Том 17, № 2 (2019)
- Год: 2019
- Выпуск опубликован: 15.06.2019
- Статей: 11
- URL: https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/issue/view/641
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen172
Генетические основы эволюции экосистем
Полиморфизм генов, контролирующих низкое содержание линоленовой кислоты, у линий генетической коллекции льна ВИР
Аннотация
С использованием шести поколений инцухта из 26 гетерогенных образцов льна получены 40 линий, среди которых 19 высоко- (ВЛ), 7 средне- (СЛ) и 14 низколиноленовых (НЛ). Эти линии оценены по содержанию пяти основных жирных кислот (ЖК): пальмитиновой (PAL), стеариновой, олеиновой (OLE), линолевой (LIO), линоленовой (LIN); соотношению LIO/LIN, йодному числу масла (IOD), фазам вегетационного периода (ВП) и размерам растения. Дисперсионный анализ показал достоверные отличия ВЛ-, СЛ-, НЛ-групп по PAL, OLE, LIO, LIN, LIO/LIN, IOD. Резкое снижение LIN вызывает несимметричные изменения в соотношении ЖК, корреляциях между ними и остальными признаками. Благодаря факторному анализу было обнаружено влияние двух факторов: первый — разделил линии по уровню LIN и связанных с ним признаков, второй — по ВП и OLE. Образование LIN контролируют два комплементарных гена LuFAD3A и LuFAD3B. Секвенирование первого экзона гена LuFAD3A у шести линий выявило мутацию (G255 → A255), приводящую к образованию стоп-кодона. Разработанный CAPS-маркер подтвердил гомозиготность потомков гибридов от скрещивания НЛ- (гк-391) и ВЛ-линий (гк-65, -109, -121). Показано, что потомки гибридов с линией гк-109 созревали на 8–10 дней раньше родительской НЛ-линии гк-391. С помощью CAPS-маркеров гена LuFAD3B удалось установить различия между ВЛ-, СЛ- и НЛ-линиями. В результате секвенирования первого и начала второго экзонов этого гена у трех линий (1 ВЛ, 2 НЛ) была выявлена мутация во втором сайте рестрикции, находящаяся во втором экзоне (С6 → T6) и приводящая к замене Hys → Tyr.
Оценка сопряженности морфогенетических и молекулярно-генетических модулей изменчивости серых полевок Microtus S.L. в градиентных условиях среды
Аннотация
Цель — разработать модульный подход к количественной оценке сопряженности разных форм изменчивости на примере десяти видов полевок группы родов Microtus в градиентных условиях среды.
Материал и методы. Просмотрено 5306 пар рисунков жевательной поверхности m1 справа и слева. Выявлены 31 морфотип, 187 их сочетаний: 30 — симметричных и 157 — асимметричных. Использовано 576 последовательностей гена Cytb мтДНК из базы данных GenBank. Климатические данные взяты с сайта Climate:Date.org. Данные обработаны с помощью DJ-метода. Морфогенетическая матрица евклидовых расстояний между видами получена по частотам совместной встречаемости морфотипов m1 с правой и левой сторон нижней челюсти, молекулярно-генетическая — по частотам синонимичных замен кодонов. Алгоритм реализован в пакете прикладных программ Jacobi 4.
Результаты. Обнаружена высокая сопряженность (r = 0,847) между первой главной компонентой молекулярно-генетической и второй главной компонентой морфогенетической матриц расстояний. С позиций блочно-модульной организации фенотипа главные компоненты данных матриц трактуются как модули изменчивости. Молекулярно-генетический модуль обусловлен изменением частот кодонов ACC и GCA вдоль геоклиматического градиента, морфогенетический — различными аспектами асимметрии морфотипов m1.
Выводы. Предлагаемый подход позволил выявить два сопряженно варьирующих модуля из разных признаковых систем у исследованных видов вдоль геоклиматического градиента.
Искусственная активация экспрессии nif-генов у клубеньковых бактерий Ex Planta
Аннотация
Исследована возможность модификации регуляции азотфиксации у клубеньковых бактерий Mesorhizobium, Ensifer и Rhizobium путем привнесения в их геном дополнительной копии гена nifA под регуляцией бактериальных индуцируемых промоторов. Показано, что экспрессия nifA в рекомбинантных клетках всех трех родов бактерий приводит к появлению незначительной нитрогеназной активности. При этом уровень нитрогеназной активности не имеет явной корреляции с уровнем экспрессии привнесенного гена nifA, что, скорее всего, является следствием многоуровневости регуляции азотфиксации. Наиболее интересны результаты, полученные с рекомбинантным штаммом Ensifer sp. Mlu10PmNifA, который продемонстрировал нитрогеназную активность при свободноживущем состоянии, в несколько раз превышающую таковую у контрольного свободноживущего азотфиксирующего штамма Pseudomonas sp. K749. При этом штаммом была утеряна способность к клубенькообразованию, а также у рекомбинантных бактерий наряду с нитрогеназной выявлена нитраредуктазная активность.
