Автореферат (1145854), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В изучаемых популяционных системах 7 диплоидныхгибридных самок производили ооциты с 13 бивалентами P. ridibundus.11Рисунок 2. Предполагаемые механизмы оогенеза, типичные для триплоидных гибридныхлягушек с генотипами RRL и диплоидных гибридных лягушек. (a) Во время оогенеза убольшинства проанализированных триплоидных гибридов с геномной композицией RRLпроизошла элиминация генома L (синий), в то время как два оставшихся генома R (коричневый иоранжевый) без эндорепликации сформировали 13 бивалентов. (б) В оогенезе у большинствапроанализированных диплоидных гибридов произошла элиминация генома L (синий), в то времякак оставшийся геном R (оранжевый) эндореплицировался, чтобы сформировать 13 бивалентов.(в) У некоторых диплоидных гибридных самок во время оогенеза отсутствовал этап элиминациигенома. Прохождение эндорепликации или отсутствие эндорепликации приводило кформированию ооцитов с 26 бивалентами или 26 унивалентами.Формирование ооцитов с 13 бивалентами, соответствующими хромосомамP.
ridibundus, было показано для диплоидных лягушек из польской популяционнойсистемы, в которой гибриды обитают совместно с двумя родительскими видами(Bucci et al., 1990). Для формирования таких ооцитов у диплоидных гибридовдолжна была произойти элиминация генома P. lessonae, с последующейэндорепликацией оставшегося генома P. ridibundus (Рисунок 2б). В отличие оттриплоидов биваленты диплоидных гибридов состоят из идентичных копий,формирующихся после эндорепликации, поэтому рекомбинация не увеличиваетгенетическое разнообразие в гаметах этих гибридов.Кроме того, у 5 диплоидных гибридных самок мы обнаружили ооциты с 26 биили унивалентами с геномами обоих родительских видов или только с геномомP.
ridibundus. Такие хромосомные наборы в ооцитах свидетельствуют оботклонениях от элиминации и эндорепликации геномов в раннем гаметогенезе.12Можно заключить, что в ооцитах с 26 унивалентами с геномами обоих родительскихвидов не происходила ни элиминация, ни эндорепликация геномов (Рисунок 2в). Вто же время, для формирования ооцитов с 26 бивалентами, где 13 бивалентовсоответствуют хромосомам типа ЛЩ P. ridibundus, а 13 бивалентов соответствуютхромосомам типа ЛЩ P. lessonae, в гаметогенезе, очевидно, произошел раундэндорепликации геномов без этапа элиминации (Рисунок 2в).
Для формированияооцитов с 26 уни- и бивалентами с хромосомами только P. ridibundus долженпроизойти этап элиминации генома P. lessonae и один или два раундаэндорепликации оставшегося генома P. ridibundus.Мы можем заключить, что большинство диплоидных и триплоидных гибридовпроизводят ооциты с различными хромосомными наборами. Мы полагаем, чтопроцессы элиминации или эндорепликации геномов могут происходить независимово время развития различных популяций зародышевых клеток. Геномнаядупликация в гаметогенезе широко распространена среди клональных животных, вто время как в норме не происходит у видов, размножающихся половым путем.Пропуск клеточного деления после стадии синтеза ДНК во время клеточного цикла,названный эндорепликацией, является одним из наиболее вероятных механизмовдупликации геномов (Edgar, Orr-Weaver 2001; Neaves, Baumann, 2011).Роль гамет, производимых ди- и триплоидными гибридными лягушками, ввозникновении диплоидных гибридов и особей P.
ridibundusДля того чтобы установить дальнейшую судьбу ооцитов, производимыхгибридами, а также показать роль ди- и триплоидных гибридов в популяционныхсистемах, мы осуществили серию скрещиваний гибридных лягушек друг с другом ис особями родительского вида.После скрещивания 8 триплоидных самок с генотипом RRL с диплоиднымисамцами и одним триплоидным самцом с генотипом RRL мы получили 262головастика, которых можно разделить на 3 группы: 4 кладки только сголовастиками P.
ridibundus, 1 кладка только с головастиками P. esculentus, и 3кладки с головастиками как P. ridibundus так и P. esculentus. После анализахромосом типа ЛЩ у всех гибридных самок, участвовавших в скрещиваниях, мыустановили, что все ооциты содержали 13 бивалентов, соответствующиххромосомам P. ridibundus (Рисунок 3а). Таким образом, мы можем предположить,что ооциты с 13 бивалентами, производимые триплоидными гибридными самками сгенотипом RRL, дают начало диплоидным животным путем формированиягаплоидных гамет с геномом P. ridibundus (Рисунок 3а). Ранние исследования поскрещиваниям между ди – и триплоидными гибридами из популяционных систем LE- и E-типов показали аналогичный вклад триплоидных гибридов в возникновение13диплоидов (Graf, Polls Pelaz, 1989; Christiansen et al., 2005; Plotner, 2005; Christiansen,Reyer 2009; Arioli et al., 2010; Pruvost et al., 2013).После скрещивания двух диплоидных гибридов друг с другом мы получили 11триплоидных гибридных головастиков с генотипами RRL и LLR.
