Генетико-биохимические особенности мутантных линий сои
Вантажиться...
Файли
Дата
2018
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Астропринт
Анотація
С помощью аллозимного анализа проведен сравнительный популяционно-ге-
нетический анализ мутантных линий сои, полученных в результате химичес-
кого мутагенеза сорта Фемида, а также сортов Фемида и Корада. В качестве
белковых маркеров использовали энзимы обмена активных форм кислорода:
НАДФ•Н-оксидазу, ероксидазу и супероксиддисмутазу. Установлена значи-
тельная генетическая гетерогенность исследуемых образцов. Показано, что
генетические дистанции между разными группами сои, несмотря на высокий
уровень гетерогенности, находятся в рамках внутривидовых границ. Выявлены
достоверные корреляционные отношения между некоторыми локусами изози-
мов и рядом хозяйственно ценных признаков сои, а также геном фотопериоди-
ческой чувствительности Е7.
Метою даної роботи було вивчення генетико-біохімічних особливостей ліній сої, отриманих після обробки насіння хімічними мутагенами. Для виконання цієї мети ставилися наступні завдання: 1) визначити популяційно-генетичні по- казники зразків сої; 2) встановити генетичні дистанції між лініями і батьків- ським матеріалом; 3) виявити можливі корелятивні відносини між локусами досліджуваних ензимів і іншими генетичними системами, а також морфо-фізіо- логічними параметрами. Матеріал. Лінії, отримані шляхом хімічного мутагенезу сорту Феміда. Сорти сої Феміда і Корада. Методи. Електрофорез. Аллозимний аналіз. Як білкові маркери використову- вали ензими обміну активних форм кисню: НАДФ•Н-оксидазу, пероксидазу і супероксиддисмутазу. Методи популяційної генетики. Кореляційний аналіз. Методи описової статистики. Комп'ютерне опрацювання даних. Результати. За досліджуваними локусами зразки сої показали значний полі- морфізм, який склав 79 %. За використаних ген-ензимних систем встановлена значна генетична гетерогенність зразків сої. Статистика Райта і Gst-статисти- ка показали, що генетична гетерогенність пов’язана як з індивідуальною, так і з внутрішньо- і міжгруповою мінливістю. Внесок різних видів мінливості у загальну генетичну диференціацію був приблизно рівнозначним. Міжгрупова мінливість виявлялася у вигляді неоднакової зустрічальності різних алелей ен- зимних локусів і різної частоти альтернативних генотипів. Крім кількісної зміни частот генотипів, спостерігались інші форми трансформації генотипового скла- ду. Так, у мутантних ліній в порівнянні з батьківською формою підвищувалася частка гетерозиготних генотипів по локусах NPOX-3, -4, -5, а також SOD-3. У локусах POX-3 і POX-6, навпаки, частота гетерозигот знижувалася. У локусі POX-6 у мутантних форм порівняно з вихідним сортом спостерігалася інверсія частот гомозигот по альтернативних алелях. Описані зміни генотипового скла- ду спостерігались і за порівняння досліджуваних сортів – Феміди і Коради. В цілому, сорти Феміда і Корада були несхожі між собою за 10 з 15 поліморфних локусів (67 %). Лінія М32 відрізнялася від сорту Феміда за 5 локусами (33 %), лінія М29 – за 9 (60 %). Лінія М29 виявилась більш диференційованою з істот- ним внеском у загальну гетерогенність індивідуальної мінливості. При значній генетичної гетерогенності середня гетерозиготність за досліджуваними локуса- ми для всієї сукупності зразків була незначною і становила 7 %. Показано, що генетичні дистанції між різними групами сої, незважаючи на ви- сокий рівень гетерогенності, знаходяться в рамках внутрішньовидових меж. На підставі показника Нея лінія М32 була більш віддалена від батьківської форми, ніж сестринська мутантна лінія. Виявлено достовірні кореляційні відносини між деякими локусами ізозимів та деякими господарсько-цінними ознаками сої, а також геном фоточутливості Е7. Найбільш сильні взаємозв’язки були виявлені для пероксидази і супероксид- дисмутази, що може свідчити про важливу роль цих ензимів у регуляції проце- сів розвитку рослин.
