Введение к работе
Актуальность .темы* Одним из важных подходов в изучении механизмов генетической рекомбинации, а также источником появления новых организмов с новыми сочетаниями генов п признаков, имеющих существенное значение для решения проблем эволюции и селекдии, является индуцирование изменений частоты рекомбинации посредством различных воздействий. Подобные исследования проведены на мпогочасленных экспериментальных объектах. Хотя тутовый шелкопряд {}\ombyx топ L.) признан в качестве модельного лабораторного объекта, этот аспект его рекомбинпционной системы практически не изучен. Ввиду этого, изучение зависимости частоты рекомбинации от ооплазматіпескпх, а также стрессогенных факторов, действующих в раннем онтогенезе этого насекомого является актуальным и представляет несомненный научный интерес.
С другой стороны, стратегия популяпионного ответа на действие стрессогенных факторов не ограничивается изменениями частоты рекомбинации, а затрагивает многие параметры репродукции, из которых наиболее важными для понимания закономерностей эволюции являются изменения плодовитости и жизнеспособности особей. Выполнение таких исследований на тутовом шелкопряде важно пе только в теоретическом, но и в практическом плане.
Цель И задачи. Исследования. Целью настоящей работы явилось изучение влияния ооплазмы, а также некоторых стрессогенных факторов раннего онтогенеза (температура, гипоксия и пр.) на частоту рекомбинации и плодовитость тутового шелкопряда. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования:
- изучить влияние оо плазматических факторов на частоту реком
бинации и плодовитость тутового шелкопряда.
- исследовать влияние температурных воздействий, перене
сенных родительскими формами на частоту рекомбинации и пока
затели плодовитости их потомства.
- изучить влияние ггагоксического воздействия в эмбриональном
периоде на жизнеспособность тутового шелкопряда на различных
этапах онтогенеза и исследовдть чувствительность развивающейся
грены к действию данного стресс-фактора в течение эмбрионального
периода.
- изучить возможность индуцирования изменений частоты
кроссинговера, количества яиц в кладке и оплодотворяемости яиц
посредством воздействия гипоксией в эмбриональном периоде.
сравнить влияние различных стресс-воздействий (гипоксии, температурных шоков) в эмбриональном периоде тутового шелкопряда на его жизнеспособность, плодовитость и частоту рекомбинации.
изучить возможность индуцирования изменений частоты крос-синговера и плодовитости тутового шелкопряда посредством кратковременных высокотемпературных воздействий в личиночном периоде.
исследовать влияние голодания в начале личиночного развития на частоту кроссинговера и плодовитость тутового шелкопряда.
оценить возможности использования щадящих стрессогенных воздействий в ранвем онтогенезе тутового шелкопряда в практическом шелководстве.
НауУНаЯ-НОВИЗНа.рабШЫ. На различных гибридных сочетаниях впервые показана зависимость частоты рекомбинации между генами re и ре от цитоплазмы яйца, а в отдельных экспериментах установлено влияние ооплазматических факторов на яйценоскость и оплодотворяемость яиц в кладках.
На гибридах двух пород тутового шелкопряда с линией-анализатором re ре впервые установлен антирекомбиногенный эффект высокотемпературных шоковых воздействий в предзародышевом периоде тутового шелкопряда. Найдены различные температурные режимы обработка, при которых наблюдается антирекомбиногенное действие высоких температур и установлено, что их эффективность проявляется только при воздействии на виргинную самку.
Впервые показана возможность повышения яйценоскости самок следующего поколения путем кратковременного термического стресси-рованпя материнской формы после скрещивания, когда стрессогенно-му воздействию подвергаются половые продукты обеих родительских форм.
Впервые показана возможность повышения частоты рекомбинации при обработке виргинных самок пониженнной температурой (*16С), а также при ее сочетании с "термическим шоком.
На различном экспериментальном материале (породы, гибриды и партеноклоны тутового шелкопряда) показана различная чувствительность развивающейся грены к гипоксическому воздействию в течении эмбрионального периода. При этом показатели чувствительности партевоклонов значительно выше, чем у зиготического материала.
На основе анализа частоты кроссинговера между локусами re и ре впервые установлено рекомбиногенное действие гипоксии в эмбриональном периоде тутового шелкопряда и стаддоспецифнчность ее действия: эффект проявляется при воздействиях во второй полови-
не эмбрионального развития (пятый и восьмой дни инкубации в оптимальных условиях).
Используя маркерные гены re и ре, впервые на тутовом шелкопряде показано отсутствие влияния голодания в начале личиночного периода на частоту рекомбинации между упомянутой парой генов п показана различная стрессореактпвность изученных гибридов по отношению к данному стресс-воздействию, выражающаяся в изменениях показателей плодовитости.
Установлено отсутствие влияния высокотемпературных шоков в последних трех возрастах личинки на частоту кроссинговера между генами re и ре и показана возможность повышения яйценоскости и массы яйца посредством щадящего термического стрессирования личинок третьего возраста.
При сравнительном изучении влияния различных стресс-воздействий (гипоксия, воздушный и водный прогревы, криошок) в эмбриональном периоде на различные показатели тутового шелкопряда впервые установлено, что рекомбиногенное действие на этой стадии является специфичным только для гипоксии, отсутствуя при остальных стресс-воздействиях. Показана возможность повышения яйценоскости, оплодотворяемости яиц, средней массы яйца и эмбриональной жизнеспособности дочернего поколения посредством применения ряда стрессогенных воздействий на развивающуюся грепу (гипоксия, криошок, воздушный прогрев), что может стать основой для разработки ряда рекомендаций практическому шелководству.
Теоретическая и практическая значимость. В теоретическом плане полученные результаты могут быть использованы при разработке экспериментальных систем для изучения механизмов эндогенного и экзогенного контроля репродуктивных процессов. Отдельные разделы диссертации могут быть использованы при чтении курсов "гепетпка", "экологическая генетика" и "популяционная генетика". Положительные эффекты стрессирования на разных этапах индивидуального развития могут стать основой для разработки практических рекомендаций по их использованию в шелководстве.
Апра6ация_.раб01Ыд Основные результаты работы долояієньі и обобщены на Ш-ем и IV-ом симпозиумах "Diversity of organisms аз a source of creativity and biotechnological and social-economic valorisations" (Bucharest, Romania, 1994, 1995); на научной конференции "Итоги научной работы преподавательско-исследовательского состава Государственного Университета Молдовы" (Кишинев, Р.Молдова, 1995); на межуниверситетской научной конференции Актуальные проблемы биологии" (Кишинев, Р.Молдова, 1995); на ежегодной
научной конференции Ясского Университета (Яссы, Румыния, 1995); на международной научной конференции, посвященной 150-летию со дня рождения И.И.Мечникова (Харьков, Украина, 1995).
Публикации, По материалам диссертации опубликовано 9 работ.
Сірухіура_И_обьем_работьи Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав (обзора литературы, материала и методов исследования, результатов и обсуждения), заключения, выводов, списка литературы и приложения; изложена на 208 страницах машинописного текста, иллюстрируется 47 рисунками и 9 таблицами. Список цитированной литературы содержит 206 наименований.