Автореферат (1145916), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Потеря функции LEC1 приводит кнеустойчивости семян к высыханию, но, кроме этого, проявления этой мутациинаблюдаются и на различных стадиях эмбриогенеза: в частности, у таких мутантов свысокой частотой наблюдаются аномальные деления клеток суспензора, а семядоли имеютчерты строения, характерные для нормальных листьев.
Также LEC1 участвует в этиоляции(Junker, Bäumlein, 2012). В то же время, сверхэкспрессия LEC1 может приводить кформированию соматических эмбрионов на вегетативных органах растения (Lotan et al.,1998).Эти данные, полученные нами результаты ПЦР в реальном времени (см. Рисунок 10 вразделе «2.2.1. Анализ способностей к СЭ у растений с изменённым уровнем экспрессиигена STF»), а также результаты анализа мутантов с потерей функции MtLEC1A, позволяютутверждать, что MtLEC1A является участником СЭ и, вероятно, играет важную роль в этомпроцессе.
Поскольку, согласно нашим данным, MtWOX9-1 также участвует в СЭ, мыпредполагаем, что взаимодействие этих ТФ имеет значение в регуляции эмбриогенеза.ЗаключениеВ нашей работе мы выявили шесть генов из семейств WOX и PIN с повышенным уровнемэкспрессии в семязачатках. В дальнейшем мы показали, что уровень экспрессии четырёх изних (MtWOX9-1, STF, MtWOX11-like и SMOOTH LEAF MARGIN1) повышается в ходе СЭ.Таким образом, в нашем случае такой способ поиска новых участников СЭ сиспользованием генеративных структур оказался весьма эффективным, несмотря на явнуюнеточность оценки (уровень экспрессии в семязачатках сравнивали с уровнем экспрессии вцелом растении).Анализ активности промоторов генов MtWOX9-1, STF и SMOOTH LEAF MARGIN1подтвердил наличие их экспрессии непосредственно в соматических эмбрионах, а также вассоциированных с ними зонах.Мы показали, что сверхэкспрессия гена STF стимулирует СЭ (вероятно, за счётизменения функционирования фитогормонов в каллусе), однако STF не являетсянеобходимым для этого процесса: потеря функции этого гена не уменьшает, а, наоборот,немного увеличивает эмбриогенность каллуса.
Потеря функции гена MtWOX11-like такжене приводит к потере эмбриогенности. Возможно, эти два гена могут замещать друг друга входе СЭ, поэтому возможным следующим шагом в исследовании является анализспособностей к СЭ у растений с одновременной потерей функции и STF, и MtWOX11-like.В то же время, сверхэкспрессия MtWOX9-1 приводит к значительному увеличениюэмбриогенности, и к изменению уровня транскрипции множества генов в каллусах, чтопозволяет предполагать наличие важной роли в СЭ у этого гена.
Исследованиетранскриптома каллусов со сверхэкспрессией MtWOX9-1, а также мутантов с потерейфункции MtWOX9-1 поможет выявить механизмы работы этого гена.Поиск ТФ, взаимодействующих с исследуемыми нами белками WOX, позволил намвыявить ещё одного участника СЭ у M. truncatula - ген MtLEC1A, продукт котороговзаимодействует с белком MtWOX9-1. Уровень экспрессии MtLEC1A значительноповышается в ходе СЭ, а потеря функции этого гена с высокой вероятностью приводит ксильному снижению эмбриогенности.Полученные данные в очередной раз свидетельствуют о сходстве процессов СЭ и ЗЭ, атакже о сходстве способов регуляции разных типов меристем. В частности, известно, чтогомолог MtWOX9-1 участвует в работе ПАМ (Wu et al., 2005). STF, другой выявленныйнами участник СЭ, поддерживает меристематическую активность клеток листовойпластинки (Tadege et al., 2011).
