Ecological geneticsEcological geneticsЭкологическая генетика1811-09322411-9202Eco-Vector580010.17816/ecogen10450-55ArticlesСтатьиResearch ArticleANALYSIS OF INTERACTION OF PEA (Pisum sativum L.) SYMBIOTIC GENES Sym33 AND Sym42 WHOSE MUTATIONS RESULT IN ABNORMALITES DURING INFECTION THREAD DEVELOPMENTАнализ взаимодействия симбиотических генов гороха (Pisum sativum L.) Sym33 и Sym42, мутации в которых приводят к аномалиям в развитии инфекционных нитейTsyganovViktor EЦыгановВиктор Евгеньевичviktor_tsyganov@arriam.spb.ruTsyganovaAnna VЦыгановаАнна Викторовнаanna_khodorenko@arriam.spb.ruVoroshilovaVera AВорошиловаВера Александровнаvera.voroshilova@psi-cro.comBorisovAleksey UБорисовАлексей Юрьевичayborisov@yandex.ruTikhonovichIgor AТихоновичИгорь Анатольевичcontact@arriam.spb.ruAll-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RFВсероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург, РФAll-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RFВсероссийский научно-исследовательский институт cельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург, РФContract Drug Development Company “PSI”, St. Petersburg, RFООО Пи Эс Ай, Санкт-Петербург, РФ15122012104VOL 10, NO4 (2012)ТОМ 10, №4 (2012)505518112016Copyright ©; 2012, Tsyganov V.E., Tsyganova A.V., Voroshilova V.A., Borisov A.U., Tikhonovich I.A.Copyright ©; 2012, Цыганов В.Е., Цыганова А.В., Ворошилова В.А., Борисов А.Ю., Тихонович И.А.2012Tsyganov V.E., Tsyganova A.V., Voroshilova V.A., Borisov A.U., Tikhonovich I.A.Цыганов В.Е., Цыганова А.В., Ворошилова В.А., Борисов А.Ю., Тихонович И.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/article/view/5800

Using pea single mutant lines SGEFix–-2 (sym33) and RisFixV (sym42), which are characterized by different abnormalities during symbiotic nodule development, including thickening of infection threads’ walls, a double mutant RBT4 line, carrying a pair of symbiotic genes sym33 and sym42 was constructed. The epistasis of the mutant allele sym33 over the mutant allele sym42 with respect to the histological and ultrastructural organisation of nodules was shown. Thus, it was demonstrated that Sym33 gene functions earlier in symbiotic nodule development than Sym42 gene.

С использованием одиночных мутантных линий горохаSGEFix–-2 (sym33) и RisFixV (sym42), характеризующихся различными аномалиями в развитии симбиотического клубенька, в том числе утолщенными стенками инфекционных нитей, была создана двойная мутантная линия RBT4, несущая пару симбиотических генов sym33 и sym42. Выявлен эпистаз мутантной аллели sym33 над мутантной аллелью sym42 в отношении гистологической и ультраструктурной организации клубеньков. Таким образом, показано функционирование гена Sym33 на более раннем этапе развития симбиотического клубенька, по сравнениюс геном Sym4