Роль гетеротримерных G-белков в сигнальной регуляции у растений
Аннотация
Гетеротримерные G-белки животных и грибов являются одними из хорошо известных регуляторов сигнальных путей. Исследования на растениях показали, что в регуляцию многих процессов у них могут быть вовлечены G-белки. G-белки принимают участие в гормональной регуляции, контроле пролиферации клеток, ответе на абиотические факторы, контроле биотических взаимодействий и др. Оказалось, что при меньшем разнообразии субъединиц G-белки растений проявляют большее разнообразие механизмов активации и передачи сигналов. Однако для большинства процессов механизмы работы гетеротримерных G-белков еще малоизучены. Настоящий обзор посвящен анализу современных представлений о строении и функционировании гетеротримерных G-белков растений.
Генетическая токсикология
Влияние свинца на политенные хромосомы слюнных желез Chironomus Plumosus L . и Glyptotendipes Glaucus Mg. (Diptera, Chironomidae)
Аннотация
Представлены результаты экспериментальной работы по изучению влияния нитрата свинца различных концентраций при 12 ч экспозиции на структурно-функциональные характеристики политенных хромосом клеток слюнных желез двух видов хирономид: Chironomus plumosus (Linnaeus, 1758) и Glyptotendipes glaucus (Meigen, 1818). В качестве критерия функционального состояния политенных хромосом были использованы количественные показатели относительных размеров постоянно генетически активных районов — ядрышкового организатора и кольца Бальбиани (коэффициенты NOR и BRR соответственно). Впервые получены уравнения зависимости изменения коэффициента функциональной активности ядрышкового организатора от концентрации ионов свинца в среде NOR = 5,187–0,01 lnC для C. рlumosus и NOR = 2,11–0,03 lnC для G. glaucus и коэффициента функциональной активности кольца Бальбиани: BRR = 1,504–0,04 lnC для C. plumosus и BRR = 2,018 + 0,03 lnC для G. glaucus. Полученные зависимости позволили провести сравнительный анализ морфологических показателей, отражающих интенсивность транскрипции генов политенных хромосом в присутствии ионов свинца. С увеличением концентрации ионов свинца в среде активность ядрышкового организатора и кольца Бальбиани политенных хромосом C. plumosus снижалась. При тех же условиях активность ядрышкового организатора политенных хромосом G. glaucus снижалась, а кольца Бальбиани повышалась. С увеличением концентрации свинца значения NOR снижались у C. plumosus и G. glaucus, что предполагает снижение интенсивности процессов биосинтеза белка. Значения BRR уменьшались у C. plumosus и увеличивались у G. glaucus. Различия в реакции геномов двух видов указывают на существование у них различных механизмов адаптации к повышенным концентрациям свинца.
Взаимодействие генов резистентности к акарицидам различных химических классов в дочернем поколении дигетерозиготных самок обыкновенного паутинного клеща
Аннотация
Гомозиготные по генам резистентности к отдельным акарицидам линии обыкновенного паутинного клеща были выделены дизруптивным отбором при обработках семей отдельных самок диагностическими концентрациями малатиона, бифентрина, бромпропилата и абамектина. Скрещиванием клещей этих линий получены дигетерозиготные самки с генами резистентности к малатиону и одному из трех других акарицидов, а также семьи их дочернего поколения. Самок трех таких генотипов сопоставляли по количественным показателям проявления признака резистентности при тестировании клещей диагностическими концентрациями акарицидов, гены резистентности к которым присутствовали в геноме. Дочернее поколение дигетерозиготных самок не отличалось от родительских особей по токсикологическим показателям взаимодействующих генов резистентности.
