Анализ соматических проявлений гибридного дисгенеза у Drosophila melanogaster (на модели признака cubitus interruptus Dominant)

Рис. 5. Уровень экспрессивности признака ciD у особей линии ciDC-S гибридов и у линии

Соотношение особей с атрофией гонад и наличием неполной 4-й жилки

Так как доминантный алелль ciD в гомозиготе летален, соответственно, выжившие особи с неполной 4-й жилкой являются гетерозиготами. Тогда в скрещиваниях гетерозигот и особей дикого типа ожидается два фенотипа потомков: в первом случае особи будут обладать выраженной экспрессивностью гена ciD и, соответственно, прерванной жилкой крыла; во втором - особи без мутантного фенотипа.

Все особи (потомки каждого скрещивания отдельно, самки и самцы отдельно) были разделены на 4 фенотипических класса (Рис. 6.):

Полная жилка, нормальные гонады

Полная жилка, атрофия гонад

Прерванная жилка, нормальные гонады

Прерванная жилка, атрофия гонад.

Рис. 6. Соотношение особей с атрофией гонад и наличием неполной 4-й жилки

Во всех вариантах скрещиваний 1-й класс численно преобладал, межполовых различий при этом не наблюдалось. Наименьшим количеством особей характеризовался 4-й класс. При этом в линии ciDC-S самцов с данным фенотипом не обнаружено. В двух других классах количество особей варьирует. Так, в скрещиваниях ciDC-S x W-10 и ciDC-S x Пирятин наибольшее количество особей мужского пола было с третьим фенотипом (прерванная жилка, нормальные гонады), тогда как со вторым фенотипическим классом (полная жилка, атрофия гонад) в данных скрещиваниях количество самцов приближалось к нулю. И наоборот, количество особей мужского пола во втором классе преобладало в линии ciDC-S. Самок этой линии во втором фенотипическом классе не обнаружено.

В скрещивании ciDC-S x Пирятин наименьшее количество особей соответствовало второму фенотипическому классу. Количество самок и самцов было минимально по сравнению с третьим классом, но приблизительно равным таковому в 4-м классе (прерванная жилка, атрофия гонад).

Полученные данные свидетельствуют о том, что экспрессивность признака ciD не связана напрямую с уровнем атрофии гонад. В формировании экспрессивности большое значение имеет генотип особи, линия.

Так, при уровне АГ до 10% у гибридов ciDC-S x Пирятин, экспрессивность ciD достигает высокого уровня и у самцов порядка 64%, и у самок до 65 %.

Линия ciDC-S характеризуется высокой экспрессивностью ciD (до 60 %). Гибриды от скрещивания её с линией W-10, содержащей полноразмерный Р-элемент, характеризуются снижением экспрессивности исследуемого признака, как у самцов (до 45 %), так и у самок (до 30 %). При этом уровень атрофии гонад у гибридных самцов также снижается, а у самок значимых изменений не выявлено.

Возможно, ожидаемого корреляционного эффекта не выявлено, так как оба показателя - экспрессия ciD и уровень АГ противоположно зависят от температуры. Так, степень выраженности гонадной атрофии в отношении Р-М системы наиболее значительна при 29С у самок и 27С у самцов, а при 24 С и ниже практически отсутствует[30]. Для Н-Е системы характерна наиболее сильная атрофия при 25С и наименьшая при 29 С[28]. При более низких температурах АГ наблюдается в меньшей степени. Экспериментальные скрещивания и линии содержались при 23-24С. Такая температура не случайна. Экспрессивность ciD при данной температуре достигает максимального значения, и с увеличением температуры до 25-26С видимых проявлений мутации наблюдаться не будет.

Тем не менее, результаты скрещивания ciDC-S с линией содержащей полноразмерный hobo-элемент подтверждают, литературные данные, свидетельствующие о том, что индукция перемещений МГЭ может изменять проявление соматических мутаций[31], в данном случае - увеличивать экспрессивность признака ciD. Экспрессивность ciD у особей линии ciDC-S варьировала в пределах 58-61 % для самцов и до 50 % у самок, тогда как у гибридов ciDC-S x Пирятин экспрессивность достигла уровня 65% для самок и самцов.

Таким образом, несмотря на разнонаправленные изменения экспрессивности признака ciD у гибридов разных дисгенных скрещиваний, результаты проведенного исследования косвенно подтверждают литературные данные, свидетельствующие о том, что индукция перемещения МГЭ в системах гибридного дисгенеза может иметь соматические эффекты. Но для получения более точных оценок необходимо провести несколько повторностей и проанализировать более многочисленные выборки.

ВЫВОДЫ

Анализ литературных данных показал, что Р- и hobo -элементы вызывают не только синдром гибридного дисгенеза, но и существуют единичные данные, прямо или косвенно свидетельствующие о соматической активности этих элементов.

В ходе выполнения дипломной работы была освоена методика работы с D. melanogaster. Проанализированы линии и гибриды на предмет наличия синдрома гибридного дисгенеза, оценен уровень экспрессивности признака ciD.

