ЛОКАЛИЗАЦИЯ МЕЙОТИЧЕСКИХ ГЕНОВ НА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КАРТЕ СЦЕПЛЕНИЯ РЖИ Т.В. Долматович1, С.В. Малышев1, А.В. Войлоков2, С.П. Соснихина2, Н.А. Картель1 1 - ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси», Минск, Беларусь 2 - Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия Dolmatovicht@mail.ru В настоящее время селекционное улучшение ржи (Secale cereale L.) во многом связано с успехами молекулярной генетики, которая позволяет маркировать признаки, локализовать их на высокоплотных генетических картах, насыщенных молекулярными маркерами, а также изучать механизмы наследования и передачи наследственной информации. Особый интерес представляет изучение мейоза у ржи, так как его механизм обеспечивает рекомбинационные процессы при гибридизации, стабильность и изменчивость генома. Исследования, представленные в данной работе, базируются на использовании коллекции мейотических мутантов, полученной в лаборатории генетики растений СанктПетербургского Государственного Университета (СПбГУ) [1]. Целью нашей работы было картирование пяти синаптических мутаций ржи: sy1, sy9, sy10, sy18 и sy19 с использованием SSR и AFLP маркеров. Материалом для исследования послужили инбредные поколения линий Мс1, Мс9, Мс10, Мс18 и Мс19 расщепляющиеся по мутациям sy1, sy9, sy10, sy18 и sy19 соответственно. Линии, несущие синаптические мутации sy1 и sy10, первоначально были выделены из сорнополевой ржи Закавказья, а sy9, sy18 и sy19 из сортовой популяции Вятка. Мутанты стерильны и полустерильны и поддерживаются при самоопылении фертильных растений в гетерозиготном состоянии. Для молекулярно-генетического картирования перечисленных генов было создано пять гибридных F2 популяций ржи. Тестирование мейотических фенотипов вели только по цитологическим показателям, для чего колосья каждого растения фиксировали в смеси Ньюкомера и исследовали метафазу I мейоза на давленых препаратах, окрашенных 2% ацетокармином. С этих же растений были взяты листья для изозимного и микросателлитного анализа. Для картирования мутантных генов была использована выборка микросателлитных маркеров, содержащая геномные SSR маркеры ржи (Xscm), EST-SSR маркеры ржи (Xscm, Xrems) и геномные SSR маркеры пшеницы (Xgwm) [2]. Полимеразную цепную реакцию выполняли по методике описанной Röder и др. [3] (Xscm и Xgwm маркеры) или Khlestkina и др. [4] (Xrems маркеры). Всего в работе было использовано 128 SSR маркеров, из которых 72 были полиморфными. AFLP-анализ проводили в соответствии с протоколом Vos и др. [5] с модификациями. После учёта генотипов индивидуальных F2 растений в каждом из исследованных локусов, были построены генетические карты сцепления с использованием программы MAPMAKER/EXP 3.0b. Генетические дистанции в сантиморганидах (сМ) вычисляли с использованием функции Kosambi. Соответствие расщеплений Менделевским соотношениям анализировали с помощью критерия χ2. Генетические карты были нарисованы с использованием программы MapChart 2.2. Гены sy1 и sy19 были картированы на длинном плече хромосомы 7R (рисунок). Sy1 четко маркирован по отношению к 5 ржаным SSR локусам (Xscm92, Xscm102, Xrems1188, Xrems1135) и сцеплен на дистанции 0.4 сМ с двумя косегрегирующими локусами Xrems1188 и Xrems1135 (проксимально) и 0.1 сМ с Xscm102 (дистально). Sy19 локализован относительно 5 ржаных SSR локусов (Xscm31, Xscm32, Xscm35, Xscm43, Xrems1130 и Xrems1230), более дистально на длинном плече хромосомы 7R ржи и сцеплен на расстоянии 6.4 сМ с микросателлитным локусом и Xrems1234. 74 Гены sy9 и sy18 картированы на хромосоме 2R ржи. Sy9 локализован вблизи центромеры относительно 6 ржаных SSR локусов (Xscm31, Xscm32, Xscm35, Xscm43, Xrems1130 и Xrems1230), одного пшеничного SSR локуса Xgwm132 и изозимного локуса Sod2. Данный ген косегрегировал с двумя SSR маркерами Xscm43 и Xgwm132. Из других исследований известно, что оба эти маркера расположены в геноме ржи на длинном плече хромосомы 2R вблизи центромеры. Sy18 картирован в центромерной области хромосомы 2R по отношению к 3 ржаным SSR локусам (Xrems1130, Xrems1203 и Xscm43), одному пшеничному SSR локусу Xgwm132. Маркеры Xrems1130 и Xrems1203 локализованы на дистанции 0,5 сМ дистально и 3,1 сМ проксимально по отношению к гену sy18. Для локализации гена sy10 у ржи дополнительно был применён AFLP анализ с 5 комбинациями праймеров. Ген sy10 расположен на длинном плече хромосомы 5R по отношению к 3 пшеничным SSR локусам (Xgwm 126, Xgwm 6, Xgwm 538), одному ржаному локусу Xscm179 и одному AFLP локусу Xe31m57-186. Sy10 локус расположен между Xe31m57-186 и Xscm179 маркерами с дистанциями 6,1 сМ и 12,6 сМ соответственно. Точная локализация мейотических генов относительно молекулярных маркеров открывает перспективы для их тонкого картирования и клонирования с использованием генов-кандидатов из секвенированных геномов (например, риса). С другой стороны, позволяет упростить поддержание стерильных мутаций в гетерозиготном состоянии, а также создавать двойные мутанты с применением маркерного отбора для изучения специфических взаимодействий синаптических генов в процессе мейоза. 