Диссертация (1144724), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Если оба гена доминантны, заглавные буквыобозначают доминантные аллели. Если второй ген является кодоминантным, заглавная А обозначает доминантнуюаллель первого гена, заглавная B обозначает в этом случае аллель второго гена, который находится в фазе притяжения сА. Если оба гена кодоминантны, заглавной буквой обозначена аллель первого родителя.Таблица 42. Длина главного корня мутанта SGEcrt и линии дикоготипа SGE в различных субстратах (среднее значение ± станд.
ошибка)Длина корня, см*ПесокВермикулитСоотношениепесок/вермикулит, %SGE13,0±1,129,1±2,044,6SGEcrt5,3±1,120,7±1,225,6СоотношениеSGEcrt/SGE, %40,871,1Генотип* Все пары средних значений достоверно различаются по критериюСтьюдента P>0,99Таким образом, было показано, что полученный мутант SGEcrtхарактеризуется повышенной чувствительностью корневой системы кплотности субстрата, что проявляется в повышенном уровне проявлениятигмоморфогенетических реакций по сравнению с линией дикого типа.3.15.5.
Анализ гормонального статуса мутанта SGEcrtБыло предположено, что проявление мутантного фенотипа связано сизменением гормональногостатуса растений. Был проведенанализчувствительности корней мутантной линии SGEcrt и линии дикого типа SGEк экзогенному ауксину. Контрольные корни линии SGE на среде MSO безауксина удваивались в длине, в то время как корни SGEcrt увеличивалисьлишь на треть от их первоначальной длины. Добавление экзогенного ауксина2,4-D приводило у линии SGE к образованию у эксплантов зеленых каллусов(Рисунок 109Д).
У линии SGEcrt добавление 2,4-D приводило к полнойнекротизации корней (Рисунок 109Е). В то же время линия дикого типа имутантнаялиниинеразличалисьпочувствительностиэксплантовмеждоузлий к ауксину.Содержание ИУК (Rt 25 мин) у мутанта SGEcrt (33,18 нг/г сырого весакорней) превышало в 2,3 раза таковое у линии дикого типа SGE (14,5 нг/гсырого веса корней). SGE и SGEcrt различались также содержаниемЗаключение421неизвестного вещества, которое появлялось как пик Rt 28,5 мин. Содержаниеданного вещества было выше в семь раз у мутантной линии по сравнению сисходной.Рисунок 109. — Развитие корневой системы у мутантной линии SGEcrt илинии дикого типа SGE в различных условиях(А) 25-дневные корневые системы линий SGE и SGEcrt, выращенных вкварцевом песке. (Б) 25-дневные корневые системы линий SGE и SGEcrt,выращенных в вермикулите.
(В) 9-дневные проростки линии SGE на средеЗаключение422MSO. (Г) 9-дневные проростки линии SGEcrt на среде MSO. (Д) 4-недельныекорни линии SGE на среде MSO с 1 мг 2,4-Д. Видны зеленоватые каллусы.(Е) 4-недельные корни линии SGEcrt на среде MSO с 1 мг 2,4-Д. Масштабнаялинейка = 10 мм.Поскольку в литературе описана стимуляция синтеза этилена придействии ауксина, а также имеются данные о вовлечении этилена впроявлениетигмоморфогенетическихреакций,былиспользованфармакологический подход для анализа роли этилена в проявлениимутантного фенотипа у линии SGEcrt.Растения мутантной и исходной линий были обработаны ингибиторомсинтезаэтилена(АВГ),действияэтилена(Ag(S2O3)23−),атакжепредшественником синтеза этилена (АЦК) и продуцентом этилена —этефоном (2-хлорэтилфосфоновой кислотой). В субстрате с высокойплотностью корневая система мутантной линии SGEcrt формировалачастичную или полную фенокопию корневой системы исходной линии приобработке ингибиторами синтеза или действия этилена (Рисунок 110).
В тоже время корневая система линии SGE формировала фенокопию корневойсистемы мутантной линии при обработке предшественником синтеза этиленаили продуцентом этилена (Рисунок 110). В субстрате с низкой плотностьювсе обработки вели к сходному фенотипическому проявлению у мутанта, ноне влияли на корневую систему исходной линии (Рисунок 110). В то жесамое время обработка ингибитором транспорта ауксина (нафтилфталамовойкислотой) не приводила к специфичному проявлению фенотипа у мутанта вусловиях роста в субстратах высокой и низкой плотности.Заключение423Рисунок 110. — Влияние экзогенного этилена на развитие корневыхсистем у линии дикого типа SGE и мутантной линии SGEcrt3.15.6.
Анализ организации тубулинового цитоскелета в кончикахкорней мутанта SGEcrtБыло предположено, что различия в корневых системах между SGE иSGEcrt вызваны различиями в организации тубулинового цитоскелета. Былпроведен анализ организации микротрубочек в кончиках корней горохалинии SGE и мутанта SGEcrt. Линия дикого типа и мутантная линияотличались по организации кортикальных микротрубочек: в клеткахкончиков корней растений линии SGE микротрубочки имели поперечнуюориентацию (относительно продольной оси клетки) по всей зоне растяжения(Рисунок111А),втовремякакумутантнойлиниипоперечноориентированные кортикальные микротрубочки встречались лишь в клеткахпроксимальной части зоны растяжения, а далее они изменяли своюЗаключение424ориентацию на косое расположение относительно продольной оси (Рисунок111Б).