В другомскрещивании двух диплоидных гибридов мы получили 19 триплоидныхголовастиков с генотипами RRL и LLR, а также 10 диплоидных головастиковP. esculentus и 9 особей P. ridibundus. Анализ хромосом типа ЛЩ показал наличие вооцитах обеих самок 13 бивалентов, соответствующих хромосомам P. ridibundus, 26би- и унивалентов, где 13 би- или унивалентов соответствуют хромосомамP.
ridibundus, а 13 би- или унивалентов соответствуют хромосомам P. lessonae(Рисунок 3б). Наши результаты подтверждают предположение о том, что ооциты с26 бивалентами могут проходить мейоз и формировать диплоидные гаметы сгеномами P. ridibundus и P. lessonae (Рисунок 3б). В большинстве известныхпопуляционных систем, в которых гибриды обитают с особями P. lessonae, а такжепопуляционных систем, представленных исключительно гибридными животными,триплоидные гибридные лягушки появляются после оплодотворения диплоидныхгамет, производимых диплоидными гибридными самками (Uzzell, Berger, 1975;Berger, Roguski, 1978; Christiansen et al., 2005; Christiansen, 2009; Arioli et al., 2010;Pruvost et al., 2013).
В изучаемых популяционных системах R-E типа мыобнаружили неожиданную ситуацию, когда диплоидные и триплоидные самкипроизводят гаметы с геномом P. ridibundus несмотря на то, что гибридные лягушкиобитают с особями P. ridibundus (Рисунок 3а,б) (Dedukh et al., 2015). Этосущественно отличается от большинства европейских популяционных систем R-Eтипа, в которых геном P. ridibundus должен элиминироваться, а геном P. lessonae –передаваться в гаметы. В изучаемых популяционных системах обе формытриплоидных гибридов зеленых лягушек не могут производить триплоидов изависят от диплоидных гибридных самок, производящих нередуцированные гаметы,а также, вероятно, единичных триплоидных самок с генотипом LLR (Рисунок 3а,б).Триплоидные гибридные самки с генотипом RRL предположительно могутзамещать особей P.
ridibundus посредством производства рекомбинантныхгаплоидных гамет с геномом P. ridibundus. Тем не менее, особи P. ridibundusрегулярно возникают в изучаемых популяционных системах из-за большогоколичества мужских и женских гамет с геномом P.
ridibundus. В большинствеизвестных гибридных комплексов, включающих рыб и амфибий, триплоидныегибриды воспроизводятся посредством гиногенеза или клептогенеза (Dawley, Bogart1989; Bogart et al., 2007; Schön et al., 2009). Тем не менее, возникновениегиногенетических и клептогенетических триплоидных гибридных форм практическивсегда зависит от диплоидных самок, которые производят нередуцированные14Рисунок 3. Схема, иллюстрирующая вклад ди- и триплоидных гибридных лягушек вподдержание популяционных систем R-E типа. (а) Скрещивания триплоидных гибридных самок сгенотипом RRL и диплоидных гибридных самцов приводят к возникновению головастиковP. ridibundus и диплоидных головастиков P.
esculentus. (б) Скрещивания двух диплоидныхгибридных лягушек приводят к возникновению триплоидных головастиков с генотипами RRL иLLR, диплоидных головастиков P. esculentus, а также головастиков P. ridibundus.яйцеклетки (Schultz, 1977; Bogart et al., 1987; Dawley, 1989; Bogart et al., 2007; Jankoet al., 2007; Loewe, Lamatsch, 2008). Триплоиды в других гибридных комплексах(гибридные комплексы Misgurnus anguillicaudatus, Squalius aluruoides, Phoxinus eosneogaeos), производят рекомбинантные гаплоидные гаметы, которые дают началодиплоидным гибридам.
При этом диплоидные самки необходимы длявозникновения триплоидных гибридов, так как они производят диплоидныеяйцеклетки (Goddard, Dawley 1989, Alves et al., 2001; Morishima et al., 2004).Сходные механизмы в различных гибридных комплексах отражают параллельноеразвитие механизмов, обеспечивающих поддержание триплоидных гибридов впопуляционных системах.Обнаружение и характеристика процесса элиминации генома в гонадахгибридных головастиков.Для описания способа избирательной элиминации генома в ходе гаметогенезагибридов мы провели анализ гонад ди- и триплоидных гибридных головастиков игонад головастиков P.
ridibundus. Морфологический анализ гонад особейP. ridibundus с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопиипозволил сопоставить стадии развития гонад с описанными ранее (Ogielska, Kotusz,2004). Первичные и вторичные гонии были хорошо различимы и представлялисобой крупные клетки с более диспергированным окрашиванием хроматина иналичием амплифицированных ядрышек (Рисунок 4а).15Рисунок 4. Микроядра в гонадах диплоидных (б) и триплоидных (в,г,д) гибридныхголовастиков, но не в гонадах головастиков P. ridibundus (а).
В микроядрах, по сравнению сядрами зародышевых клеток обнаружено накопление модификаций гистонов характерных длягетерохроматина: триметилированный по лизину 9 гистона Н3 (в) и диметилированный по лизину27 гистона H3 (г). FISH с зондом к центромерному повтору RrS1 показала отсутствиецентромерных районов P. ridibundus в микроядрах (д). Масштабный отрезок длямикрофотографий (а,б) = 50 мкм, для микрофотографий (в,г,д) = 10 мкм.В гонадах 18 диплоидных и 22 триплоидных гибридных головастиков,полученных в результате лабораторных скрещиваний, мы обнаружили DAPIпозитивные тельца (микроядра) различного размера в цитоплазме зародышевыхклеток (Рисунок 4б-д). Микроядра присутствовали на всех исследованных стадияхразвития гибридных головастиков, но не особей родительского вида (Рисунок 4б).Мы не смогли обнаружить ни одного случая отставания хромосом во времяанафазы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