Установлено, что у гибридов ciDC-S x Пирятин при снижении уровня атрофии гонад наблюдается увеличение экспрессивности признака ciD., а у гибридов ciDC-S x W-10 - при уменьшении уровня атрофии гонад - снижение экспрессивности признака ciD.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Гинтер Е.К. Насекомые. В сб. «Методы биологии развития». // Ред. Детлаф Т.А. , «Наука»,- 1974, 272-281 с.

Голубовский М.Д. 1972. Некоторые общие характеристики организации генома и фенотипического проявления мутаций у дрозофилы. // Генетика - 1972.- Т. 8, № 5 - 143-157 с.

Антоненко О.В. Роль мобильных генетических элементов в отклике на селекцию по количественным признакам у Drosophila melanogaster. - Автореф. дис. канд. биол. наук. - Новосибирск ,- 2008. - 18 с.

Васильева Л.А. Изменение системы жилкования крыла Drosophila melanogaster под действием температурного шока и селекции // Журнал общей биологии. - 2005. - Т.66, №1. - С. 68-74.

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. - Введ. 01.07.86; ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.- Чинний від 01.07.92.

ДНАОП - державний нормативний акт з охорони праці - 0.00 -4.12 - 99 «Типове положення про навчання з питань охорони праці»

ДСТ 12.0.003-74. ССБТ. Небезпечні і шкідливі виробничі фактории. Класифікація.

ДСТУ ISO 14004-97 Системи управління навколишнім середовищем. Загальні настанови щодо принципів управління, систем та засобів забезпечення. - Чинний від 18.08.97.

ЗАКОН УКРАЇНИ «Про державну систему біобезпеки при створенні, випробуванні, транспортуванні та використанні генетично модифікованих організмів». Документ 1103-16, остання редакцiя вiд 09.02.2010 на пiдставi 1804-17, чинний [http://zakon1.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg=1103-16].

Закон України «Про охорону навколишнього середовища» від 25.06.91.

Охорона праці (Законодавство. Організація роботи): Навч. посіб. / За заг. ред. к.т.н., доц. І. П. Пістуна. - Львів: “Тріада плюс”, 2010.- 648 с.

ПОСТАНОВА КМУ від 6 травня 2000 р. N 770 «Про затвердження переліку наркотичних засобів, психотропних речовин і прекурсорів» - Документ 770-2000-п, остання редакцiя вiд 06.04.2011 на пiдставi 327-2011-п; http://zakon1.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg=770-2000-%EF

ПОСТАНОВА КМУвід 20 червня 1995 р. N 440 - «Про затвердження Порядку одержання дозволу на виробництво, зберігання, транспортування, використання, захоронення, знищення та утилізацію отруйних речовин, у тому числі продуктів біотехнології та інших біологічних агентів» - Документ 440-95-п, редакцiя вiд 06.01.2010 на пiдставi 1391-2009-п; http://zakon1.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg=440-95-%EF

Правила устройства электроустановок. ПУЭ. Минэнерго СССР. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

Про захист населення від інфекційних хвороб» - Документ 1645-14, остання редакцiя вiд 11.06.2009 на пiдставi 1254-17, чинний; http://zakon1.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg=1645-14

«Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення» - Документ 4004-12, поточна редакцiя вiд 12.03.2011 на пiдставi 3038-17, чинний (Редакція вiдбудеться 12.06.2011 на пiдставi 3038-17) http://zakon1.rada.gov.ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg=4004-12

http://flybase.org/reports/FBgn0004859.html

Атраментова Л. О., Утєвськая О. М. Статистичні методи в біологіі: Підручник. - Х.: ХНУ ім. В. Н. Каразіна, 2007. - 288 с.

Жимулев И.Ф; под ред. Е.С. Беляева, А.П. Акифьева. Общая и молекулярная генетика - 4-е изд. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2007. - 479 с.: ил.

Коваленко Л.В. hobo-элемент как фактор нестабильности генома Drosophila melanogaster в клетках генеративных и соматических тканей // Автореферат диссертации на соискание уч. степени к.б.н. -Российская академия наук. Сибирское отделение. Институт цитологии и генетики. - 2007. - 116 с.

Козерецкая И.А. Мобильные генетические элементы Drosophila melanogaster. Популяционно-генетический аспект.// Вісник Укр..тов-ва. генетиків і селекціонерів. - 2010.-Том 8, № 1.- 23 с.

Юшкова Е.А. Влияние хронического облучения в малых дозах на динамику изменчивости экспериментальных популяций Drosophila melanogaster, отличающихся по содержанию мобильных Р-элементов. // Автореферат диссертации на соискание уч.степени к.б.н. - Москва. - 2008. - 24 с.

Васильева Л.А., Захаров И.К. Селекция изменяет паттерн мобильных генетических элементов в геноме Drosophila melanogaster.// Вестник ВОГиС. - 2008. - Том 12, №3. - 412-424 с.