Ген PIN1 A. thaliana, ближайший в геноме этого растениягомолог гена SLM1, важен для закладки примордиев листьев в ПАМ (Benková et al., 2003), агомологи гена MtWOX11-like стимулируют деление клеток прокамбия при закладкепридаточных корней (Liu et al., 2014).Многие вопросы, связанные с тематикой настоящей работы, остаются неизученными. Нанаш взгляд, наиболее интересными направлениями будущих исследований являютсяследующие:1) Изучение распределения белков PIN, в частности, SMOOTH LEAF MARGIN1,MtPIN1 и MtPIN4 при формировании соматических эмбрионов2) Оценка способностей к СЭ у мутантов по генам MtWOX9-1 и SMOOTH LEAFMARGIN13) Поиск транскрипционных факторов, действующих вместе с MtWOX11-like и STF входе ходе СЭ4) Изучение биологического значения взаимодействия транскрипционных факторовMtWOX9-1 и MtLEC1AПолученные результаты могут оказаться полезными как для фундаментальныхисследований СЭ и ЗЭ, так и для разработки новых методов размножения растений спомощью СЭ.Выводы1.
У Medicago truncatula выявлены гены семейств WOX и PIN (MtWOX9-1, STF,MtWOX11-like и SMOOTH LEAF MARGIN1), а также ген транскрипционного фактораMtLEC1A, экспрессия которых ассоциирована с соматическим эмбриогенезом. Для этихгенов характерен повышенный уровень экспрессии в генеративных органах, чтоподтверждает сходство процессов соматического и зиготического эмбриогенеза.2. При изучении функций выявленных генов показано, что повышенный уровень ихэкспрессии (STF, MtWOX9-1) в каллусах Medicago truncatula приводит к повышениюэмбриогенности и сопровождается изменениями экспрессии генов, ассоциированных сметаболизмом гормонов и с соматическим эмбриогенезом.3.
Поиск белков, взаимодействующих с транскрипционными факторами семейства WOX(MtWOX9-1, STF), выявил, что MtWOX9-1 способен к взаимодействию странскрипционным фактором MtLEC1A.4. Выявленные особенности работы генов семейств WOX и PIN в ходе соматическогоэмбриогенеза подтверждают гипотезу о сходстве механизмов контроля пролиферации идифференцировки клеток в различных типах меристем.Список публикаций по теме диссертацииСтатьи:1.
Творогова В.Е. Ген STF в регуляции соматического эмбриогенеза у Medicagotruncatula / В.Е. Творогова, Ю.А.Федорова, F. Zhang, Л.А. Лутова // Физиологиярастений. - 2016. - Т. 63, № 6. - С. 823-833. Принята в печать.2. Творогова В. Е. Экспрессия генов WOX и PIN в соматическом и зиготическомэмбриогенезе у Medicago truncatula / В.Е. Творогова, М.А. Лебедева, Л.А. Лутова //Генетика. - 2015. - Т. 51, № 12.- С.
1376-13853. Творогова В.Е. Взаимодействие транскрипционных факторов и фитогормонов врегуляции активности меристем у растений / В. Е. Творогова, М.А. Осипова, И.Е.Додуева, Л.А. Лутова // Экологическая генетика. - 2012. - T. 10, № 3. — С. 28-40Тезисы конференций:1. Творогова В.Е., Федорова Ю.А., Лутова Л.А. Гены WOX и PIN в соматическомэмбриогенезе у Medicago truncatula // Тезисы годичного собрания общества физиологоврастений России.
Сигнальныесистемы растений: от рецептора до ответной реакцииорганизма. 21–24 июня 2016, С.-Петербург, Россия —Санкт-Петербург, — 2016. — С.1352. Tvorogova VY, Osipova MA, Lutova LA Medicago truncatula WOX and PIN genes:participation in somatic embryogenesis // Book of Abstracts, International Symposium onAuxins and Cytokinins in Plant Development, June 29 - July 4th 2014, Prague, CzechRepublic — Prague, Czech Republic, — 2014.3. Осипова М.А., Творогова В.Е., Додуева И.Е., Лутова Л.А.
Роль основныхмеристем-специфичных транскрипционных факторов в развитии растений // IVМЕЖДУНАРОДНАЯ ШКОЛА ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ «Эмбриология, генетика ибиотехнология», Пермь, 3-9 декабря — г. Пермь, — 2012. — С. 99-103.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
