научный журнал по биологии Генетика ISSN: 0016-6758

КАШЕНЦЕВА Т.А., МУДРИК Е.А., НОСАЧЕНКО Г.В., ПОЛИТОВ Д.В., ПОСТЕЛЬНЫХ К.А. — 2014 г.

По восьми изменчивым микросателлитным локусам проведен анализ генетической структуры разных поколений искусственной популяции редкого вида журавлей, эндемика России стерха (Grus leucogeranus Pallas). Показано, что основатели популяции природного происхождения (15 птиц) характеризуются высоким генетическим разнообразием (NA = 6.625, HO = 0.767, HE = 0.731) и отсутствием родства (R = –0.079). В общей выборке потомства основателей (122 особи из поколений F1, F1/F2, F1/F3, F2, F2/F3) сохраняется свойственный им уровень генетической изменчивости, однако в отдельных поколениях (F1/F2, F1/F3, F2) происходят потери аллельного разнообразия. В потомстве основателей (F1, F1/F2, F1/F3) отмечается низкая степень родства, тогда как максимальное родство установлено в потомстве первого поколения производителей (R = 0.302). Небольшая выборка родственных друг другу производителей из поколений F1 и F2 (восемь птиц) не представляет всего генофонда основателей искусственной популяции стерха, в связи с чем обсуждается необходимость формирования нового генетически гетерогенного поколения производителей, включая стерхов из практически исчезнувшей западносибирской популяции.

БЕЛОКОНЬ М.М., БЕЛОКОНЬ Ю.С., ГОРОШКЕВИЧ С.Н., ПЕТРОВА Е.А., ПОЛИТОВ Д.В. — 2014 г.

Методом изоферментного анализа изучены 11 экотипов, представляющих широтный и долготный профили ареала кедра сибирского, или сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour), в том числе выборки с географических границ распространения. Генетическая структура экотипов описана на основании данных об изменчивости 26 изоферментных локусов, кодирующих 16 ферментных систем. Наибольшим генетическим разнообразием характеризуются таежные экотипы из центральной части ареала, а экотипы с границ распространения генетически обеднены. Около 8.1% общего генетического разнообразия объясняется различиями между изученными экотипами. По локусам Fest-2, Pgm-1, Sod-4 и другим выявлены высокая генетическая подразделенность и связь частот аллелей с географическим расположением популяций. Результаты многомерного анализа частот аллелей изоферментных локусов, а также кластерный анализ позволяют выделить три основные группы экотипов – северо-западную, центральную и юго-восточную. Обсуждаются гипотезы связи пространственного распределения генетического разнообразия с селективностью части аллозимного полиморфизма и историей формирования ареала кедра сибирского.

МУСТАФИНА А.Н., УРАЗБАХТИНА К.А., ШИГАПОВ З.Х., ШИГАПОВА А.И. — 2014 г.

На основе анализа восьми ген-ферментных систем показано генетическое разнообразие популяций редкого вида Республики Башкортостан ясенца голостолбикового Dictamnus gymnostylis Stev. Выявлен относительно высокий уровень внутривидового генетического разнообразия среднее число аллелей на локус (А) составило 1.57, доля полиморфных локусов (P95) 0.508, гетерозиготность наблюдаемая (Hо) 0.139, ожидаемая (Не) 0.169 и дифференциации: 88.3% всей генетической изменчивости относится к внутрипопуляционной компоненте и 11.7% приходится на межпопуляционную составляющую; генетическое расстояние Нея (D) составило в среднем 0.028.

ДЕДОВА Л.В., КУДРЯВЦЕВ А.М., МЕЛЬНИК В.А., НОВОСЕЛЬСКАЯ-ДРАГОВИЧ А.Ю., УПЕЛНИЕК В.П., ШИШКИНА А.А. — 2014 г.

