Введение к работе
Актуальность проблемы. Результаты кариологических
исследований видов разной степени филогенетической разобщенности представляют основной интерес при изучении эволюции геномов млекопитающих. Долгое время работы по сравнительной цитогенетике сдерживались отсутствием надежных способов идентификации хромосом. Только с внедрением альтернативных методов дифференциальной окраски прометафазных хромосом появилась реальная основа для создания цитологических карт хромосом высокого уровня разрешения окраски, что особенно актуальна для таких видов как крупный рогатый скот и овца, которые обладают сложными кариотипами, состоящими из большого числа трудно идентифицируемых элементов. Построение GTG- и RBG-цитологических карт хромосом высокого уровня разрешения окраски для данных видов способствует решению многих проблем в числе которых -детальный анализ хромосомных перестроек, произошедших de novo в популяциях домашнего скота или имевших место в эволюции таксона; картирование геномов домашних животных; изучение особенностей кариотипической эволюции парнокопытных.
Методы дифференциального окрашивания хромосом достаточно эффективны, в основном, при сравнительном анализе хромосомных наборов близких видов. Так, внутри семейства полорогих установлены районы хромосомных гомологии и определены перестройки хромосом, имевшие место в ходе эволюции. При попытке же сравнить кариотипы далеко дивергировавших групп из разных подотрядов парнокопытных, например, свиней и полорогих возникают сложности (Графодатский и др., 1990). В качестве дополнительного критерия при анализе кариотипов филогенетически разобщенных видов все чаще привлекают данные по картированию геномов сравниваемых видов (Nash & (УВгіеп, 1982; Sawyer, 1991). Следует отметить, что физические карты крупного рогатого скота, овец и свиней мало насыщены, и лишь для небольшого числа генов установлена вігутрихромосомная локализация. В настоящее время картировано около 350 генов крупного рогатого скота, более 60 генов овцы и свыше 80 генов свиньи (Fries et al.,1993; Echard, 1993; Yerle et al., 1995). При сравнении столь мало изученных геномов появляется необходимость сопоставления их с геномом человека, обладающего наиболее насыщенной физической картой. Сравнительный анализ физических карт геномов человека, крупного рогатого скота и свиньи указал на сохранение у них некоторых групп сцепления гомологичных генов, что позволяет надеяться на возможность идентификации
гомологичных районов в кариотипах данных видов. Помимо изучения эволюционных взаимоотношений в отрядах, наличие гомологичных элементов в кариотипах исследуемых видов представляет возможность экстраполяции данных с более насыщенной физической карты человека на таковые домашних животных.
Цель и задачи исследования. Основной целью данной работы является изучение особенностей кариотипической эволюции внутри отряда парнокопытных. Были поставлены следующие задачи:
1. Построить высокого уровня разрешения RBG-цитологические карты
хромосом крупного рогатого скота, овцы и свиньи.
2. Провести GTG- и RBG- цитогенетический анализ новой
робертсоновской транслокации крупного рогатого скота.
3. Провести детальный анализ малоизученного кариотипа овцебыка.
4. Установить субхромосомную локализацию ряда генов в геномах
крупного рогатого скота, овцы и свиньи с помощью метода ДНК/ДНК
гибридизации in situ.
5. Провести поиск районов цитологической гомологии, маркированных
гомологичными генами, в хромосомных наборах крупного рогатого скота,
свиньи и человека.
Научная новизна. Получена цитологическая карта RBG-окрашенных хромосом овцы, превышающая по уровню разрешения все известные. Впервые проведен детальный цитогенетический анализ с использованием GTG- и RBG- методов окраски новой робертсоновской транслокации 8/23 у крупного рогатого скота. Представлено подробное описание GTG-окрашенных хромосом овцебыка в сравнении с кариотипом крупного рогатого скота. В кариотипах крупного рогатого скота, овцы и свиньи проведена предварительная внутрихромосомная локализация генов ESD, WARS, К51, Сс2М и INFpl. Установлено 10 районов цитологической гомологии в хромосомных наборах свиньи и человека; 13 районов цитологической гомологии в хромосомных наборах человека и крупного рогатого скота; 8 районов цитологической гомологии в хромосомных наборах человека, свиньи и крупного рогатого скота.
Практическая ценность. Полученные результаты могут быть использовлны для стандартизации хромосомных наборов крупного рогатого скота, овцы и овцебыка; построения физических карт крупного рогатого скота, овцы и свиньи; изучения особенностей кариотипической эволюции как внутри семейства полорогих, так и на уровне отрядов парнокопытных и приматов.
- 2 -і
Апробация работы. Результаты исследования были представлены на Всесоюзном совещании "Эволюционные и генетические исследования млекопитающих' (Владивосток, 1990); VII Всесоюзном совещании по структуре и функции хромосом (Пущино, 1991); 10-ом Европейском коллоквиуме по цитогенетике домашних животных (Utrecht,1992).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3-х глав, выводов и списка литературы (205 ссылок). Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, иллюстрирована 22 рисунками.