QTL MAPPING OF ESTERASE ISOZYME FORMS IN Brassica rapa L. MATURE SEEDS

Abstract

С 1960-х годов изоферменты хорошо известны как одни из наиболее распространенных биохимических маркеров. Установление общей изменчивости изоферментных систем и выявление их генетического контроля сохраняют актуальность, позволяя вскрывать тонкие механизмы взаимоотношения организма с окружающей средой и гомеостаза и разрабатывать эффективные биохимические маркеры для экспресс-оценки генетически и селекционно значимого материала. В представленной работе нами впервые идентифицированы и картированы локусы хромосом, отвечающие за проявление активности 13 различных изоформ эстераз зрелых семян у Brassica rapa L. В исследовании использовали линии удвоенных гаплоидов двух картирующих популяций -DH30 и DH38. Все выявленные изоформы эстераз по электрофоретической подвижности подразделялись на три группы. Группа изоформ А1-А3 обладала большой молекулярной массой и малой электрофоретической подвижностью, группа изоформ В1-В7 характеризовалась средней молекулярной массой и проявляла среднюю электрофоретическую подвижность, группу С1-С3 составляли изоформы с малой молекулярной массой и, соответственно, наибольшей электрофоретической подвижностью. Каждая из родительских форм (как и каждая из исследованный линий картирующих популяций) имела уникальный электрофоретический спектр изоформ эстераз. На основании полученных электрофоретических данных для обеих популяций был проведен QTL-анализ и установлены локусы хромосом, определяющие проявление каждой изоформы эстеразы, выявленной у линий картирующих популяций DH30 и DH38. Использованный подход множественного интервального QTLкартирования (composite interval mapping) в сочетании с тестом пермутации (1000 повторений) при уровне статистической значимости p < 0,05 позволил идентифицировать и локализовать на хромосомах локусы (QTL, quantitative trait loci), определяющие проявление всех изоформ эстераз, идентифицированных методом гель-электрофореза. Исключение составили изоформы А1 для популяции DH38 и изоформы В7 для популяции DH30, для которых мы не получили результатов QTLанализа из-за малого объема исходных данных по этим изоформам у соответствующей картирующей популяции. Всего картировали 35 QTL изоформ эстераз в случае картирующей популяции DH30 и 39 QTL для популяции DH38. В результате проведенного QTL-анализа выявили молекулярные маркеры, генетически сцепленные с идентифицированными локусами, и рассчитали процент фенотипической изменчивости, определяемый каждым из выявленных QTL. По данным изоферментного анализа был проведен расчет гетерозиготности для обеих популяций в каждом локусе H l и общей гетерозиготности H общ. , а также дисперсии гетерозиготности Var(H l ) по одному локусу и дисперсии средней гетерозиготности внутри каждой из популяций Var(H общ. ). Выявленная гетерозиготность рассматривалась как средняя порция локусов с двумя различными аллелями в одном локусе у одной особи и могла быть определена как наблюдаемая гетерозиготность, характеризующая часть генов, по которым изучаемая популяция гетерозиготна. Показано, что в изученных популяциях линий удвоенных гаплоидов QT...

POLYMORPHISM OF ESTERASE ISOENZYMES OF RIPE SEEDS OF SAMPLES OF RADISH (Raphanus sativus L.)

“…Следовательно, наличие у этих образцов редко встречающихся эстеразных зон связано с особенностями их селекции или агробиологической принадлежностью, что согласуется с результатами других работ (15)(16)(17)39). Так, нами (15)(16)(17) впервые была показана возможность использования оценки полиморфизма изоферментных форм эстераз для установления генетического полиморфизма не только у редиса (Raphanus sativus L.) и линий удвоенных гаплоидов Brassica rapa L., но и у гексаплоидной яровой пшеницы (Triticum aestivum L.). Схожие результаты были получены и при изучении полиморфизма различных сортов пшеницы (Triticum L.) (39).…”

“…Такими биохимическими генетическими маркерами могут быть неспецифичные эстеразы (НЭ) -комплекс ферментов, гидролизующих эфирные связи (ЕС 3.1.1.) (15)(16)(17). Известно, что в растениях эстеразный комплекс имеет внутривидовую специфичность, кроме того, этим ферментам свойственна тканевая специфичность (18)(19)(20).…”