Автореферат (1145916)
Текст из файла
Санкт-Петербургский государственный университетНа правах рукописиТворогова Варвара ЕвгеньевнаГены WOX и PINв регуляции соматического эмбриогенезау Medicago truncatulaСпециальность: 03.02.07 ГенетикаАвторефератдиссертации на соискание учёной степеникандидата биологических наукНаучный руководитель:д.б.н., проф. Л.А.
ЛутоваСанкт-Петербург2016Работа выполнена на кафедре генетики и биотехнологии биологического факультетаФедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования "Санкт-Петербургский государственный университет"Научный руководитель:Людмила Алексеевна Лутова, доктор биологических наук,профессор кафедры генетики и биотехнологии,Санкт-Петербургский государственный университет.Официальные оппоненты:Нина Борисовна Брач, доктор биологических наук, ведущийнаучный сотрудник Федерального исследовательского центра«Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И.
Вавилова (ВИР)»Елена Константиновна Хлесткина, доктор биологических наук,заведующийсекторомфункциональнойгенетикизлаковФедерального государственного бюджетного научного учреждения«Федеральный исследовательский центр Институт цитологии игенетики Сибирского отделения Российской академии наук».Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образования «Московский государственныйуниверситет имени М.В.
Ломоносова».Защита диссертации состоится 19.01.2016 в _____ часов на заседании совета Д.212.232.12.по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-ПетербургскомГосударственном университете по адресу: 199034 Санкт-Петербург, Университетская наб.,д. 7/9, СПбГУ, биологический факультет, кафедра генетики и биотехнологии, аудитория 1.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им.
М. ГорькогоСанкт-Петербургского государственного университета и на сайте Санкт-Петербургскогогосударственного университета (https://disser.spbu.ru/files/disser2/disser/pmFdqxJV5d.pdf)Автореферат разослан ___________________ 2016 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д.212.232.12,доктор биологических наукМамон Людмила АндреевнаАктуальность исследования.Соматический эмбриогенез (СЭ) у растений – это процесс, при котором незиготическиеклетки формируют эмбрионы, которые проходят через характерные стадии эмбриональногоразвития, в конечном счёте формируя новое растение (Chen, 2009). Многие виды растенийхранят в себе потенциальную способность к СЭ, однако у большинства из них дляобразования соматических эмбрионов необходимы специфические условия in vitro,которые обычно включают в себя обработку гормонами, и развитие эмбриогенного каллуса.Явление СЭ широко используется для генетической трансформации растений, а такжедля получения искусственных семян.
Поиск и изучение регуляторов этого процесса важныдля улучшения методик получения соматических эмбрионов.СЭ имеет множество черт, характерных для обычного, зиготического эмбриогенеза (ЗЭ).В частности, в ходе развития соматического эмбриона обычно можно различитьморфологические стадии, характерные для ЗЭ. Кроме того, большинство исследованныхгенов, работающих в ходе ЗЭ, функционируют и при СЭ.К числу регуляторов ЗЭ можно отнести транскрипционные факторы (ТФ) из семействаWUSCHEL-LIKE HOMEOBOX (WOX2, WOX8 и WOX9 и другие) Эти факторыопределяют судьбу отдельных клеток эмбриона, которые в дальнейшем дают началоразличным частям зародыша (Haecker et al., 2004).Наряду с работой ТФ, крайне важным для развития эмбриона и закладки его полярностиявляется градиент ауксина, в создании которого принимают участие мембранныетранспортёры семейства PIN-FORMED (PIN). На ранних этапах развития зиготическогоэмбриона у Arabidopsis thaliana функционируют транспортёры ауксина PIN1, PIN4 и PIN7,локализованные на наружной мембране клеток.