Abstract The aim of the work was to study genetic and biochemical peculiarities of soya lines, obtained after treatment of seeds with chemical mutagens. In order to realise the stated aim the following tasks were set: 1) to determine population-genetic indices of soya samples, 2) to establish genetic distances between lines and parental material, 3) to determine potential correlative relationship between loci of the enzymes studied and other genetic systems, as well as morphological and physiological parameters. Material. The lines, obtained by chemical mutagenesis of Femida variety. Soya varieties Femida and Korada. Methods. Electrophoresis. Allozyme analysis. Enzymes of exchange of active oxygen forms: NADP N-oxydase, peroxydase and superoxyzedismutase were used as protein markers. Methods of population genetics. Correlation analysis. Methods of descriptive statistics. Computer data processing. Results. With respect to the loci studied the soya samples demonstrated considerable polymorphism, constituting 79 %. Considerable genetic heterogeneity of the soya samples was determined as to gene-enzyme systems. Wright and Gst-statistics showed that genetic heterogeneity is connected both with individual and with internal- and inter-group variability. Contribution of various types of variability into general differentiation was approximately equal. Inter-grout variability was manifested in form on different occurrence of different alleles of enzyme loci and different frequency of alternative genotypes. In addition to quantitative change of genotype frequency, other forms of genotype composition transformation were observed. So, fraction of heterozygous genotypes by loci NPOX-3, -4, -5, as well as SOD-3 increased in mutant lines in comparison with parental form. On the contrary, frequency of heterozygotes decreased in loci POX-3 and POX-6. Inversion of frequencies of homozygotes by alternative alleles was observed in locus POX-6 in mutant forms in comparison with output variety. The described changes of genotypic composition also observed in comparison of the studied varieties – Femida and Korada. On the whole, varieties Femida and Korada were different from each other by 10 of 15 polymorphic loci (67 %). Line M29 turned out to be more differentiated with considerable contribution to the general heterogeneity of individual variability. With considerable genetic heterogeneity the average heterozygosity by the studied loci was inconsiderable for the entire totality of samples and constituted 7 %. It was shown that genetic distances between different groups of soya are within intraspecific limits in spite of high level of heterogeneity. Basing on Neya index line M323 was more remote from parental form than sisterly mutant line. Reliable correlative relationship between some loci of izozymes and some economically valuable features of soya, as well as photosensitivity genome E7 were determined. The strongest interrelationship was observed for peroxidise and superoxidedismutase, which can testify to an important role of the said enzymes in regulation of plant development processes.
Метою даної роботи було вивчення генетико-біохімічних особливостей ліній сої, отриманих після обробки насіння хімічними мутагенами. Для виконання цієї мети ставилися наступні завдання: 1) визначити популяційно-генетичні по- казники зразків сої; 2) встановити генетичні дистанції між лініями і батьків- ським матеріалом; 3) виявити можливі корелятивні відносини між локусами досліджуваних ензимів і іншими генетичними системами, а також морфо-фізіо- логічними параметрами. Матеріал. Лінії, отримані шляхом хімічного мутагенезу сорту Феміда. Сорти сої Феміда і Корада. Методи. Електрофорез. Аллозимний аналіз. Як білкові маркери використову- вали ензими обміну активних форм кисню: НАДФ•Н-оксидазу, пероксидазу і супероксиддисмутазу. Методи популяційної генетики. Кореляційний аналіз. Методи описової статистики. Комп'ютерне опрацювання даних. Результати. За досліджуваними локусами зразки сої показали значний полі- морфізм, який склав 79 %. За використаних ген-ензимних систем встановлена значна генетична гетерогенність зразків сої. Статистика Райта і Gst-статисти- ка показали, що генетична гетерогенність пов’язана як з індивідуальною, так і з внутрішньо- і міжгруповою мінливістю. Внесок різних видів мінливості у загальну генетичну диференціацію був приблизно рівнозначним. Міжгрупова мінливість виявлялася у вигляді неоднакової зустрічальності різних алелей ен- зимних локусів і різної частоти альтернативних генотипів. Крім кількісної зміни частот генотипів, спостерігались інші форми трансформації генотипового скла- ду. Так, у мутантних ліній в порівнянні з батьківською формою підвищувалася частка гетерозиготних генотипів по локусах NPOX-3, -4, -5, а також SOD-3. У локусах POX-3 і POX-6, навпаки, частота гетерозигот знижувалася. У