Конфликт ядра и цитоплазмы в отдаленных скрещиваниях гороха

Генетика растений
19
СЕКТОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Конфликт ядра и цитоплазмы
в отдаленных скрещиваниях гороха
Видообразование состоит в возникновении барьеров нескрещиваемости.
Исследование генетических механизмов таких барьеров и возможностей
их преодоления необходимо как для разработки систематики той или иной
группы, так и для использования генофонда родственных форм в селекции.
У растений распространенным видом постзиготических репродуктивных
барьеров является несовместимость ядра и цитоплазмы.
Цель исследования состояла в изучении генетических механизмов обнаруженного нами ядерно-цитоплазматического конфликта у посевного гороха (Pisum
sativum), состоящего в несовместимости цитоплазмы одной из диких форм
(VIR320) с гибридным ядром при скрещивании с большинством культурных
представителей, что приводит к мозаичному хлорозу, недоразвитию листьев
и стерильности.
Обнаружено, что конфликт связан с неспособностью пластид линии VIR320 нормально функционировать в сочетании с гибридным ядерным геномом. Конфликт
может быть преодолен путем неканонического двуродительского наследования
пластид: пластиды отцовской линии, попадая в зиготу, обеспечивают присутствие
нормальных зеленых секторов. Генетический анализ с использованием рекомбинантных инбредных линий выявил два гена, scs1 и scs2, ответственных за конфликт
со стороны ядра, расположенных в группах сцепления III и V соответственно. Эти
гены определяют картину конфликта по модели доминантной комплементации,
сочетание пластид VIR320 с чужеродными аллелями одного из них приводит к
снижению фертильности пыльцы.
Выявлен репродуктивный барьер у гороха, связанный с конфликтом ядерного
и пластидного геномов. Генетический контроль этого явления носит сложный
характер.
Синтения генома бобовых позволяет использовать расшифрованный геном люцерны для выявления генов-кандидатов на роль scs1 и scs2 у гороха и провести их
молекулярную идентификацию. Гибридологический анализ различных диких форм
позволит выявить среди них совместимые классы. Определение нуклеотидной
последовательности пластидного генома у их представителей позволит установить
генетический фактор, участвующий в конфликте со стороны пластид.
Группа сцепления III
aatC
m
16,6
uni
5,9
Gsn PhlC
Rnp33
sym7
3,0
18,6
3,7 2,7
Cbl
17,2
Cpt
14,4
Scs 1
Scs 2
Группа сцепления V
Met2, cri gp
3,2
И Н С Т И Т У Т
Ц И Т О Л О Г И И
И
pnp
15,5
Г Е Н Е Т И К И
SCA
5,4
tl
10,8
С О
Р А Н
cM
VC-3
11,7
cM
Костерин Олег Энгельсович
кандидат биологических наук,
заведующий сектором