДНК у изученной нами формы тритикале АД 825 и родительских форм пшеницы и ржи (Петрашевич, 1986) показало, что у тритикале произошло увеличение фракции наиболее часто повторяющихся последовательностей нуклеотидов и уменьшение фракции средних повторов. Это увеличение фракции наиболее часто повторяющихся последовательностей ДНК (что соответствует обнаруженному увеличению С-гетерохроматина) в сочетании с уменьшением количества ДНК на геном служит дополнительным основанием для выявления изменений в эухроматических районах.

4.2. ИЗМЕНЕНИЕ ЭУХРОМАТИЧЕСКИХ РАЙОНОВ ХРОМОСОМ.

Выявление изменений в эухроматических районах, в отличие от гетерохроматических, затрудено. так как анализируемые метафа'зные пластинки находятся на разных стадиях митотической спирализации. Существование дифференциальной спирализации . хромосом позволяет сравнивать только относительные размеры хромосом при условии отбора ыетафаз в узком интервале спирализации, причем этот интервал должен приходиться на средний или рання» метафазу. Необходимо также учитывать, что и в этом случае сравнение достаточно сложно, поскольку изменение даже одного района приводит к изменению относительных размеров других районов хромосомы. Поэтому при сравнении эухроматических районов хромосом вх и 8х тритикале и родительских форм пшеницы и ржи использовали специальные статистические методы (BMDP, 1976; Большее, Смирнов 1983). Согласно получен-

ным данным, в составе 6х тритикале из 67 изученных районов 17 изменились (10 увеличились и 7 уменьшились) по сравнению с родительскими формами. В составе 8х тритикале из 73 районов изменились 20 (И увеличились и 9 уменьшились). Выявленные изменения не являются следствием дифференциальной спирализации, т.к. относительные размеры измененных участков не коррелировали с абсолютной длиной хромосомы. Сравнительный анализ двух форм тритикале показал, что в 8 случаях изменения затронули одни и те же участки, при этом в 7 случаях эти изменения произошли в одном направлении. Статистическая обработка показала, что вероятность этого события (P < 0,02) достоверно отличается от случайного и независимого. Т.о. при образовании тритикале происходят закономерные изменения размеров определенных эухроматических участков.

Проведенное на основании выявленного принципа блочной организации генома (раздел 3) сравнение позволило определить 40 эу-хроматических районов, соответствующих друг другу по своему положению в гомеологах Вий геномов. Изменения длин в обоих гомеоло-гах произошли в 7 случаях, при этом во всех 7 случаях увеличение длины района в одном гомеолого сопровождалось уменьшением длины соответствующего участка в другом. 'Статистически достоверна неслучайность этих преобразований хромосомЧ^ритикале (Р >0.99). Действительно, проведенный на основании выявленных различий в размерах эу- и гетерохроматических районов дискриминантный анализ показал, что большинство хромосом тритикале попадает в один класс, а большинство хромосом родительской формы - в другой. Механизмы закономерных изменений эухроматических районов хромосом в геноме тритикале пока неясны, однако такие факты, как меньшая длина инактивированной Х-хромосомы у самок млекопитающих по сравнению о активным гомологом (German, 1962; MuVherJee et al.,1964), и связь длины ЯОР и активности рибосомальных цистронов (Miller et al., 1976; Martini. Flavell. 1985). позволяют предположить изменение транскрипционной активности районов, увеличившихся или уменьшившихся в геноме тритикале. Эти изменения транскрипционной активности могут быть выявлены с помощью метода ник-трансляции in situ.

5.ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАНСКРИПЦИОННО АКТИВНЫХ УЧАСТКОВ ПО ДЛИНЕ ХРОМОСОМ ЗЛАКОВ.

Сравнительно недавно разработанный метод ник-трансляции in situ (Casit et al., 1982) позволяет выявлять на метафазных хромо-

сомах потенциально транскрипционно активные участки. В основе метода лежат следующие наблюдения: 1) известно, что активно транскрибирующиеся участки обладают повышенной чувствительностью к таким эндонуклеазам, как ДНКаза I, ДНКйза II и нуклеаза микрококков; 2) считается, что в основе этой чувствительности транскрипционно активных участков лежит особая структурная конформация хроматина; 3) показано, что эта гиперчувствительность к действию ДНКазы I сохраняетсяи в митотических хромосомах, что позволяет выявлять в них участки с транскрипционно активной конформацией или, иначе, потенциально транскрипционно активные участки (Garel, Axel, 1976; Weintraub. Groudine, 1976; Panet, Cedar, 1977; Kerem et al., 1983, 1984, 1988; см. также обзор Wetsbrod, 1982). Поскольку все известные работы проводились на хромосомах животных, нами был разработан вариант метода ник-трансляции in situ для выявления транскрипционно активных -участков в хромосомах растений. Метод позволяет проводить последовательно на одних и тех же хромосомных препаратах реакцию ннк-трансляции и С-окрасху, что дает возможность изучать распределение транскрипционно активных участков по длине индивидуальных хромосом и их частей.

5.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАНСКРИПЦИОННО АКТИВНЫХ УЧАСТКОВ ПО ДЛИНЕ ХРОМОСОМ ЗЛАКОВ.

Изучение распределений транскрипционно активных участков по длине индивидуальных хромосом пшеницы, ржи и тритикале (Рис. 3! показало, что эти распределения имеют ряд общих закономерностей: 1) Слабое мечение гетерохроматических районов хромосом по сравнению с эухроматическими, при этом прицентромерные районы метятся слабее теломерных. 2! Усиление мечения по направлению к середине хромосомных плеч; 3) В районах ядршпкового организатора (ЯОР), а также на границе эу- и гетерохроматических районов наблюдаются всплески интенсивности мечения; 4) В ряде случаев можно отметить более интенсивное мечение коротких плеч хромосом по сравнению с длинными в неравноплечих хромосомах. В связи с этим уместно вспомнить блочный принцип организации генома различных видов злаког> [см. раздел 3]. Очевидно, поскольку этот принцип одинаков как для геномов разного размера, так и для хромосомных плеч разной длины, то можно предположить, что различия размеров плеч гомеологичных хромосом разных геномов, а также различия размеров плеч внутри генома определяются не за счет числа структурных генов, и, кроме

. IB ,

6B

7B

pivL

ЕС

ru il

ьС

■yes

¡A

J4

К

Ы

пД

0 2468 10 0246В 10 Î2 02468»

IR 6R 7R

11

Г

[Л-^

-pa

Í

л

СИ

Чл

-гГ

SI

а

2R-2D

3R-3B

о s • ю . в 30 г

4R-4Á-4B

5R-5B

(V

5 V « 3D

Г

Рисунок 3. А - распределение транскрипционно активных участков по длине хромосом В и I! геномов, ось абсцисс - номера участков (разделение в соответствии с рисунком С-окраски), ось ординат - плотность мечения (* метки на мкм длины); В -сходство и различие гомеологов, ось абсцисс - номера участков (без учета С-окраски), ось ординат - плотность мечения- -

того, количество работающих генов приблизительно одинаково в плечах разной длины. 5) Следует также отметить сходство распределе-

I

ний транскрипционно активных участков по длине пЛеч различных хромосом. При этом гомеологичные хромосомы Вий геномов имеют большую степень сходства. Последние две закономерности наиболее четко выявляются в том случае, если хромосомные плечи, независимо от рисунка С-окраски, разделяли для анализа на равное число частей (Рис. ЗВ). Так, в случае разделения плеча на максимальное число частей - 12, рисунок распределения участков с транскрипционно активной конформацией как правило образует 4 пика. Все изложенное достаточно убедительно свидетельствует в пользу неслучайного распределения транскрипционно активных участков по длине хромосом злаков.

5.2.ИЗМЕНЕНИЕ ТРАНСКРИПЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ХРОМОСОМ ПШЕНИЦЫ И РЖИ В ГЕНОМЕ ТРИТИКАЛЕ.

При выявлении изменений транскрипционной активности хромосом родительских форм в гэноые тритикале наибольшее внимание мы уделили R геному ржи. При этом мы руководствовались следующими соображениями. Известно, что в соматических гибридах человек-мышь элиминируются хромосомы того вида, чьи рибосомалыше цистроны инактивируются (Miller et al., 1976). Поскольку этот процесс но приводит к гибели клетов, можно предположить, что утраченные хромосомы неактивны. В составе тритикале инактивируются рибосомаль-1ше цистроны ржи и именно хромосомы R генома являются причиной цитологической нестабильности тритикале (Merker, 1975; Gustafson, Bennett, 1976; Cermeño et al., 1964, 1906). Исходя из изложенного логично предположить наличие наиболее существенных изменений в транскрипционной активности в хромосомах R генома в составе тритикале по сравнению с таковой у ржи, чем в хромосомах В генома.

Сравнение распределений транскрипционно активных участков по длине хромосом R и В геномов в составе 6х тритикале ТГ1Г 1/1-70 и

Рис. 4. Изменение рисунка распределения транскрипионно активных участков по длине хромосом тритикале по сравнению с родительскими формами пшеницы.и ржи. Ось абсцисс - X метки, ось ординат - участки хромосом; ■■■ родительская форма, Л • тритикале.

родительских форм пшеницы и ржи показало, что общая форма распределений как правило сохраняется, и, в то же время, можно выделить определенные различия (Рис. 4). Одним из наиболее заметных является изменение в ЯОР хромосомы 1R, а именно,' значительное уменьшение интенсивности мечения отого района в составе, тритикале. Полученный результат согласуется с заключением об инактивации (возможна также элиминация) рибосомальных пистронов R генома, сделанном на основании других методов (Sato, Kazuhíko, 1981; Thomas, Kaltslkes, 1983; Cermeño et àl., 1984). В то же время наблюдается усиление мечение ЯОР 1В и 6В хромосом пшеницы, что также согласуется с литературными данными. При этом плотность мечения ЯОР 6В больше, чем ЯОР 1В. Следует отметить достаточно распространенное для хромосом R генома изменение, заключающееся в том, что в составе тритикале уменьшается разница в интенсивности мечения соседних участков. Такое изменение может быть связано с возрастанием избыточности генетической информации и, следовательно, со снижением активности наиболее заметным в тох' участках хромосом R генома, в которых наблюдались пики активности в геноме ржи. Изменение может захватывать целую хромосому, так в 1R хромосоме при сохранении рисунка мечения в обоих плечах различие в интенсивности мочения уменьшилось. В хромосомах В генома, напротив, амплитуда кривой в ряде случаев увеличилась, что, возможно, связано с активацией одних участков и/или инактивацией других. Но наиболее интересными являются два других варианта изменения. В первом случае наблюдается как бы сдвиг рисунка к одному из концов плеча хромосомы. Такое явление отмечено в тех районах эухроматина (короткие плечи 2R и 3R хромосом), которые удлинились в составе тритикале, т.е. этот эффект может быть связан с изменением но активности, а упаковки ДНЯ в районе, прилегающем к тому, где наблюдался сдвиг рисунка. В хромосомах В генома смещение рисунка связано с возникновением в пограничных районах пиков или пессимумов активности (5В и 6В), при этом в 5В изменяется также и размер района, в котором произошел сдвиг. Во втором случае наблюдается резкое изменение интенсивности мечения определенного района хро-

мосомы, лри утом резко меняется форма распределения. Важно отметить, что этот вариант изменения активности как правило связан с изменением размеров эухроматических районов, в котором он происходит и совпадает с ним по своему направлению, т.е. при увеличении размера района усиливается интенсивность мечения и наоборот. Кроме того, в ряде случаев изменения этого типа .противоположны по направлению в районах, занимающих одинаковое положение в гомеоло-гах В и R геномов. Этот эффект не является обязательным правилом, однако на наиболее сходных гомеологах (4В и 4R. 1В и 1R) он проявляется достаточно четко. Полученные данные позволяют заключить, что при образовании аллополиплоидного гибрида происходящие в геноме тритикале по сравнению с исходными формами пшеницы и ржи изменения транскрипционной активности хромосом, достаточно закономерны и могут определяться структурно-функциональными особенностями организации генома тритикале.

6. ИЗМЕНЕНИЯ ХРОМОСОМ ПРИ ВНУТРИВИДОВОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ.

Изменение хромосом при внутривидовой гибридизации можно продемонстрировать двумя примерами. Первая группа фактов выявляется при'анализе внутрипопуляционного и внутрисортового полиморфизма С-блоков. Определенный уровень полиморфизма характерен для отдельного блока, хромосомы, кариотипа отдельного растения и ка-рйотипа сорта и популяции в целом. В то же время, сочетание резко .различающихся полиморфных вариантов в кариотипе человека приводит к порокам развития или даже элиминации организма (Но1Ъек et ab. 1974). Т.о. в данном случае мы имеем дело не только с неслучайным сочетанием гомологов, явлении, описанном и у растений (Vosa 1973), но и с наличием запрещенных комбинаций хромосом. Проведенное нами исследование показало, что гомологичные хромосомы ячменя, тритикале и ржи по суммарному количеству гетерохроматина также сочетаются неслучайно (Табл.7). Полученные результаты могут быть обусловлены несколькими причинами: 1) выбраковкой запрещенных комбинаций. но при наличии большого количества С-блоков и их эначи-{ельном полиморфизме это явление будет резко ограничивать озер-ненность; 2) самоопылением, но неслучайность сочетания хромосом обнаружена и у ржи; 3) изменением хромосом родительских форм в - геноме гибрида. Для выбора окончательного решения нами было про-родено количественное исследование хромосом ячменя сортов Носовский 9 и Абава и их гибридов 1, 2 и 7 поколений. Сорта ячменя были

Табл. 7. Достоверность неслучайного сочетания гомологичных хромосом по суммарному количеству гете^охроматина в кариотипах различных видов злаков..