Изучено аллельное разнообразие по четырем локусам глиадинкодирующих генов у современных сортов яровой и озимой твердой пшеницы Triticum durum Desf. Сравнительный анализ аллельного разнообразия позволил показать, что генофонды этих двух культур твердой пшеницы, имеющих разный жизненный цикл, существенно различаются. Для яровой твердой пшеницы выявлено сокращение уровня генетического разнообразия в современных сортах по сравнению с сортами, созданными в ХХ в.

ЕРЕМИНА Е.Р., МЕДВЕДЕВА О.Ф., СИМОНОВА К.В., СТЕПАНОВ В.А., ХАМИНА К.В., ХАРЬКОВ В.Н. — 2014 г.

Изучена структура генофонда бурят по составу и частоте гаплогрупп Y-хромосомы из восьми территориально дистанцированных популяций. В бурятском генофонде обнаружено 11 гаплогрупп, две из которых являются наиболее частыми (N1c1 и С3d). По частотам гаплогрупп наибольшие отличия зафиксированы между западными и восточными выборками бурят. Оценка генетического разнообразия на основании частот диаллельных гаплогрупп показывает относительно низкие его значения для большинства выборок. Оценка генетической дифференциации с помощью анализа молекулярной дисперсии (AMOVA) показывает, что генофонд бурят сильно дифференцирован в соответствии с географическим принципом. Филогенетический анализ в пределах основных гаплогрупп N1с1 и С3d выявил сильный эффект основателя – пониженное разнообразие и “звездообразную” филогению медианной сети гаплотипов, образующих отдельные специфичные для бурят кластеры. Результаты филогенетического анализa гаплогрупп демонстрируют тесное генетическое родство бурят с монголами.

МАКИТРИНСКИЙ Р.П., МУТЕНКО Г.В., ОСТАШ Б.О., УОКЕР С., ФЕДОРЕНКО В.А., ЦЫПИК О.В. — 2014 г.

В данной работе описан ряд генов синтеза бутенолид-подобных низкомолекулярных сигнальных соединений (НСС) штамма АТСС14 672 и изучено значение некоторых из них для продукции моеномицинов (Мм). В геноме АТСС14 672 обнаружены структурные и регуляторные гены продукции НСС авенолидного и -бутиролактонного рядов. Введение дополнительных копий генов ssfg_07848 и ssfg_07725, контролирующих биосинтез этих НСС, не влияло на уровень продукции Мм штаммом АТСС14672. НСС АТСС14672 не способны восстановить споруляцию мутанта S. griseus IFO13350 с нарушенным синтезом А-фактора. Гетерологичный штамм S. lividans 1326, несущий гены синтеза Мм в составе космиды moeno38-5, продуцирует Мм. В то же время его мутант М707 moeno38-5+ с делецией гена -бутиролактон-синтазы scbA не способен синтезировать Мм. Сделан вывод о том, что НСС необходимы для биосинтеза Мм, хотя естественный уровень синтеза НСС не ограничивает уровень продукции этих антибиотиков в клетках S. ghanaensis АТСС14672.

БАБОЕВ С.К., ТУРАКУЛОВ Х.С., ХАСАНОВ Б.А. — 2014 г.

Приведены результаты многолетней оценки устойчивости пшеницы к желтой ржавчине на искусственном инфекционном фоне в полевых условиях. Изучена динамика развития болезни у сортов-дифференциаторов с идентифицированными генами устойчивости. Выявлено образование новых рас возбудителя болезни после ее эпифитотий. Зарегистрирована потеря устойчивости некоторых генотипов, имевших “эффективные гены” и бывших устойчивыми к болезни в начале эксперимента. Проанализирована возрастная устойчивость растений, имеющая большое значение в селекции устойчивых сортов пшеницы.

АНИСИМОВА Н.В., ГАЛИНОВСКИЙ Д.В., ЛЕОНТЬЕВ В.Н., РАЙСКИЙ А.П., ТИТОК В.В., ХОТЫЛЕВА Л.В. — 2014 г.