локусі POX-6 у мутантних форм порівняно з вихідним сортом спостерігалася інверсія частот гомозигот по альтернативних алелях. Описані зміни генотипового скла- ду спостерігались і за порівняння досліджуваних сортів – Феміди і Коради. В цілому, сорти Феміда і Корада були несхожі між собою за 10 з 15 поліморфних локусів (67 %). Лінія М32 відрізнялася від сорту Феміда за 5 локусами (33 %), лінія М29 – за 9 (60 %). Лінія М29 виявилась більш диференційованою з істот- ним внеском у загальну гетерогенність індивідуальної мінливості. При значній генетичної гетерогенності середня гетерозиготність за досліджуваними локуса- ми для всієї сукупності зразків була незначною і становила 7 %. Показано, що генетичні дистанції між різними групами сої, незважаючи на ви- сокий рівень гетерогенності, знаходяться в рамках внутрішньовидових меж. На підставі показника Нея лінія М32 була більш віддалена від батьківської форми, ніж сестринська мутантна лінія. Виявлено достовірні кореляційні відносини між деякими локусами ізозимів та деякими господарсько-цінними ознаками сої, а також геном фоточутливості Е7. Найбільш сильні взаємозв’язки були виявлені для пероксидази і супероксид- дисмутази, що може свідчити про важливу роль цих ензимів у регуляції проце- сів розвитку рослин.
Abstract The aim of the work was to study genetic and biochemical peculiarities of soya lines, obtained after treatment of seeds with chemical mutagens. In order to realise the stated aim the following tasks were set: 1) to determine population-genetic indices of soya samples, 2) to establish genetic distances between lines and parental material, 3) to determine potential correlative relationship between loci of the enzymes studied and other genetic systems, as well as morphological and physiological parameters. Material. The lines, obtained by chemical mutagenesis of Femida variety. Soya varieties Femida and Korada. Methods. Electrophoresis. Allozyme analysis. Enzymes of exchange of active oxygen forms: NADP N-oxydase, peroxydase and superoxyzedismutase were used as protein markers. Methods of population genetics. Correlation analysis. Methods of descriptive statistics. Computer data processing. Results. With respect to the loci studied the soya samples demonstrated considerable polymorphism, constituting 79 %. Considerable genetic heterogeneity of the soya samples was determined as to gene-enzyme systems. Wright and Gst-statistics showed that genetic heterogeneity is connected both with individual and with internal- and inter-group variability. Contribution of various types of variability into general differentiation was approximately equal. Inter-grout variability was manifested in form on different occurrence of different alleles of enzyme loci and different frequency of alternative genotypes. In addition to quantitative change of genotype frequency, other forms of genotype composition transformation were observed. So, fraction of heterozygous genotypes by loci NPOX-3, -4, -5, as well as SOD-3 increased in mutant lines in comparison with parental form. On the contrary, frequency of heterozygotes decreased in loci POX-3 and POX-6. Inversion of frequencies of homozygotes by alternative alleles was observed in locus POX-6 in mutant forms in comparison with output variety. The described changes of genotypic composition also observed in comparison of the studied varieties – Femida and Korada. On the whole, varieties Femida and Korada were different from each other by 10 of 15 polymorphic loci (67 %). Line M29 turned out to be more differentiated with considerable contribution to the general heterogeneity of individual variability. With considerable genetic heterogeneity the average heterozygosity by the studied loci was inconsiderable for the entire totality of samples and constituted 7 %. It was shown that genetic distances between different groups of soya are within intraspecific limits in spite of high level of heterogeneity. Basing on Neya index line M323 was more remote from parental form than sisterly mutant line. Reliable correlative relationship between some loci of izozymes and some economically valuable features of soya, as well as photosensitivity genome E7 were determined. The strongest interrelationship was observed for peroxidise and superoxidedismutase, which can testify to an important role of the said enzymes in regulation of plant development processes.
Опис
Ключові слова
Glycine max (L.), аллозимы, генетическая структура, генетическая дистанция, корреляция, ген Е7, фотопериодическая чувствительность, Glycine max (L.), аллозіми, генетична структура, генетична дистанція, кореляція, ген Е7, фотоперіодична чутливість, Glycine max (L.), allozymes, genetic structure, genetic distance, correlation, gene E7, photoperiodic sensitivity
Бібліографічний опис
Вісник Одеського національного університету = Odesa National University Herald