NN ХРО- ЯЧМЕНЬ Я ГЕНОМ РЖИ К ГЕНОМ ТРИТИКАЛЕ

МОСОМЫ Н0С0ВС.9 АБАВА ВСХИ ХАРЬК.60 ТПГ 1/1 АД 825 •

1 0,99 0,999 0,975 0,95 0,99 0,95

2 0,9 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99

3 0,95 0,95 0,9 0,99 0,995 0,975

4 0,9995 0,999 0,95 0.9 0,99 . 0,95

5 0,9 0,999 0,975 0,95 0,95 0,99

6 0,9995 0,999 0,95 0,97 0,99 0.99

7 0.99 0,5 0,95 0,9 0,95 0,975

проверены на чистоту, при воспроизведении гибридов использовали ЭЭО метод. Визуальный анализ показал, что в 1 поколении увеличились размеры всех теломерных и ряда интеркалярних блоков, которые в хромосомах родительских сортов были едва различимы. Около трети кариотипов содержали точечные блоки, не выявлявшиеся в кариотипах родительских сортов. При этом новые блоки появлялись не в случайных местах на хромосомах, а в позициях, характерных для видового кариотипа ячменя (Рис. 1). Т.е. внутривидовая гибридизация позволяет выявлять пределы кариотипической изменчивости вида. Анализ распределений размеров (Рис. 5) С-блоков показал, что в кариотипах'гибридов первого поколения в ряде случаев средние размеры блоков достоверно отличаются от таковых у родительских сортов. и/или от среднего значения между ними. При этом КБ этих распределений, как правило снижались. Аналогичное явление можно отметить при сравнении 1 и 2 поколений. Полученные результаты позволяют заключить, что при внутривидовой (межсортовой) гибридизации происходят определенные изменения генома гибрида по сравнению с геномами родительских форм. В качестве еще одного подтверждения этого заключения можно привести следующие рассуждения о причинах обнаруженных явлений. Известно, что гибридизация сопровождается активизацией процессов амплификации, делеции и молекулярного дрейфа повторяющихся последовательностей (МсС1 ШЮск, . 1957,- Про-кофьвва-Бельговская, 1986; Флейвел, 1988;). Эти процессы могут приводить к согласованным изменениям размеров гетерохроматических

Тело мера ¡частим:

короткого

плеча 3

■еаи

ше

А

ш

вел

¡30*

803

лЛК.

еог

004

¿пь^

т

602

ж.

•иТТТкв.

802

1

602'

А

0,9

ж«

80«

хя

0,8 . 2

Суша

в Суша (с теломврой)

802

802

Ж.

802

А.

802

002

А.

Носовский 9

Э02

ао£

А»,

802

А.

802

А-

802

А.

0,3 I 1,5 3,6

802

А:

В02

к

1.9

А<Гава!

Рис. 5.Распределение размеров гетерохроматических районов в бой хромосоме ячменя сортов Носовский 9, Абава и их гибрида.

районов в кариотипе данной формы, т.е. к корреляции их размеров, что и было нами выявлено. Количество таких изменений возрастает у гибридов 1 поколения, снижается в ряду поколений и в 7 находится на 'уровне родительских сортов. Появление новых С-блоков у гиб-бридов, очевидно также .связано с этими процессами. Следует отме-. тить, что размеры С-блоков но коррелируют с размерами эухроматических частей кариогипа, т.е. выявленные изменения не являются следствием дифференциальной спирализации хромосом в процессе митоза. Выявленные изменения генома гибрида достаточно велики, од-Йако необходимо учитньать высокую генетическую дивергенцию родительских сортов. Это следует не только из результатов хромосомного анализа, но и анализа признаков структуры урожая методами ино-, гоморной статистики (критерий Махалонобиса), а также из того $'акта, ч\о гибрид 1 поколения этих сортов является гетерозисным.

Гетерозис по элементам продуктивности составлял: 24,по продуктивной кустистости, 36,6* по числу зерен на растение, 43,7« по массе зерна (все по отношению к лучшему родителю).

ч

7. ФОРМИРОВАНИЕ КАРИОТИПА ТЕТРАПЛОИДНЫХ ТРИТИКАЛЕ.

В последнее время в селекции зерновых культур все более широкое распространение получают методы хромосомной инженерии. В

связи с этим внимание многих исследователей привлечено к поиску

(

новых способов преобразования геномной структуры полиплоидов, в частности, пшеницы и тритикале. Весьма удобным объектом для этих целей могут быть тетраплоиднне тритикале, кариотип которых, как правило, содержит полный набор хромосом ржи, а его пшеничный компонент составлен различными сочетаниями хромосом А, В и D геномов. Используя тетраплоидные тритикало'в скрещиваниях с окто- и гекса-плоидными формами, а также пшеницами, можно получать новые варианты геномов этих злаков, в том числе и с рекомбинантными хромосомами. Вследствии этого выявление закономерностей формирования кариотипа тетраплоидных тритикале и использование этих закономерностей для создания растений с различной геномной структурой является весьма актуальной задачей. Нами был проведен хромосомный анализ 12 форм 4х тритикале, полученных в ИГиЦ АН БССР (Бормотов и др., 1985) и Дагестанской опытной станции ВИР (Суриков и др., 1988). На основания обобщения собственных результатов и литературных данных (Gustafson, Krolow, 1978: Lulcaszewskl et a]., 1964; 1987 a,b; Bernard et al., 1985) мы пришли к ряду заключений: 1) Процесс формирования кариотипа 4х тритикале носит неслучайный характер, при этом 128 возможных сочетаний хромосом А и В геномов возникают не равновероятно; 2) Скорость стабилизации хромосомного состава в отдельных гомеологичных группах неодинакова; 3! В нестабильных по составу группах, как правило, наблюдается достоверное снижение частоты "гетерозигот" (т.е. АВ) по сравнению с ожидаемым. В то же время в тритикале из Минска при наличии в 7 гоче-ологичной группе гомологов A reitova отмечено селективное преимущество гетерозигот во 2 и 3 группах. В дальнейшем именно п этих группах отмечено появление рекомбинантных хромосом, являющихся результатом перестройки между гомеологами А и В геномов, что сопровождалось появлением растений, отличающихся по фенотипу-4) направление стабилизации хромосомного состава каждой гомеоло-гичной группы является следствием селективных проимущосгн олччго

Табл.О.,Хромосомный состав пшеничного компонента генома 4х тритикале из разных программ селекции.