Такого рода изменения в организации микротрубочек происходили вкончиках корня у растений исходной линии лишь в конце зоны растяжения.В то же время при обработке корневых систем 10 мкМ АВГ в клеткахмутантаориентациякортикальныхмикротрубочек(Рисунок111В)становилась аналогичной таковой в клетках кончиков корней линии дикоготипа SGE без обработки (Рисунок 111А) или с обработкой АВГ (Рисунок111Г). Обработка 10 мкМ этефона приводила к изменению организациикортикальных микротрубочек в клетках кончиков корней SGE в зонерастяжения: микротрубочки формировали паттерн косых микротрубочек(Рисунок 111Д), сходный с таковым у мутанта (Рисунок 111Б).
Обработкаэтефоном сохраняла паттерн кортикальных микротрубочек у мутанта(Рисунок 111Е)Рисунок 111. Организация кортикальных микротрубочек в отдельныхклетках зоны растяжения в кончиках корней у линии дикого типа SGE имутанта SGEcrtЗаключение425(А) SGE (поперечная ориентация микротрубочек), (Б) SGEcrt (косаяориентация), (В) SGEcrt + АВГ (поперечная ориентация), (Г) SGE + АВГ(поперечная ориентация), (Д) SGE + этефон (косая ориентация), Е SGEcrt +этефон (косая ориентация). Масштабная линейка = 10 мкм.Анализ организации микротрубочек в кончиках корней гороха у линиидикого типа SGE и мутанта SGEcrt, характеризующегося аномалиями вразвитиикорней,выявилразличияворганизациикортикальныхмикротрубочек. Наблюдаемая организация микротрубочек у линии дикоготипа не отличается от таковой описанной для корней гороха ранее (Adamakiset al., 2010), а также сходна с выявленной в ходе данного исследованияорганизациеймикротрубочек, характернойдля неинфицированных иколонизированных клеток клубенька (см.
раздел 3.7.). Значительные отличияворганизациимикротрубочекумутанта,вероятно,вызваныегоизмененными чувствительностью к плотности субстрата и гормональнымстатусом. Влияние плотности субстрата и динамики фитогормонов наорганизацию микротрубочек корня описано ранее (Wang et al., 2011; Panteriset al., 2013).Таким образом, было показано, что мутант SGEcrt имеет этилензависимое проявление мутантного фенотипа, характеризуясь при этомповышенной чувствительностью к плотности субстрата. Поэтому данныймутант являлся адекватной моделью для изучения влияния плотностисубстрата на процесс формирования симбиотических клубеньков с цельюсоздания растительно-микробных систем с повышенной устойчивостью кабиотическим стрессовым факторам.3.15.7.
Анализ влияния мутации Pscrt на клубенькообразованиеБылпроведенанализспособностимутантаSGEcrtкклубенькообразованию, который показал, что мутант способен формироватьклубеньки розового цвета, сходные по внешнему виду с клубенькамиисходной линии (Рисунок 112).Заключение426Рисунок 112. — Формирование симбиотических клубеньков у линиидикого типа SGE и мутантной линии SGEcrtКлубеньки указаны стрелками.Анализ гистологической организации клубеньков, формируемыхмутантной линией SGEcrt не выявил отличий от таковой у линии дикого типаSGE, причем при выращивании растений, как в вермикулите, так и вкварцевом песке (Рисунок 113). Тем не менее, растения исходной имутантной линий различались по количеству формируемых клубеньков как впеске, так и вермикулите (Рисунок 114).
В то же время добавлениеингибитора действия этилена нивелировало различия по количествуклубеньков между мутантной и исходной линиями (Рисунок 114).Рисунок 113. — Гистологическая организация клубеньков линиидикого типа SGE, выращенной в вермикулите (A) и мутантной линииSGEcrt, выращенной в вермикулите (Б) и песке (В)Заключение427I — меристема (зона I), II — зона инфекции (зона II), III — зонаазотфиксации (зона III).
Масштабная линейка = 0,5 мм.число клубеньков / растение120100SGE80SGEcrt604020**0контрольAg+этефонРисунок 114. — Эффект экзогенного этилена на клубенькообразование улинии дикого типа SGE и мутанта SGEcrtРастениявыращеныввермикулитеиинокулированыR. leguminosarum bv. viciae CIAM1026, * — мутант SGEcrt достоверноотличается от линии SGE (P>0,95).В результате проведенного химического мутагенеза был полученмутант SGEcrt, характеризующийся формированием компактной корневойсистемы с извивающимися корнями и повышенной чувствительностью кплотности субстрата.
На момент получения мутанта у гороха было описанотолько 2 мутанта с аномалиями развития корневой системы. Один их них, lm,характеризовался формированием скрученных корней и уменьшением ихразмера (Reid, Ross, 1988), другой, age, демонстрировал модифицированныйгравитропический ответ: корни росли к поверхности земли (Stinemetz et al.,1996). Проведенные тесты на аллелизм между SGEcrt, lm и age показали, чтолиния SGEcrt несет мутацию в ранее не идентифицированном гене,обозначенном как Pscrt.Было выявлено, что проявление мутантного фенотипа зависит отплотности субстрата. В кварцевом песке и на твердом агаре растенияЗаключение428формировали очень компактную корневую систему с сильно скрученнымикорнями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
