Введение к работе
Актуальность темы. Мэлекулярный анализ структурной организации геномов эукариот уже в течении многих лет является одним из основных направлений молекулярной генетики. Изучение генома с использованием современных методов генетической инженерии позволяет выявлять новые закономерности организации генетического материала, приводит к быстрому накоплению новых данных, способствующих ускоренному развитию исследований, результаты которых могут найти широкое применение в практике. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в совершенствовании методов клонирования и секвениро-вания отельных фрагментов генома, полиморфизм длины рест-рикционных фрагментов ДНК (ПДРФ) по-прежнему остается наиболее эффективным методом в изучении генетического полиморфизма. .
Первым и главным условием применения ПДРФ для генетического анализа генома и создания молекулярно-генетических карт растений является наличие гибридизационных зондов (определенных участков молекулы ДНК). которые могут быть получены на основе локусоспецифических последовательностей с низкой степенью повторяемости в геноме или однокопийных участков ДНК.
Необходимость создания библиотеки фрагментов ДНК для картирования генома ржи с помощью ПДРФ-анализа вызвана рядом причин:
::о-первых, низкой степенью молекулярно-генетической изученности, отсутствием насыще'чой генетической карты, недостаточно исследованным характером наследования хозяйственно-ценных признаков;
во-вторых, рожь представляет интерес как компонент тритикале и как культура, обладающая комплексом ценных признаков (зимостойкость, устойчивость к засухе, нетребовательность к почвенным условиям);
в-третьих, как культура, имеющая важное народно-хозяйственное значение для Восточной и Центральной Европы (особенно для Беларуси).
Цель и задачи исследования. Учитывая отсутствие достаточного количества информативных молекулярных маркеров для картирования генома ржи целью работы явилось создание и анализ геномной PstI библиотеки ДНК ржи (Secale cereale L.) и отбор маркеров, пригодных для картирования геномов злаков.
Для реализации этой цели поставлены следующие задачи:
-
Создание геномной библиотеки ДНК ржи с помощью чувствительной к метилированию цитозина рестриктазы Pst I.
-
Скрининг полученной библиотеки с целью отбора низкокопийных последовательностей ДНК ржи.
-
Хромосомная локализация, картирование и секвенирова-ние отдельных низкокопийных последовательностей ДНК ржи.
-
Использование низкокопийных последовательностей ДНК для молекулярно-генетического картирования генома ржи.
Научная новизна и практическая значимость. Впервые создана и охарактеризована Pst I геномная библиотека ДНК ржи. Получено более 830 рекомбинантных клонов, из них около 188 проанализировано. Установлено, что 82 (43.6%) клона содержат низкокопийные последовательности ДНК ржи, в т. ч. 10 таких последовательностей локализованы на хромосомах ржи и пшеницы, 2 - картированы на генетической карте генома ржи.
Получена новая информация о структуре и организации отдельных низкокопийных последовательностей ДНК ржи.
Впервые с помощью ПДРФ-зондов пшеницы и ржи картирован ген карликовости ржи ctl.
Отобранные низкокопийные последовательности ДНК ржи могут быть использованы для картирования генома Triticlnae.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации били прех тавлены на Всесоюзной конференции "Современные проблемы генетики и селекции сельскохозяйственных растений", Одесса,1991; на IY съезде Белорусского Общества генетиков и селекционеров. Горки, 1992; на YIII Международном Симпозиуме "Генетика пшеї щы". Пекин, 1993; на XVII Международном генетическом конгрессе, Бирмингем, Великобритания, 1993; на международном совещании "Уточнение и дополнение генетической карты ржи", Грос-Люзовиц, Германия, 1993.
По темэ диссертации опубликовано 10 работ (статей и те-Г'.и?оь научных докладов).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения и выеодов, списка литературы; включает 13 таблиц, 22 рисунка. Список литературы содержит 138 библиографических наименований, из них 129 иностранные.