Происхождение г 0 м е о л 0 г и ч н ы е г р у п п ы

тритикале 1 2 3 4 5 6 7

ФРГ А А В А А А В

Польша А А А А А А В

Франция В А В В В В А

Дагестан В А/В В В В А А

Белоруссия В А/В А/В Л А А А/В

из гомсологов. Основными факторами, определяющими эти преимущества, являются гснотип-средовые взаимодействия, причем средовой фактор ьключаот как остсствопный, так и искусственный отбор. Логично предположить,что в определенных условиях среди селективными преимуществами 'будет обладать определенная комбинация хромосом А и В геномов. Анализ собственных и литературных данных (Табл.8) показал,.что в пределах каждой программы селекции существует основной вариант кариотипа, который встречается с наибольшей частотой, несмотря на использования для получения 4х тритикале в качестве доноров геномов различных сортов или даже видов. Так, в материале из Минска вероятность случайного совпадения хромосомно-

,го состава Р=(1/2)16, в материале из Дагестана Р~(1/2)25. из ФРГ 49

Р=(1/2) И т.д. Приведенные данные подтверждают высказанное нами предположение и соответствуют развиваемым Беннеттом (1982) представлениям о нуклеотипической изменчивости количества ДНК. Выявленные закономерности открывают возможности для направленного получения тетраплоидных т.ритикале с определенным хромосомным составом, и, кррме того, могут способствовать лучшему пониманию процессов, связанных с дивергенцией и филогенезом злаков. В частности, полученные данные позволяют предположить, что хромосомный состав .* иптрогреесинных гибридов, имеющих одних и тех же доноров геномов, но произрастающих в различных почвепно-климатических условиях. . будет различным. Сложность или, напротив, простота искусственного отбора но какому-либо признаку также будет различной в зависимости от условий выращирания. Скорость селекционного процесса зависит от того, совпадают ли направления искусственного и естест-

венного отбора или нет, то есть, подбирая условия выращивания можно ускорить селекционный процесс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 4

Обсуждены вопросы, связанные с процессом становления и организации генома межвидового (аллополиплоидного) и внутривидового (межсортового) гибридов злаков. На основании анализа собственных и литературных данных сделано заключение, что геном как межвидового (аллополиплоидного), так и внутривидового (межсортового) гибрида является не суммой, а результатом взаимодействия геномов родительских форм- При этом процесс формирования генома находится под непосредственным влияием генотип-средовых взаимодействий и происходит в соответствии с определенными правилами. Показано, что знание этих правил не только способствует лучшему пониманию принципов организации генома и эволюционных процессов, но и открывает возможности для направленного изменения генома злаков.

ВЫВОДЫ

1.1. Разработан вариант цитофотомотричоского метода определения количества ДНК в ядрах клеток злаков,позволяющий выявлять достоверные различия по количеству ДНК между формами-, превышающие 2-3%. Показано, что коэффициент вариации количества ДНК (КВ) может использоваться в качестве характеристики гетерогенности исследуемых форм. '

1.2. Обнаружено, что количество ДНК на геном не является стабильной характеристикой таких видов злаков, как рожь, твердая и мягкая пшеницы, гекса- и октоплоидные тритикале. Количество ДИК является характеристикой конкретной популяции вида или образца сорта и изменяется при изменении условий выращивания закономерным образом. При внутривидовой (межсортовой) гибридизации форм, различающихся по количеству ДНК на геном, содержание ДНК у гибрида может отличаться от среднего арифметического количеств ДНК родительских форм.

1.3. По мере возрастания уровня плоидности количество ДНК на основное число хромосом (1х) уменьшается, одновременно уменьшается значение коэффициента вариации этого параметра (КВ), т.е. геном становится менее гетерогенным или более стабильным. Эта закономерность характерна как для естественных (пшеницы), так и для

созданных человеком (тритикале) видов. Изменение количества ДНК и КВ генетически детерминированы, что позволило определить закономерности огого процесса, а также сформулировать некоторые критерии подбора родительских пар для получения стабильных тритикале.

2.1. Разработана количественная обобщенная идиограмма хромосом А, В. 0, 1? и Н геномов, необходимая для проведения хромосомного анализа сортов и форм твердой и мягкой пшениц, тетра-, гек-са- и октоплоидных тритикале, ячменя и ржи различного происхождения.

2.2 Предложена классификация дифференциально окрашенных хромосом ячменя, находящаяся в соответствии с генетической номенклатурой хромосом пшеницы.

2.3 Сформулированы основные принципы построения "хромосомного паспорта" сортов и форм, ячменя, пшениц и тритикале на основании сравнительного анализа кариотипа исследуемой формы и обобщенной идиограммы хромосом.

