Межлабораторный семинар по генетике растений 2 декабря 2016 года, ИЦиГ

Межлабораторный семинар по генетике растений состоится 2 декабря 2016 года в 10-00 в конференц-зале ИЦиГ.

Повестка: утверждение темы докторской диссертации Щербань Андрей Борисович (снс лаб. молекулярной генетики и цитогенетики растений.

Тема: Эволюционные аспекты формирования аллополиплоидных геномов злаков

Аннотация: В работе рассматриваются эволюционные изменения, затрагивающие различные компоненты генома в ходе формирования аллополиплоидных форм злаков. К этим компонентам относятся: 1) высокоповторяющиеся некодирующие последовательности ДНК, в частности, мобильные элементы класса LTR ретротранспозонов; 2) семейства генов рРНК (45S и 5S рРНК); 3) белок-кодирующие уникальные гены на примере гена яровизации VRN-1. Оценивается роль этих компонентов и особенности их эволюции на ранних этапах формирования аллополиплоидов (стадии быстрых геномных изменений) и более поздних этапах, связанных со структурно-функциональной дивергенцией генов-гомеологов и процессами диплоидизации полиплоидного генома. В качестве модели для изучения ранних этапов аллополиплоидизации были использованы искусственные амфиплоиды пшеницы. Материалом для исследования более поздних стадий служили, в первую очередь, разнообразные сорта гексаплоидной пшеницы, а также различные образцы ее тетраплоидных и диплоидных предшественников.
Отдельная часть работы посвящена анализу структурной эволюции ретротранспозонов у видов комплекса Оfficinalis, включающего наибольшее количество полиплоидных видов риса (род Oryza).

Помимо анализа структурной дивергенции различных последовательностей ДНК, был проведен анализ экспрессии отдельных компонентов, а именно, генов рРНК, а также VRN-1 гомеологичных генов в составе аллополиплоидных форм. Данная часть работы позволила впервые показать, что на ранних стадиях аллополиплоидизации у пшеницы феномен ядрышкового доминирования сопряжен с делецией неактивной части рибосомальных генов одного из родительских геномов, а также связать этот феномен с эпигенетическим механизмом метилирования ДНК. В случае VRN-1 генов показано определяющее влияние структуры различных регуляторных районов (промотора и первого
интрона) на уровень транскрипции этих генов и предложена эпигенетическая модель регуляции транскрипции VRN-1 локуса в зависимости от структуры первого интрона. В результате представлена схема регуляции срока колошения у яровых форм пшеницы, в которой роль драйвера выполняет доминантный эпистатический VRN-1 ген, уровень экспрессии которого определяет уровень транскрипции остальных гомеологов, в том числе, рецессивных (скоординированная транскрипция). Разнообразие вариантов-аллелей, различающихся по структуре регуляторных районов, в составе различных гомеологов создает большое разнообразие паттернов регуляции, влияющих на срок колошения, что, в свою очередь, создает возможности для широкой адаптации аллополиплоидов к различным климатическим условиям.

При изучении структурной дивергенции VRN-1 генов, начиная от диплоидных предков пшеницы, была продемонстрирована существенная роль селекции в накоплении и распространении доминантных аллелей, связанных с яровым образом жизни, и комбинаций этих аллелей оптимальных для тех или иных условий у полиплоидной пшеницы.

Приглашаются все желающие.