На основании анализа класс-специфических областей идентифицированы четыре гена целлюлозосинтаз (LusCesA1, LusCesA4, LusCesA7 и LusCesA9), из которых на стадии быстрого роста растений льна LusCesA4, LusCesA7 и LusCesA9 экспрессируются в стебле, LusCesA1 и LusCesA4 – в апикальной части растений и LusCesA4 – в листьях. Показано, что экспрессия генов LusCesA7 и LusCesA9 специфична для стеблей льна-долгунца и, вероятно, влияет на качество льноволокна.

ЕВСТЮХИНА Т.А., КОЖИНА Т.Н., КОРОЛЕВ В.Г., ЛЕБОВКА И.Ю., ПЕШЕХОНОВ В.Т., ФЕДОРОВА И.В., ЧЕРНЕНКОВ А.Ю. — 2014 г.

Продукт гена SIN3 функционирует в дрожжах Saccharomyces cerevisiae как репрессор большого числа генов. Этот крупный белок (около 175 кДа) входит в состав большого белкового комплекса RPD3 с оценочной массой более чем 2 млн дальтон. Ранее было показано, что мутанты по гену RPD3 влияют на рекомбинационный и репарационный процессы в дрожжах S. cerevisiae. Нами изучено влияние мутации sin3 на чувствительность клеток к УФ-лучам и УФ-индуцированный мутагенез в почкующихся дрожжах. Делеция гена SIN3 приводит к слабой УФ чувствительности почкующихся мутантных клеток по сравнению с клетками дикого типа. Полученные результаты показывают, что мутация sin3 снижает уровень как спонтанного, так и УФ-индуцированного мутагенеза. Это, возможно, связано с нарушением регуляции активности рибонуклеотидредуктазы, что приводит к снижению уровня дНТФ, ухудшению эффективности ошибочной ветви пострепликативной репарации и, как следствие, уменьшению частоты мутаций.

КИЛЬЧЕВСКИЙ А.В., МИШИН Л.А., ТАРУТИНА Л.А., ХОТЫЛЁВА Л.В., ШАПТУРЕНКО М.Н. — 2014 г.

Идентификация перспективных родительских форм при создании высокоурожайных гибридов – наиболее трудоeмкий этап селекции, поскольку требует проведения обширных скрещиваний и испытаний на комбинационную способность. В настоящей работе изучена эффективность предсказания урожайного потенциала гибридов F1 перца сладкого (Capsicum annuum L.) на основе оценки генетической дивергенции их родительских форм, величину которой рассчитывали с использованием биометрического и молекулярного (ISSR, RAPD) анализов. В результате молекулярно-генетического исследования селекционной коллекции отобрали 10 линий, которые были включены в гибридизацию: схема I – циклическое скрещивание, схема II – топкросс. Гибриды F1 в большинстве комбинаций достоверно превосходили родителей по основным хозяйственно-ценным признакам. Наблюдаемый уровень гетерозиса был значимо выше среди гибридов схемы I. Анализ сопряжeнности дивергенции родительских форм с компонентами урожая F1 показал, что продуктивный потенциал гибридов циклического скрещивания на 86% обусловлен ISSR дивергенцией и на 69% – RAPD дивергенцией, тогда как продуктивность F1 схемы II не связана с величиной генетических дистанций. Поскольку обе меры ДНК-дивергенции обнаружили тесную связь со средней родителей, а также продуктивностью F1, можно предположить, что часть полиморфных ДНК-фрагментов компонентов гибридизации схемы I относится к гетеротическим локусам (HTL), которые могут рассматриваться как потенциальные маркеры для отбора исходного материала перца сладкого при его селекции на гетерозис.

БАННИКОВА А.А., БОНДАРЕНКО Д.А., ВАСИЛЬЕВ В.А., КОРСУНЕНКО А.В., МАЗАНАЕВА Л.Ф., ПЕРЕГОНЦЕВ Е.А., ПЕРЕШКОЛЬНИК С.Л., СЕМЕНОВА С.К. — 2014 г.