3. Установлено, что хромосомы А, В, 0, I? и Н геномов, входящие в состав твердой и мягкой пшениц, окто- и гексаплоидных тритикале, ржи и ячменя организованы по единому блочному принципу. Интсркалярные гетерохроматические районы, т.е. блоки высоко- и среДнегювторяющихоя последовательностей ДНК, распределяются по длине плеч хромосом этих геномов не случайным образом, а преимущественно локализуются в 9 позициях. Эти позиции, независимо от размеров плеч хромосом располагаются на равном расстоянии друг .от друга, разбивая его на 10 эухроматических участков. В конкретной хромосоме С-блоки проявляются не во всех 9 позициях, что, в сочетании с различными размерами блоков, создает индивидуальность рисунка дифференциального окрашивания.

• 4. Получены нитогенегические данные, из которых следует, что при аллополиплоидизации - образовании тритикале, геном тритикале изменяется^ по • сравнению-с геномами родительских.форм пшеницы и ржи. Показано, что эти изменения носят закономерный и направленный характер.

4.1. Показано, что гетерохроматические районы хромосом в Составе гекса- и октоплондиого тритикале изменяются по сравнению с исходными родительскими .формами. Во-первых, районы, занимающие одинаковое положение в гомологичных хромосомах тритикале различных уровней плоидности изменяются в одинаковом направлении. Во-ртпрых, гетерохроматические районы имеющие сходное расположение в гомологичных хромосомах Вий геномов каждой формы тритикале

- 31 -

также изменяются в одинаковом направлении.

4.2. Обнаружено, что при введении в состав тритикале некоторые эухроматические районы хромосом родительских форм пшеницы и ржи также закономерно изменяются. При" атом районы, занимающие одинаковое положение в гомологичных хромосомах тритикаге различного уровня плондности изменяются в одинаковом направлении. В от- . личие от них, районы, занимающие сходное положение в гомоологич-ных хромосомах В и R геномов внутри конкретной формы тритикало изменяются в разном направлении.

5.1. С помощью метода ник-трансляции in situ доказано, что распределения транскрипционно активных участков по длине хромосом пшеницы, ржи и их гибрида - тритикале имеют ряд общих для всех хромосом отих видов закономерностей.

5.2. Показано, что в составе тритикале по сравнению с роди-тельскимиформами пшеницы и ржи при сохранении общей формы распределений транскрипционно активных районов по длине хромосом выявляется ряд закономерных изменений. В ряде районов эти изменения коррелируют с изменением их размеров. Увеличение размеров района сопровождается усилением активности и наоборот. При этом в одинаковых по расположению районах В и R геномов изменения разнонаправленны.

6. Установлено, что в кариотипах форм ячменя, ржи и тритикале пары гомологичных хромосом по суммарному количеству С-гетеро-хроматина на хромосому сочетаются неслучайным образом. Показано, что при внутривидовой гибридизации происходят определенные изменения в системе хромосомного полиморфизма по гетерохроматическим районам. Выявленные изменения не случайны, происходят по определенным правилам и ограничены рамками видового кариотипа.

7.1.Выявлены следующие факторы, влияющие на процесс формирования синтетического кариотипа тетраплоидных тритикале: различная скорость стабилизации отдельных гомеологичных групп, влияние хромосомного состава одних гомеологичных групп на скорость стабилизации других групп, отбор против "готерозигот" (т.о. AB! в одних случаях и селоктивиоо преимущество - в других. В последнем случае в последующих поколениях обнаружено появление аберрантных хромосом, являющихся результатом перестройки между гомоологами А и В геномов.

7.2. Показано, что процесс формирования кариотипа тетраплоидных тритикало носит неслучайный характер, при этом 128 возможных сочетаний хромосом А и В геномов возникают нерашювероятно. На-

правление стабилизации хромосомного состава каждой гомеологичной группы пшеничного компонента генома тетраплоидных тритикале является следствием селективных преимуществ одного из гомоологов. Основными факторами,определяющими эти преимущества, являются генотип -средошдо взаимодействия, причем средовой фактор включает как естественный, так и искусственный отбор. Выявленные закономерности открывают возможности для направленного получения тетраплоидных тритикале с определенным хромосомным составом и, кроме того, могут способствовать лучшему пониманию процессов, связанных с филогенией и дивергенцией культурных злаков.

Я. Сделано заключение, что гоном как межвидового (аллополи-плоидного), таге и внутривидозого (межсортового) гибрида является не суммой, а результатом взаимодействия геномов родительских форм. Процесс формирования генома подчиняется определенным правилам. Получены цитогепотические данные, подтверждающие, что эти правила имеет как теоретическое, так и практическое значение.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Иордаиский А.Б.,Круминь А.Р..Павулсоне С.А., Бадаев Н.С., Де-рягин Г.В. Дифференциальная спирализация и хромосомный анализ. - Цитология, 1974, т. 16, N 3, е.. 287-298.

2- Зурабишвшш Т.Г., Иорданский А.Б., Бадаев Н.С. Поликариограм-мный анализ и дифференциальная окраска хромосом Trlticum aes-tivum. - Доклады АН ÓCCP, 1974, т. 218, N 1, с. 207-210.

