Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Генетические компоненты жаростойкости растений

10.11.2018

Локусы количественных признаков (QTL). Выявлено 6 локусов, ответственных за 53% генетической вариабельности термостабильности клеточных мембран (TKM) в популяции рекомбинантных инбредных линий кукурузы. В этой же популяции идентифицированы 5 локусов прорастания пыльцы и 6 локусов роста пыльцевых трубок при высоких температурах. В популяции яровой пшеницы наследуемость TKM в широком смысле составила 89%.

Генетический анализ признаков. В популяции рекомбинантных инбредных линий яровой пшеницы, выращиваемой в условиях жаркой летней погоды в Израиле, приобретенная устойчивость к высоким температурам хорошо коррелировала с урожайностью. Термостабильность клеточных мембран хорошо коррелировала с жаростойкостью проростков пшеницы в четырех регионах с очень жаркой погодой — Мексике, Судане, Индии и Бразилии.

На участие БТШ в обеспечении жаростойкости указывает анализ небольшого набора рекомбинантных инбредных линий озимой пшеницы. Аналогичное заключение о значимости хлоропластных БТШ в обеспечении жаростойкости получено для 9 генотипов томата. Устойчивость генотипов к высоким температурам хорошо коррелировала с экспрессией БТШ 45.

Генетический анализ доноров жаростойкости. Важнейшей компонентой термотолерантности является жароустойчивость процессов экспрессии гена. ТШ изменяет экспрессию гена, индуцируя дополнительные БТШ и ингибируя экспрессию многих генов, обычно экспрессируемых в нормальных температурных условиях. Матричные РНК, кодирующие другие белки (не БТШ), во время ТШ дестабилизируются.

Накапливается все больше данных об участии БТШ в обеспечении жаростойкости растений. Так, дителосомная линия пшеницы с отсутствующим длинным плечом хромосомы 1B (DTIBS), приобретшая термотолерантность при более низких температурах индукции, лучше защищена от повреждений при действии жары. Соответственно, экспрессия БТШ у этой линии индуцировалась при температуре на 4 °C ниже, чем у исходного сорта Чайниз Спринг. Видимо, длинное плечо хромосомы 1B содержит гены, репрессирующие как реакцию на ТШ при относительно низких температурах, так и термотолерантность. Дителосомная линия с отсутствующим длинным плечом хромосомы 7D, напротив, оказалась восприимчивой к жаре и обнаружила пониженную экспрессию некоторых БТШ. Из этого следует, что данная хромосома содержит гены, необходимые для индукции синтеза нескольких БТШ и приобретения термотолерантности. Если участие БТШ в жароустойчивости зерновых культур будет доказано, аллельный состав и молекулярное разнообразие семейств БТШ может быть существенным в детерминации устойчивости сорта к ТШ.

Данные, полученные с использованием трансгеноза и мутаций на незерновых культурах, подтверждают важную роль БТШ в жаростойкости растений. Недавно были идентифицированы 4 геномных локуса, детерминирующих способность арабидопсиса приобретать термотолерантность. С этой целью были использованы жаровосприимчивые мутанты этого растения. Ген, кодирующий БТШ 101, находился в одном из этих локусов. С использованием метода обратной генетики показано, что экспрессия БТШ 70 определяет способность арабидопсиса приобретать термотолерантность.

Изучение генетического разнообразия сортов и экотипов зерновых культур полезно для выявления новых QTL и аллелей, в будущем полезных для повышения жаростойкости зерновых культур. Популяции диких видов, в отличие от современных сортов, характеризуются гораздо более высокой вариабельностью по жаростойкости. Это типично для самоопыляемых культур, таких, как пшеница, у которых уровень генетической вариации составляет лишь небольшую долю от имеющейся в природе. Недавно в Мексике в опытах с использованием 1200 местных сортов из регионов с контрастными температурными условиями, отличающихся по продуктивности, белковости зерна, устойчивости к вредителям и болезням, выявлена тесная корреляция между содержанием хлорофилла во флаговом листе и массой 1000 семян. Это позволило идентифицировать сорта с выдающимися признаками. Дикие аллели для важных агрономических признаков очень востребованы в селекционном процессе, поскольку происходит быстрое истощение генетического пула культурных сортов.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: