Квитко О.В. Бадаева Е.Д. Муратова Е.Н.
Применение молекулярно-цитогенетических маркеров для исследования кариотипов хвойных растений
Reporter: Квитко О.В.
Большинство представителей сем. Pinaceae являются диплоидами с основным числом хромосом n = 12. Работа с хромосомами хвойных представляет большие сложности из-за сходства их кариотипов и отсутствия методов дифференциального окрашивания. Применение молекулярно-цитогенетических маркеров позволяет идентифицировать отдельные хромосомы в кариотипе, подбирать пары гомологичных хромосом, а также выявлять наличие или отсутствие хромосомных перестроек.
Целью работы являлось исследование кариотипов основных лесообразующих видов хвойных Сибири (Abies sibirica, Larix sibirica, Picea obovata, Pinus sylvestris) с помощью флуоресцентной гибридизации in situ (FISH). Были взяты клонированные последовательности генов 5S и 45S рРНК пшеницы, пробы метили методом ник-трансляции с использованием наборов для мечения ДНК. Двухцветную FISH проводили по стандартной методике (Badaeva et al., 1996) с некоторыми модификациями.
В кариотипах исследованных видов хвойных локусы 5S рДНК были выявлены на одной паре хромосом. Сходная локализация генов 5S рРНК в терминальном районе короткого плеча одного из длинных метацентриков наблюдается у Larix sibirica и Pinus sylvestris. Данная хромосома также несет локус 45S рДНК в дистальном районе противоположного плеча. Ортологичная хромосома Picea obovata содержит дополнительный локус 5S рДНК в длинном плече, рядом с локусом 45S рДНК. У Abies sibirica минорный сайт 5S рДНК наблюдается только в перицентромерном районе короткого плеча хромосомы XII.
Наименьшее число мажорных локусов 45S рДНК наблюдается в кариотипе Larix sibirica. Они локализованы в дистальных районах метацентрических хромосом III и IV. В то же время, в перицентромерных районах хромосом I, IV, VI и XII выявлены минорные сайты 45S рДНК. Хромосомы лиственницы имеют довольно четкий рисунок DAPI-бэндинга, который значительно облегчает определение пар гомологичных хромосом.
В кариотипе Abies sibirica выявлены только мажорные локусы 45S рДНК в дистальных районах метацентрических хромосом II, III, IV, VI. У Picea obovata гены 45S рРНК локализованы на шести парах хромосом: в дистальном районе длинного плеча (рядом с сигналом 5S рДНК) хромосомы II, в дистальном районе короткого плеча хромосом III и IV, в субтерминальном районе короткого плеча хромосомы V, в интеркалярном районе длинного плеча хромосомы VIII, а также в дистальном районе короткого плеча субметацентрической хромосомы X. Все сайты являются мажорными.
В кариотипе Pinus sylvestris выявлено наибольшее число локусов 45S рДНК, они присутствуют на всех хромосомах, за исключением одной пары метацентриков. Семь метацентрических хромосом содержат мажорные сайты 45S рДНК в дистальном районе и минорные в области центромеры. Два длинных метацентрика, а также более короткие хромосомы XI и XII содержат минорные сайты 45S рДНК в перицентромерном районе.
Таким образом, кариотипы разных видов хвойных значительно различаются по числу и распределению локусов рибосомных генов. Использование метода флуоресцентной гибридизации in situ для хвойных открывает ряд новых возможностей при анализе генетического разнообразия, микроэволюции, внутривидовой и межвидовой дивергенции.
To reports list