На основании полиморфизма гена 12S рРНК и RAPD-маркеров проведена дифференциация 122 черепах, принадлежащих к трем видам рода Testudo (T. kleinmanni, T. marginata и T. graeca), шести подвидам T. graeca (T. g. nikolskii, T. g. pallasi, T. g. armeniaca, T. g. zarudnyi, T. g. terrestris, T. g. ibera) и двум подвидам среднеазиатской черепахи Agrionemys horsfieldii (A. h. horsfieldii, А. h. kazakhstanica). Для сравнения использованы 32 известные последовательности гена 12S рРНК (392 пн) черепах двух родов, обитающих на территории Европы, Азии и Африки. В популяциях A. horsfieldii выявлено шесть гаплотипов, три из которых описаны нами впервые. У исследованных нами черепах рода Testudo обнаружены 11 гаплотипов гена 12S рРНК. Один новый гаплотип выявлен у T. kleinmanni, среди восьми подвидов T. graeca обнаружено восемь гаплотипов, четыре из которых представлены нами впервые. Предлагаемые RAPD-маркеры подтверждают в общем виде реконструкции, полученные при использовании митохондриального маркера. Как и по гену 12S pРНК, два обособленных кластера включают представителей двух родов – Agrionemys и Testudo. Среди последних представители T. marginata и T. kleinmanni, а также T. graeca с высокой надежностью формируют две реципрокно-монофилетические группы. По сравнению с митохондриальным маркером RAPDs более достоверно разделяют выборку T. g. terrestris и четыре подвида: T. g. ibera, T. g. armeniaca, T. g. pallasi, T. g. nikolskii. За исключением представителей T. g. ibera, практически во всех случаях представителям каждого из четырех подвидов соответствуют собственные подкластеры. Обсуждаются особенности географического распределения гаплотипов и возможные эволюционные сценарии происхождения и расселения сухопутных черепах двух родов.

МОДОРОВ М.В. — 2014 г.

Дана оценка внешнего (за счет радионуклидов, накопленных в почвах) и внутреннего (за счет инкорпорированных радионуклидов) облучения мышевидных грызунов, обитающих в головной части Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРСа). Показано, что в последние десятилетия дозовые нагрузки были ниже значений, приводящих к удвоению числа мутаций в аллозимных локусах млекопитающих. Проанализирована изменчивость восьми аллозимных локусов в популяциях красных полевок из зоны ВУРСа, сопредельных с ним участков, а также с территорий Урала и Зауралья с фоновым уровнем радиоактивного загрязнения. Отличий по набору и частоте аллозимов, которые выделяли бы выборки ВУРСа из ряда других популяций Урала, не обнаружено. В контрольной выборке “Сысерть” отмечены “уникальные” для уральских популяций красных полевок аллели локусов Got и Sod, конспецифичные близкородственному виду – рыжей полевке, что можно рассматривать как свидетельство недавней межвидовой гибридизации.

ЕЛЬЧИНОВА Г.И., ЗИНЧЕНКО Р.А., ИВАНОВ А.В., РЕВАЗОВА Ю.А., ЭЛЬКАНОВА Л.А. — 2014 г.

На основании сравнения данных по частотам 1206 фамилий, зарегистрированных в Малокарачаевском районе Карачаево-Черкесии, с рядом других параметров и исторических сведений сделан вывод о пригодности использования карачаевских фамилий в качестве квазигенетического маркера при изучении и популяционно-генетическом описании исследуемого региона.

КОЖИНА Т.Н., КОРОЛЕВ В.Г., КОСАРЕВА А.А., ФЕДОРОВ Д.В., ЧЕРНЕНКОВ А.Ю. — 2014 г.