3. Iordansky A.B., Deryagtn C.V., Badaev N.S., Pavulsone S.A., Krumiii A.R. Influence of differential chromosome spiralisati-on on karyotype morphology. - Nature, 1975, v. 253, N 5494, p.734-735.

4. Бадаев Н.С.«Дорягин,Г.В. Дифференниальность митотической конденсации хромосом.- Цитология, 1977, т. 19, N 11, с.1272-1275.

5. Iordansky A.B., Zurabishvlli T.G., Badaev N.S. Linear differentiation of cereal chromosomes. I. Common wheat and its supposed ancestors. 7 Theor.Appl.Genet.,1978, v. 51, N 1, p.145-152.

6. Zurabl shvi1 i T.G., Ioydansky A.B., Badaev N.S. Linear differentiation of cereal chromosomes. 11. Polyploid wheats.- Theor. Appb Genet., 1978,. v. 51, N 2, p. 201-210.

7. lorrU.nsky A.B., 2urabishvi Ii T.G., Badaev N.S Linear differentiation о Г cereal chromosomes. 111. Ry<:, Tritlcale and "Au-

(

rora" variety.- Thoor. Appl. Genet., 1978, v. 51, N 2, p.281-288.

8. Бадаев H.С., Бадаева Е.Д., Максимов H.Г., Волков Д.В., Зеленин А-В. Изменение хромосом ржи в кариотипе тритикале- - Доклады ЛИ СССР, 1982, т. 267, N 4, с. 953-956.

9. Савченко Е.К., Бадаева Е.Д., Кунах В.А., Бадаев Н.С. Кариоти- • пический полиморфизм родственных линий кукурузы- - Доклады АН УССР, 1982, сер. Б, N 7, с. 69-72.

10. Бойко Е.В., Бадаева Е.Д., Бадаев U.C., Сиволап К>.М. Особенности фотометрического определения количества ДНК в ядрах клеток злаковых растений. - Методы выделения и анализа.высокополимерных соединений из тканей сельскохозяйственных растений. Одесса,ВСГИ, 1983, с.67-73.

11. Бадаев Н.С., Бадаева Е.Д., Большева Н.Л., Зеленин A.B. Идентификация хромосом А- и D-r¿HOMOB пшеницы с использованием замещений и перестроек между гомеологами у пшениц и тритикале. - Доклады АН СССР, 1983, т. 273, N 4, с. 994-990.

12. Boyko E.V., Badaev N.S., Maximov M.G., Zelenin A-V. Does DN'A content change in the course of triticale breeding? - Cereal Res. Commun., 1984, v.12, N 1-2, p. 99-10013. Саралидзо Е.Г., Ульянов II.Б., Бадаев Н.С., Зеленин A.B., Ка-

минир Л.Б. Анализ дифференциально окрашенных хромосом злаков с помощью сканирующей и вычислительной техники. 1.Анализ хромосом ячменя. - Цитология, 1984, т. 26, N 4, с. 466-472.

14. Саралидзе Е.Г., Ульянов Н.Б., Бадаев Н.С., Зеленин A.B., Ка-минир Л.Б. 'Анализ дифференциально окрашенных хромосом злаков с помощью сканирующей и вычислительной техники. 2. Алгоритм идентификации хромосом ячменя. - Цитология, 1984, т. 26, N 4, с. 473-476.

.5. Большева Н.Л.. Бадаева Е.Д., Курочкина А.И.,Бадаев Н.С. Сравнение дифференциально окрашенных хромосом у двух родственных форм ржи. - Генетика, 1984, т. 20, N 12, с. 2025-2030.

6. Бойко Е.В., Бадаев Н.С., Фактор В.М., Сиволап Ю.М., Зеленин A.B., Бродский В.Я. Сравнительное определение количества ДНК в ядрах клеток сельскохозяйственных злаков.- Цитология, 1985, т. 27, N 5, с. 611-614.

7. Бадаева Е.Д., Бадаев Н.С., Большева Н.Л., Максимов Н.Г., Зеленин A.B. Цитогенотический анализ форм, полученных от скрещивания гексаплоидных тритикале с мягкими пшеницами. - Генетика, 1985, т.21, N 11, с. 1869-187С.

10. Bada-ev N,S., Badaeva E.D., Bolshova N.L., Maxlmov N.G., Zele-nln A.V. Cytogenctical analysis of forms produced by crossing hexaplold trlticale with common wheat.- Theor. Appl. Genet., 1385, v. 70, p. 536-54119. Савченко E.K.. Бадаева Е.Д., Бойко E.B., Бадаев II.С., Кунах В.А., Моргун В.В., Зеленин А.В. Кариотипический анализ различных генотипов кукурузы.- Генетика, 1986, т- 22, N 1, с.95-101.

20. Bolsheva N.L., Radaev N-S., Tyurin Yu.N.. Badaeva E.D., Mura-venko O.V., Zelenin A.V. Non-random distribution of Intercalary heterochromat1n along chromosome arras in cereals.- Cereal Res. Coramun.,1986, v. 14, N 1, p. 101-102.