Вассерлауф И.Ф. Изменение организации хромосом в ядрах трофоцитов яичников Drosophila melanogaster при инбридинге и гибридном дисгенезе.// Вестник Томского государственного ун-та. - 2008. -. №316. - 178-186 с.

Голубовский М.Д. Нестабильность генов и мобильные элементы: к истории изучения и открытия.// Университет Калифорнии, Беркли, США; mdgolub@gmail.com. Историко-биологические исследования. - 2011. - Том 3, №4. - 60-76 с.

Буфф Е.М., Симонова О.Б. Участие мобильного элемента hobo в транспозицонных событиях в системе продлённой нестабильности у Drosophila melanogaster // Генетика. - 1992. - Т.28, №12. - 73-79 с.

Иващенко Н.И., Гришаева Т.М. Особенности индуцированного мутагенеза в системах гибридного дисгенеза у Drosophila melanogaster //Генетика.. - 2002. - Т. 38, №10. - 1351-1356 с.

Коваленко Л.В., Захаренко Л.П. Транспозиции hobo-элемента в соматических клетках Drosophila melanogaster // Генетика.. - 2006. - Т. 42., №2. - 177-184 с.

Юрченко Н.Н., Коваленко Л.В. Мобильные генетические элементы: нестабильность генов и геномов.// Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2011.- Том 15, №2.- 261-266 с.

Кварец А.П., Мюссе Т.А. Динамика частоты гибридного дисгенеза у Drosophila melanogaster в контролируемых условиях хронического облученя.// Вестник Цитология и генетика.- 2010. - №3.- 21-26 с.

Голубовский М.Д. Век генетики: эволюция идей и понятий.// СПб.:Борей Арт.- 2000.81-96 с.

Артаманова В.С., Махров А.А. Генетические системы как регуляторы процес сов адаптации и видообразования (к системе микроэволюции).// Эволюционная теория: история и современность.- 2006. 381-396 с.

Шапошников М, Москалёв А. Половой диморфізм продолжитеьности жизни у Drosophila melanogaster // Вестник института биологии Коми НЦ УрО РАН.- 2006.- № 10(108)- 3-6 с.

Захаренко Л.П., Перепелкина М.П. Изменение распределения мобильных генетических элементов в геноме Drosophila melanogaster - причина или следствие селекции по количественным признакам? // Цитология.-2009.- Том 52, № 6 - 487-491 с.

Методические указания к практическим зпнятиям по большому практикуму. Генетический анализ Drosophila melanogaster.// Начальник: Каб. - Балк. Ун-т.- 2009. - 54 с.

Козак М.Ф. Дрозофила - модельный объект генетики. // Уч.-методическое пособие. - Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет». - 2007.- 87 с.

Harald Eggert. Molecular Screening for P-Elrment in a Large Genomic Region of melanogaster Using Polimerase Chain Reaction Mediated by the Vectorette // Genetics. - 1998. - V. 149. - P. 1427-1433.

Ronsseray S. Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster: influence of temperature on cytotype determination in the P-M system // Mol Gen Genet. -1984.-Р. 17-23.

Guillermo A. Drosophila I-R hybrid dysgenesis is associated with catastrophic meiosis and abnormal zygote formation // Journal of Cell Science.- 2000.-Р. 43-54.

Ronald P. van Rij1 and Eugene Berezikov. Small RNAs and the control of transposons and viruses in Drosophila. // Elsevier Ltd. All rights reserved .-2009. - Р. 163-170.

Wolfgang J. Miller Pierre Capy. Mobile Genetic Elements. // From: Methods in Molecular Biology. - 2006.- Р. 32-45.

PIMPINELLI S., M. BERLOCO, L. FANT, P. DIMITRI, S.BONACCORSI, E. MARCHETTI, R. CAIZZI. Transposable elements are stable structural components of Drosophila melanogaster heterochromatin. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA .- 1995. - Р. 3804-3808.

Orenic TV, Slusarski DC, Kroll KL, Holmgren RA. Cloning and characterization of the segment polarity gene cubitus interruptus Dominant of Drosophila. // Genes Dev. - 1990.- Р. 1053-67.

Orenic T, Chidsey J, Holmgren R. Cell and cubitus interruptus dominant: two segment polarity genes on the fourth chromosome in Drosophila. // Dev Biol. - 1987.- Nov;124(1).- Р. 50-65.

Jennifer Hepker, Qun-Tian Wang, Cynthia K. Motzny, Robert Holmgren and Teresa Vales Orenic. Drosophila cubitus interruptus forms a negative feedback loop with patched and regulates expression of Hedgehog target genes. // Development . -1997. - Р. 549-558.

RONALD J. Clock Mutants of Drosophila melanogaster.// Dev Biol.- 1971. -Vol. 68, No. 9. - Р. 2112-2116.

Білоусов О.О., Козерецька І.А.. Поширення мобільного елементу hobo в природних популяціях D. melanogaster України // Дрозофіла в експериментальній генетиці та біології: сб. научн. статей. - Х.: ХНУ, 2008. - C. 76-78 с.

Размещено на Allbest.ru