Обнаружено изменение уровня спонтанного мутирования при длительном хранении при +4°С или длительном культивировании при +30°С у двойных мутантов и rad52hsm6-1 дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Комбинации мутаций hsm3 и hsm6 с мутацией rad52 приводят к снижению уровня спонтанного мутирования, опосредованного репаративным синтезом ДНК, в многократно пересеваемых штаммах по сравнению с теми же штаммами, проверенными сразу после разрушения гена RAD52. Комбинации мутаций hsm3 и hsm6 с мутациями в других генах, входящих в эпистатическую группу RAD52, не показывали снижения темпа спонтанного мутагенеза.

МОРЕВА И.Н., ПОДЛЕСНЫХ А.В. — 2014 г.

На основе изменчивости последовательностей генов цитохрома b (cytb) и цитохромоксидазы 1 (CO1) мтДНК исследовали филогенетические отношения у пяти видов керчаков: Myoxocephalus stelleri, M. brantii, M. jaok, M. ochotensis и Megalocottus platycephalus. Анализ топологий комбинированных филогенетических деревьев показал, что все морфологически описанные виды из разных родов представляют собой монофилетические группы с высокой поддержкой устойчивости ветвей. В кладе M. stelleri объединяются гаплотипы с различающимися кариотипами из разных географических локальностей и внутригрупповым нуклеотидным разнообразием 0.42%. Для всех видов характерны сравнительно низкие значения внутригрупповой (кроме M. stelleri из Японского моря и охотоморского побережья о. Хоккайдо) и высокие – межвидовой изменчивости кодирующих маркеров мтДНК. Исследование кариотипов M. stelleri с помощью Ag-окрашивания показало, что кариотипы особей из Японского и Охотского морей различаются не только по числу хромосом (2n), но и числу активных ядрышковых организаторов (ЯО) и окрашиваемых блоков ЯО, что вызывает сомнение в их принадлежности к одному виду. Несоответствие между филогенетическими топологиями и кариологическими данными обсуждается в связи с информативной емкостью фрагментов мтДНК и внутривидовым хромосомным полиморфизмом.

СЕМЕРИКОВ В.Л., СЕМЕРИКОВА С.А. — 2014 г.

Последовательности трех регионов митохондриальной ДНК (мтДНК) общей длиной 5226 пн были использованы для изучения филогеографии рода Abies. Филогенетическая сеть гаплотипов мтДНК 36 изученных таксонов Abies состояла из двух ветвей: первая представляла все американские виды плюс два азиатских, а вторая – оставшиеся евроазиатские виды. Внутри этих кластеров гаплотипы образовали девять основных групп, в целом соответствующих кладам полученной ранее филогении, основанной на хлоропластной ДНК (хпДНК), однако их взаимоотношения оказались существенно отличными: принадлежность вида к группе гаплотипов мтДНК в большей степени соответствовала его географическому распространению. Кроме того, сеть гаплотипов мтДНК содержит циклы, указывающие на рекомбинацию. Предполагается, что неконгруэнтность филогений хпДНК и мтДНК обусловлена интрогрессивным захватом чужой мтДНК при гибридизации видов и благодаря этому содержит информацию о прошлых миграциях. Обсуждаются случаи неконгруэнтности митохондриальной и хлоропластной ДНК, свидетельствующие о миграциях Abies между Азией и Северной Америкой.

ВАСЮТКИНА Е.А., ЖУРАВЛЕВ Ю.Н., РЕУНОВА Г.Д., ТУПИКИН А.Е. — 2014 г.

Секвенированы нуклеотидные последовательности двух фрагментов nad4(3c-4r) и nad5(1-2r) у 58 представителей лиственницы из ареала Larix olgensis A. Henry. Выявлены комбинации полиморфных сайтов nad4, образующие четыре гаплотипа, два из которых уникальные (H3 и H4) и два общие (H1, H2). Отмечено, что гаплотип H1 встречался только у “чистого” вида L. olgensis из окрестностей зал. Ольги и у нескольких образцов из южной части ареала, а гаплотип H2 свойствен остальным выборкам из ареала лиственницы ольгинской, а также гибридным формам лиственниц. Установлено, что фрагмент мтДНК UBC460 дифференцирует исследованные популяции из ареала L. olgensis подобно nad4(3c-4r).