2R 2R Xscm10 0,5 3,1 5R Xrems1130 sy18 Xrems1203 18,6 0,8 45,3 7,7 6,0 2,9 2,5 7,4 Px-2R Sod2 Xscm32 Xscm35 Xscm31 Xrems1130 Xscm43 Xgwm132 sy9 Xrems1230 Xscm43 Xgwm132 5,0 6,0 2,3 1,1 2,5 3,8 7R Xe37m48-510 Xe33m48-326 Xe36m56-181 Xe36m56-324 Xe33m48-423 Xscm138 Xe37m48-118 Xe36m61-148 7R Xscm92 11,3 10,2 0,4 0,1 12,9 Xrems1187 Got2 sy1 27,6 Xrems1135 Xrems1188 Xscm102 41,9 Xscm92 Xscm150 8,7 2,4 1,4 7,2 1,7 6,4 sy19 Xe31m57-358 10,4 3,4 0,6 4,3 5,5 9,2 Xscm77 Xrems1132-5R Xe36m56-560 Est6/9 Xrems1237 53,0 Xscm174 21,3 7,6 3,0 3,1 6,1 Xscm40 Xrems1135 Xrems1188 Acp1 Xrems1234 Xrems1197 Xgwm126 Xgwm6 Xgwm538 Xe31m57-186 19,1 Xrems1253 Xscm183 sy10 12,6 Xscm179 Рис. Генетическая карта 2R, 5R и 7R хромосом ржи, построенная на основе SSR и AFLP маркеров. Жирным шрифтом указаны позиции мутантных локусов sy1, sy9, sy10, sy18 и sy19. 1. С.П. Соснихина, Е.И. Михайлова, О.А. Тихолиз, С.Н Прияткина, В.Г. Смирнов, А.В. Войлоков, Ю.С.Федотова, О.Л Коломиец, Ю.Ф. Богданов Генетическая коллекция мейотических мутантов ржи Secale cereale L. // Генетика.-2005.-Т. 41.-№10.-С. 1310-1321. 75 2. B. Saal, G. Wricke Development of simple sequence repeat markers in rye (Secale cereale L.) // Genome.-1999.-V. 42.-P. 964-972. 3. M.S. Röder, V. Korzun, K. Wendehake, J. Plaschke et al. A microsatellite map of wheat // Genetics.-1998.-V. 149.P. 2007-2023. 4. E.K. Khlestkina, M.H.M. Than, E.G. Pestsova, M.S. Röder, S.V Malyshev, V Korzun., A. Börner Mapping of 99 new microsatellite-derived loci in rye (Secale cereale L.) including 39 expressed sequence tags// Theor. Appl. Genet.2004.-V. 109.-P.725-732. 5. P. Vos, R. Hogers, M. Bleeker, M. Reijans, T. van der Lee, M. Hornes, A. Frijters, J. Pot, J. Peleman, M. Kuiper, M. Zabeau AFLP: a new technique for DNA fingerprinting // Nucl. Acids. Res.-1995.-V. 23.-P. 4407-4414. ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ И МЕЖСОРТОВЫХ ГИБРИДОВ ОВОЩНОЙ ФАСОЛИ ПО УСТОЙЧИВОСТИ К ПОНИЖЕННЫМ ТЕМПЕРАТУРАМ Е.С. Досина 1, В.С. Анохина2 1 – РУП «Институт овощеводства НАН Беларуси», Минск, Беларусь 2 – Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь belniio@mail.ru, anokhina@tut.by В последнее время интенсивно ведутся исследования по использованию метода пыльцевой селекции для повышения устойчивости культур к действию факторов окружающей среды. Селекционно-значимым признаком для овощной фасоли является устойчивость к низким температурам. Наличие устойчивых к этому фактору образцов необходимо при более ранних посевах, а также для избегания поражения растений при поздних весенних заморозках. Для выделения холодоустойчивых генотипов использовали различные методические приемы: метод холодного проращивания семян и метод оценки холодоустойчивости по мужскому гаметофиту [1 - 4]. В нашей работе проведено комплексное изучение устойчивости к пониженным температурам 41 сорта и 135 гибридных линий, полученных в результате межсортового скрещивания, методом холодного проращивания семян и 10 сортов фасоли с использованием метода гаметофитного отбора (по реакции пыльцы на воздействие стресса). В результате проведенных исследований выявлено у фасоли овощной большое генетическое разнообразие форм по признаку холодоустойчивости. Всхожесть семян при благоприятном температурном режиме + 25 оС (контрольный вариант) составила от 75% до 100%. При низкой температуре +9 оС (опытный вариант) этот показатель изменялся: от 0% (образцы Matador, Slavia, Glamis, Jantar) до 88% (сорт Рант). Это свидетельствует о том, что разные генотипы неодинаково реагируют на воздействие низких положительных температур в период набухания и прорастания семян. Для оценки параметра холодоустойчивости изучаемых сортов рассчитывали относительную холодоустойчивость, которую использовали при определении групп устойчивости коллекционных образцов. Среди проанализированных форм большинство относятся к 3 группе – неустойчивые. Сортообразцы Зорюшка, Рант, Секунда высокохолодоустойчивые. У растений этой группы отмечена высокая всхожесть в условиях низких положительных температур. Ко второй группе холодоустойчивости среднеустойчивые относятся 9 изученных сортов. Четвертая группа (нехолодоустойчивые сорта) представлена сортообразцами: Matador, Slavia, Glamis, Jantar. В настоящее время на различных культурах разработаны и успешно применяют методы оценки холодоустойчивости по мужскому гаметофиту [4]. В нашем эксперименте действие низкой температуры на прорастающую пыльцу проявилось в достоверном снижении ее жизнеспособности (исключение отмечено для сорта 76