растительно-микробные взаимодействияразвитие симбиотического клубенькавзаимодействие геновэпистазинфекционная нитьЦыганов В. Е., Ворошилова В. А., Розов С. М. и др., 2012. Новая серия симбиотических мутантов гороха, индуцированных на линии SGE // Экол. генетика. Т. X. № 1. С. 19–26.Цыганов В. Е., Селиверстова Е. В., Ворошилова В. А. и др., 2010. Анализ двойных мутантных линий для определения последовательности функционирования генов гороха (Pisum sativum L.) Sym13, Sym33 и Sym40 во время развития симбиотического клубенька // Экол. генетика. Т. VIII. № 2. С. 3–8.Цыганова А. В., Китаева А. Б., Бревин Н.Дж., Цыганов В. Е., 2011. Клеточные механизмы развития симбиотических клубеньков у бобовых растений // Сельскохоз. биология. № 3. С. 34–40.Цыганова А. В., Цыганов В. Е., Финдли К. К. и др., 2009. Распределение арабиногалактанпротеиновэкстензинов в клубеньках мутантов гороха (Pisum sativum L.) с нарушениями в развитии инфекционной нити // Цитология. Т. 51. № 1. С. 53–62.Цыганова В. Е., Цыганов В. Е., 2012. Роль поверхностных компонентов ризобий в симбиотических взаимодействиях с бобовыми растениями // Усп. соврем. биологии. Т. 132. № 2. С. 211–222.Borisov A. Y., Morzhina E. V., Kulikova O. A. et. al., 1992. New symbiotic mutants of pea (Pisum sativum L.) affecting either nodule initiation or symbiosome development // Symbiosis. Vol. 14. P. 297–313.Borisov A. Y., Rozov S. M., Tsyganov V. E. et al., 1997. Sequential functioning of Sym13 and Sym31, two genes affecting symbiosome development in root nodules of pea (Pisum sativum L.) // Mol. Gen. Genet. Vol. 254. P. 592–598.Brewin N. J., 2004. Plant cell wall remodelling in the Rhizobium legume symbiosis // Critic. Rev. Plant Sci. Vol. 23. P. 293–316.Engvild K. J., 1987. Nodulation and nitrogen fixation mutants of pea (Pisum sativum) // Theor. Appl. Genet. Vol. 74. P. 711–713.Kosterin O. E., Rozov S. M., 1993. Mapping of the new mutation blb and the problem of integrity of linkage group I // Pisum Genet. Vol. 25. P. 27–31.Lévy J., Bres C., Geurts R. et al., 2004. A putative Ca2+ and calmodulin-dependent protein kinase required for bacterial and fungal symbioses // Science. Vol. 303. P. 1361–1364.Morzhina E. V., Tsyganov V. E., Borisov A. Y. et al., 2000. Four developmental stages identified by genetic dissection of pea (Pisum sativum L.) root nodule morphogenesis // Plant Sci. Vol. 155. P. 75–83.Novák K., Pesina K., Nebesarova J. et al., 1995. Symbiotic tissue degradation pattern in the ineffective nodules of three nodulation mutants of pea (Pisum sativum L.) // Ann. Bot. Vol. 76. P. 303–313.Oldroyd G. E., Downie J. A., 2008. Coordinating nodule morphogenesis with rhizobial infection in legumes // Annu. Rev. Plant. Biol. Vol. 59. P. 519–546.Ovchinnikova E., Journet E. P., Chabaud M. et al., 2011. IPD3 controls the formation of nitrogen-fixing symbiosomes in pea and Medicago spp. // Mol. Plant–Microbe Interact. Vol. 24. P. 1333–1344.Rae A. L., Bonfante-Fasolo P., Brewin N. J., 1992. Structure and growth of infection threads in the legume symbiosis with Rhizobium leguminosarum // Plant J. Vol. 2. P. 385–395.Rathbun E. A., Naldrett M. J., Brewin N. J., 2002. Identification of a family of extensin-like glycoproteins in the lumen of Rhizobium-induced infection threads in pea root nodules // Mol. PlantMicrobe Interact. Vol. 15. P. 350–359.Safronova V. I., Novikova N. I., 1996. Comparison of two methods for root nodule bacteria preservation: lyophilization and liquid nitrogen freezing // J. Microbiol. Methods. Vol. 24. P. 231–237.Tsyganov V. E., Morzhina E. V., Stefanov S. Y. et al., 1998. The pea (Pisum sativum L.) genes sym33 and sym40 control infection thread formation and root nodule functioning // Mol. Gen. Genet. Vol. 259. P. 491–503.Tsyganov V. E., Voroshilova V. A., Herrera-Cervera J. A. et al., 2003. Developmental downregulation of rhizobial genes as a function of symbiosome differentiation in symbiotic root nodules of Pisum sativum L. // New Phytol. Vol. 159. P. 521–530.Voroshilova V. A., Boesten B., Tsyganov V. E. et al., 2001. Effect of mutations in Pisum sativum L. genes (sym13, sym31, sym33, sym40) blocking different stages of nodule development on the expression of late symbiotic genes in Rhizobium leguminosarum bv. viciae // Mol. Plant-Microbe Interact. Vol. 14. P. 471–476.Wang T. L., Wood E. A., Brewin N. J., 1982. Growth regulators, Rhizobium, and nodulation of peas // Planta. Vol. 155. P. 345–349.