АЗИЗОВА Т.В., ВЯЗОВСКАЯ Н.С., ГЛАЗКОВА И.В., ОСОВЕЦ С.В., РУСИНОВА Г.Г. — 2014 г.

С целью оценки риска отдаленных генетических последствий облучения проведено изучение трансмиссии геномной нестабильности потомкам в 95 семейных тройках, в которых только отцы подверглись профессиональному пролонгированному облучению. Средняя величина суммарной преконцептивной поглощенной дозы (СППД) внешнего гамма-излучения в гонадах отцов составила 1.65 ± 0.08 Гр (диапазон 0.57-5.70 Гр), а средняя величина СППД внутреннего альфа-излучения от инкорпорированного Pu-239 в гонадах - 0.0015 ± 0.0003 Гр (диапазон 0.000-0.015 Гр). Контрольную группу составили 50 семейных троек, в которых родители не подвергались профессиональному облучению. Исследование мутационного процесса проведено с использованием ПЦР-анализа на основе гипервариабельного минисателлитного маркера CEB1 (хромосома 2, 2q37.3). Отцовский тип наследования мутаций минисателлита CEB1 обнаружен в 80% случаев. Выявлена тенденция увеличения частоты мутаций минисателлита CEB1 в общей группе семей с отцами, подвергшимися облучению, и в группе семей с отцами, подвергшимися облучению в диапозоне доз 0.5-1.0 Гр по сравнению с контролем с достигнутым уровнем значимости р = 0.109 и р = 0.058 соответственно. Оценен дозовый порог выявления мутаций у потомков работников ПО “Маяк”.

ЗАЙНУЛЛИН В.Г., ЮШКОВА Е.А. — 2014 г.

Исследовано действие хронического -излучения разной интенсивности на индукцию hobo-элементов в клетках дисгенных и недисгенных особей дрозофилы. Оценен уровень атрофии гонад, повреждений ДНК и мутабильности локуса mini-white. Показано, что частота перемещений hobo-элементов возрастает с увеличением дозы хронического облучения, причем существенную роль в этом случае играет материнский эффект. Уровень повреждений ДНК в клетках эмбрионов и личинок различается и зависит от условий индукции hobo-транспозонов. Анализ ПЦР-продуктов показал, что хроническое облучение в определенном диапазоне накопленных доз способно индуцировать образование новых копий элементов hobo. При этом в ответ на повышение дозы облучения структура делетированных hobo-последовательностей может изменяться.

АКИНШИНА О.В., БОНДАРЕНКО Л.С., НЕЦВЕТАЕВ В.П. — 2014 г.

Исследовалась гомозиготная самоопыляющаяся популяция озимой мягкой пшеницы F 24/04 ? Одесская красноколосая по вариантам бета-амилазы и агрегирующей способности белкового комплекса зерновки с помощью дисульфидных связей. Установлено, что вариация по электрофоретическим зимотипам этого фермента обусловлена четырьмя изоэнзимами. Два сдвоенных из них (a и b) контролируются отдельными локусами с независимым наследованием. Один, обозначенный как с, обусловлен тремя доминантными факторами, а за другой, d, ответственны четыре локуса. Анализ числа -S–S-связей пяти генотипов урожая 2013 г., различающихся зимотипами бета-амилазы, показал, что некоторые из них существенно отличаются от других по данному показателю. В целом образцы, сгруппированные по зимотипам этого фермента, составили следующий непрерывный ряд по агрегирующей способности: I B F D G, или 59.13 ± 3.18 56.65 ± 2.46 52.54 ± 2.24 50.16 ± 1.67 48.63 ± 6.25 усл. ед. Существенные различия по данному свойству наблюдались между группами: B > D и I > D. Следовательно, генотипы, имеющие зимотипы I и B, оказывают положительное влияние на реологические свойства теста.