Комплексное исследование потенциальной токсичности и генотоксичности образцов воды из природных источников пригородной зоны г. Алматы
Аннотация
Проведен скрининг образцов природных поверхностных вод из трех водных объектов (рр. Есик, Турген, оз. Есик) в Енбекшиказахском районе Алматинской области. В результате физико-химического анализа состава образцов воды было обнаружено превышение предельно допустимой концентрации по марганцу, свинцу, кадмию, цинку. С помощью биолюминесцентного теста на штамме E. coli установлена прооксидантная активность воды для р. Есик. На растительных тест-объектах Allium cepa и Hordeum vulgare выявлена токсичность и мутагенность изученных образцов воды. Наблюдалась фитотоксическая, цитотоксическая (снижение митотического индекса) и мутагенная (статистически значимое превышение частоты аберраций хромосом) активность изученных водных объектов. Результаты биотестирования природных вод с помощью Danio rerio показали их высокую токсичность и тератогенность для эмбрионов на всех стадиях развития.
Влияние электромагнитного излучения УВЧ-диапазона на дестабилизацию генома клеток костного мозга крыс линий с контрастной возбудимостью нервной системы
Аннотация
Хромосомный аппарат высоковозбудимых крыс линии НП (с низким порогом возбудимости) более подвержен повреждающему действию высокочастотных электромагнитных излучений по сравнению с линией ВП (с высоким порогом возбудимости). Высокая возбудимость нервной системы определяет большую выраженность снижения митотических нарушений в присутствии отражающих элементов — резонаторов Aires Defender Pro в условиях действия излучение ультравысокочастотного диапазона стандартного Wi-Fi-роутера. Показано, что генотип животных и функциональное состояние их нервной системы влияют на восприимчивость к электромагнитным излучениям ультравысокочастотного диапазона и действию резонаторов.
Protective effect of extracts of Teucrium Polium and Rumex Crispus against cyclophosphamide-induced genotoxic damage in human lymphocytes
Аннотация
Teucrium polium (T. polium) and Rumex crispus (R. crispus) are plant species that grow widely in Anatolia and are thought to have healing effects for many diseases. In this study plant extracts are suggested as alternative agents in repairing cellular damage by using sister chromatid exchange (SCE), micronucleus (MN), mitotic index (MI), replication index (RI) and nuclear abnormalities (NAs), against the genotoxicity of cyclophosphamide (CP) in the human lymphocyte cells. 8 experimental groups were formed in the study. The cell culture medium was supplemented with 0.16 μg/ml CP and the cells were treated with 50, 100 and 250 μM T. polium and R. crispus extracts in the presence and absence of CP. As a result, CP significantly decreased MI frequency while increasing SCE, MN and NAs frequencies in cells. 100 μM T. polium plus CP decreased SCEs when compared with CP alone. In addition, MN frequency was significantly decreased in 100 μM T. poliumplus CP and 250 μM R. crispus plus CP combine groups. Our results suggest that these plant extracts are not genetically damaging and have improving effects at these doses.
Оценка эквивалентности технических продуктов пестицидов-аналогов оригинальным действующим веществам по критерию «мутагенность»
Аннотация
В Российской Федерации в настоящее время зарегистрировано около 600 действующих веществ пестицидов. Среди них большую долю занимают пестициды-аналоги (дженерики), которые могут отличаться по своим свойствам от оригинальных продуктов из-за повышенного уровня или измененного состава примесей, поэтому для обеспечения безопасного применения пестицидов-аналогов необходимо оценить их эквивалентность как по химическому составу, так и по токсикологическим свойствам. В настоящей публикации представлен обзор алгоритмов определения эквивалентности технических продуктов пестицидов-аналогов, описанных в международных документах и применяемых на практике в некоторых странах. Особое внимание уделено оценке безопасности пестицидов по критерию «мутагенность». Обсуждаются разные методы определения генотоксичности для подтверждения эквивалентности действующих веществ пестицидов-аналогов запатентованным продуктам. Приведен краткий обзор результатов исследований, подтверждающих необходимость оценки генотоксичности всех технических продуктов пестицидов-аналогов с целью предотвращения поступления на потребительский рынок опасных для человека веществ.
Мнения, гипотезы, дискуссионные вопросы
Разнообразие путей интерференции РНК в регуляции экспрессии эндогенных и экзогенных последовательностей у инфузорий Tetrahymena и Paramecium
Аннотация
Интерференция РНК играет огромную роль в биологии инфузорий. Разнообразные малые РНК регулируют многие процессы в жизни вегетативных клеток инфузорий Tetrahymena и Paramecium. Разные типы эндогенных и экзогенных нуклеотидных последовательностей запускают разные пути интерференции РНК, приводящие к сайленсингу гомологичных последовательностей в геноме макронуклеуса. Вероятно, благодаря этим молекулярным механизмам инфузории способны быстро инактивировать чужеродные гены и эффективно адаптироваться к условиям среды обитания и внешним стимулам.