21. Муравонко O.B., Бадаев 11.С., Бадаева Е.Д., Пухальский В-А., Зеленин 'А.В. Идентификация хромосом ячменя в соответствии с генетической номенклатурой хромосом пшеницы. - Доклады АН СССР, 1986, т. 288, N 3, с. 724-727.

22. Badaeva E.D., Badaev N.S., Bolsheva N.L., Zelenin A.V. Chro-nosome alteration in the karyotype of trlticale In comparison with the parental forms. 1 .lleterochromatin regions of R genome chromosomes.- Theor. Appl .• Genet., 1986, v.72, N 5, p.518-'523.' •

23. Bolshova N.L., Badaeva E.D., Badaev N.S., Zelenin A.V. Chromosome alteration In the karyotype of trlticale in comparison with the parental forms. 2.lleterochromatin of the wheat chromosomes. - Theor. Appl. Cenet., 1986, v. 73, N 1, p. 66-71.

24. Badaeva E-D-, Shkutina P.M., Bogdevich I.N., Badaev N.S. Comparative study of Triticum aes'tivum and T.timopheevii genomes usinr: С-banding technique. - Plant Syst. F.vol., 1986, v. 154 p.183-194.

25. Муравонко 0.B-,Бадаев II.С., Руденко М.И. .Оноприенко B.C., Пухальский В.А..Зеленин А.В. Количественный анализ хромосомного полиморфизма ячменя.- Генетика, 1986, т.22, N 12, с.2831-2838

26. Муравонко О-В-, Борисов Ю.М., Бадаев И.С., Сурин П.А. Хромосомный анализ .растений ячменя различных сортов. - Доклады ВДСХНИЛ, 1987, N 2, с.4-6.

27. Дубовой Н.И., Бадаева "Е.Д.,' Бадао» II.С., Щербакова A.M., Бор-мотов В.Е.,Золении А.В. Использование тетраплоидных тритикале для идентификации хромосом А-гопома пшеницы.- Генетика'. 1987, /г. 23, N 4, о. 693-697.

24 . Золении А.В., Бадаева F.. Д. . Бадаев И.О. Хромосомный анализ

злаков, теоретические и прикладные аспекты. - Генетика, 1987, т. 23, N 10, с. 1749-1761.

29. Кост М.В.. Большева Н.Л., Бадаев Н.С., Зеленин.А.В. Дифференциальная чувствительность к ДНКазе' I участков метафазных хромосом ржи и тритикале, выявляемая с помощью метода ник-трансляции In situ. - Мол. биол., 1987, т. 21, N6, с. 1520-1524. .

30. Bolsheva N.L., Badaev N.S., Badaeva E.D., Muravenko O.V., Turin Yu.N. The regularity oi metaphase chromosome organization In cereals. - Proc. 1st World Cong. Bernoulli Society, Eds. Yu.A. Prohorov, V.V. Sazonov, VNU Science Press BV, Utrecht, the Netherlands, 1987, v. 2, p. 697-700.

31. Бойко E.B. , Бадаев H.C., Максимов Н.Г., Зеленин A.B. Закономерности становления и организации генома злаков.'Сообщение 1 Изменение количества ДНК при аллополиплоидизации. - Генетика, 1988, т. 24, N 1, с. 89-97. "

32. Пеннер О.Ф., Бадаев Н.С., Турбин Н.В. Варьирование количества ДНК у форм гексаплоидных тритикале в зависимости от природно-климатических условий. - Доклады ВАСХНИЛ, 1988, N 4, с. 2-3.

33. Dubovets N.J., Badaeva E.D., Badaev N.S., Bormotov V.E., Ze-lenln A.V. Chromosome identification of wheat A genome by te-traploid tritlcale.- 4-th Internat. Cong. Cell Biol., Montreal, Canada, 1988, Posters, Abstract, _P8.1.4, p. 277.

34. Коот M.B., Большева II.Л., Бадаев H.C-, Зеленин А-.В. Выявление транскрипционно активных участков на метафазных хромосомах ржи с помощью метода ник-трансляции In situ.- Доклады ВАСХНИЛ, 1988, N 11,' о. 2-3.

35. Бадаева Е.Д., Бадаев Н.С., Созинова Л-Ф.» Турбин Н.В. Метод дифференциального окрашивания для создания "хромосомного паспорта" хлебных злаков. Сельхоз.биология, 1989, N 1, с.68-72.

36. Бадаева Е.Д., Бадаев Н.С., Куркиев У.К., Абдулаева А.К., Зеленин A.B. Цитогенетичеокий анализ тетраплоидных тритикале. Доклады ВАСХНИЛ, 1989, N 1, с. 2-4.

37. Дубовец Н.И., Бадаев Н.С., Большева II.Л.. Бормотов В.Е. О закономерностях формирования кариотипа тетраплоидных тритикале. Доклады АН БССР, 1989, т. 33, N 3, с. 265-267.