Они участвуют в формированииапикально-базальной оси и в закладке семядолей (Friml et al., 2003).Для ряда генов WOX и PIN показано их участие в процессах СЭ. Например, генWUSCHEL является стимулятором СЭ у Capsicum chinense (Solís-Ramos et al., 2009), а PIN1участвует в процессах закладки и формирования соматических эмбрионов у A.
thaliana (Suet al., 2009). Можно предположить, что и у других видов в СЭ участвуют разные ТФ WOX итранспортёры PIN, взаимодействуя друг с другом и выполняя разные функции. Изучениефункций этих белков позволит глубже понять механизмы СЭ а также то, каким образом,через каких посредников влияют на него гормоны и другие факторы, для которых былапоказана их значимость для СЭ.Целью данной работы является поиск и изучение новых регуляторов соматическогоэмбриогенеза среди генов семейств WOX и PIN Medicago truncatulaДля достижения цели были сформулированы следующие задачи исследования:1.Выявление генов семейств WOX и PIN, экспрессирующихся в ходе СЭ1.1.
Количественный анализ экспрессии генов семейства PIN Medicago truncatula в ЗЭ и СЭ1.2 Количественный анализ экспрессии генов семейства WOX Medicago truncatula в ЗЭ и СЭ2. Изучение функций исследуемых генов в СЭ2.1. Визуализация экспрессии исследуемых генов WOX и PIN2.2. Анализ способностей к СЭ у растений с изменённым уровнем экспрессии гена STF2.3. Анализ способностей к СЭ у растений со сверхэкспрессией MtWOX9-12.4.
Анализ способностей к СЭ у растений с потерей функции MtWOX11-like2.5. Поиск белков, взаимодействующих с исследуемыми ТФ WOX в процессе СЭОсновные положения, выносимые на защиту.1. Экспрессия генов MtWOX9-1, STENOFOLIA, MtWOX11-like, SMOOTH LEAF MARGIN1и MtLEC1A ассоциирована с процессом СЭ.2. Сверхэкспрессия STENOFOLIA и MtWOX9-1 в каллусах Medicago truncatula приводитк повышению эмбриогенности и сопровождается изменениями в уровнях экспрессии генов,предположительно участвующих в СЭ3. MtWOX9-1 способен к взаимодействию с транскрипционным фактором MtLEC1A,участвующим в СЭНаучная новизна диссертационной работы.
Впервые было показано участие впроцессах СЭ генов STENOFOLIA, MtWOX9-1 и SMOOTH LEAF MARGIN1, а также впервыебыли получены и описаны растения Medicago truncatula с потерей функции геновMtWOX11-like и MtLEC1A. Впервые показано, что сверхэкспрессия генов STENOFOLIA иMtWOX9-1 увеличивает способность к СЭ. Впервые выявлено взаимодействие белковMtWOX9-1 и MtLEC1A. В ходе работы впервые созданы векторные конструкции дляанализа экспрессии генов MtWOX11-like и SMOOTH LEAF MARGIN1.Теоретическая и практическая значимость работыПолученные в работе результаты позволили выявить два новых гена семейства WOX иодин ген семейства PIN, участвующие в СЭ.
Показано, что промоторы этих генов активнынепосредственно в соматических эмбрионах, а также в ассоциированных с ними зонах, атакже показано влияние изменения уровня экспрессии генов MtWOX9-1 и STENOFOLIA наинтенсивность СЭ. Практическая значимость работы определяется тем, что СЭ широкоиспользуется в биотехнологии для трансформации и размножения растений. Выявленныемеханизмы регуляции позволят улучшить имеющиеся или разработать новые протоколыкультивирования растений in vitro.Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывали наследующих конференциях: на IV международной школе для молодых учёных«Эмбриология, генетика и биотехнология» (Пермь, Россия, 2012 год), на международнойконференции «International Symposium on Auxins and Cytokinins in Plant Development»(Прага, Чехия, 2014), и на годичном собрании общества физиологов растений России(Санкт-Петербург, Россия, 2016).Структура и объем диссертации.
Текст диссертации состоит из следующих разделов:“Введение”, “Обзор литературы”, “Материалы и методы”, “Результаты и обсуждение”,“Заключение”, “Выводы”и “Использованная литература”. Диссертация представлена на150 страницах и содержит 21 рисунок и 6 таблиц. В “Списке цитируемой литературы”представлены 227 источников.Материалы и методыРастительный материал. В работе использовали растения Medicago truncatula Gaertnлиний A17 и 2HA, полученных из сорта Jemalong, и линии R-108, полученной из экотипа108-1. Также в работе использовали трансгенные растения M.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
