Введение к работе
Актуальность проблемы.
ОдНОКЛеТОЧНаЯ ЗвЛвНаЯ ВОДОрОСЛЪ СЫ. eja(ydoiaor»3
широко используется как модель высших растений в исследованиях по генетике фотосинтеза. Изучение генетических коллекций chiamydoraonas reiniierdtii, получэшют з результате пригловонгя оригинальных методов отбора мутантов, внесло существенный вклад в формирование современных представлении о структуре и функциях фотосинтетического
ПППВраТП И ИГ. ГвНеТНЧеСКОМ КОНТрОЛв
.Хлорофилл ь (ХЛЬ) - основной свдчгособираидий пигквы
фОТОСИНТеза ВЫСШИХ раСТеНИЙ И ЗеЛеНЫХ ВОДОрОСЛеЙ CThornber,ie75:>.
Генетическое изучение хлорофилл ь - дефицитных мутантов хламидомонады необходимо для выяснения механизмов биосинтеза хлорофилла ь и роли этого пигмента в формировании пигмент-белково-липидннх комплексов хлоропласта.
Одиночные хлорофилл ь - дефицитные мутанты были получены независимо в трех лабораториях и затем изучены биохимическими и биофизическими методами (Ладыгин и др.,І979;міеь*і »t »1.,іавз; cornier *t ai..ioee). Генетический анализ одного из втих мутантов (С-48) позволил установить Менделэвский характер наследования признака и рецессивность мутантной аллели (Чунаев и др.,1981). К началу нашей работы вопросы о количество и локализации генов, детерминирующих признак "хлорофилл ь - дефицитность" оставались нерешенными ввиду отсутствия способа качественной оценки мутантного фенотипа и, как следствие, коллекции мутантов. Эти вопросы, о такяэ создание методических предпосылок для их решения стали предметом нашего исследования.
Цель и задачи исследования.
Цель настоящей работы заключалась в получении и генетическом анализе ХЛЬ-дефицитных мутантов хламидомонады. В соответствии с целью были ПООТВВЛ9НЫ следующие задачи:
- разработка селективной системы для отбора ХЛЬ-дефицитклс
создание коллекции ХЛЬ-дефицитных мутантов
генетический анализ мутантов
Научная новизна.
Нами разработан аффективный метод отбора ХЛЬ-дефицитных мутантов. Предложены качественный флуоресцентный метод на первом этапе отбора и использование светочувствительного мутанта по гену itsi-з в качестве селективной системы, повышающей чаототу выявления ХЛЪ-дефицитных мутантов на два порядка.
Получена коллекция ХЛЬ-дефицитвых мутантов. Установлена
аллеЛЬНОСТЬ 55 Мутаций В Гене сЬпІ Cchlorophyll Ь *nd neoxanthln
deficiency). Показано, что штамм ряіоі несет мутантную аллель іогі-1, приводящую к блоку синтеза специфического ксантофилла водорослей - лороксантина. Мутантные аллели генов сЬпі и іогі- рецессивны. Ген сьш картирован в первой хромосоме на расстоянии 40 сМ от центромеры. Сцепление гена іьгі со своей центромерой составило 12.4 сМ.
Провели изучение взаимодействия ядерных и хлоропластных генов, контролирующих биогенез фотосинтетического аппарата, проявление Мутантная аллель хлоропластного гена c-u-i приводила к уменьшению соотношения ХЛа/ХЛЬ на фоне cbni~48 до 140-660 по сравнению с еегрегантами генотипа cbni-48, с-сі-і*, у которых оно превышает 1000. Мутантная аллель сьпі-*в проявляла аллеле- и геноспецифичную супрессию признака светочувствительности.
Практическая значимость.
Разработка новых методов отбора мутантов хламидомонады, рассматриваемой в качестве модельного объекта растительной клетки, монет быть использовс:іа при планировании аналогичных работ на высших растениях. Флуоресцентные методы скрининга легко модифицировать для выделения форд с желательным изменением состава светособирвших пигментов и высоким уровнем интенсивности фотосинтеза.
Качественный метод отбора ХЛЪ-дефицитных мутантов был использован при обучении студентов СПбУ на практических занятиях по генетике микроорганизмов.
Апробация работы.
Основные результаты диссертации были представлены на конференции "Экологическая генетика растений и животных", Кишинев, 1981; конференции "Проблемы и пути повышения устойчивости растений
- Б -
к ПСЛ93ЕГУ п "ксгреиельлка ус-;ог:Лі2і срзда б cr-ізп с задачами с-злзкцез" , йзі-итя-рад, IS8I; ко:2фэ[щзцак "Адзнттрк и роксмбзшогонэз 5- їс.Р«-У1кмх рястетзй", Ккггг^2. 19вЯ; 1-м Оио&ізичоском съ&здэ, Mors;*:, 1932; сяашсзнзпк "гЪлэкудпрЕКэ моі;а^зізни рзпл2кац»пі, реггерт?»я л: рэксыбпзацнп в норье я ігри дсЗсть"лк радиации у ^rxrjprzor", ibexes», 1?сл2; n.j v .^ездз ЯСГяС іл:, її. і:, Баш^о" Москва, 1337; аа 1-й Есе з. кж&^рсшфГ- "лктуал^і&л qx:6.:o>a; оопрвшнной альгологии", Чэрносси, IS87; на мекд. конференции по
"Фотосинтез я фотобнотэхнологап*", ііудани, їіії, і.й "Г""-сє'лшараг лаботаторая гвнэтика глгкрсюрганигмоз ЕйНШї СГОУ.
Объем и структура работы.