ИСТИНА

За период выполнения проекта была проведена каталогизация коллекции кафедры генетики с целью поиска форм с измененной морфологией листа, в том числе уникальных мутантов. В отношении найденных форм, характеризующихся нарушениями развития листа, проведены морфологический и гибридологический анализ. Для ряда признаков показан моногенный тип наследования. Охарактеризован ряд взаимодействия, приводящих к формированию новых морфотипов листа ("хамелеон", "рассеченнолисточковый тип"). Охарактеризовано проявление ряда количественных и качественных признаков у гороха посевного (Pisum sativum L.) и его ближайших родственников. Количественные признаки листа использованы для характеристики популяций различных частей ареала у гороха красивого (Pisum formosum Alef., = Vavilovia Formosa (Stev.) Fed.). Показано, что признаки листа обнаруживают достоверные различия между разными частями ареала этого вида и могут служить основанием для выделения двух разновидностей. Описано взаимодействие мутаций afila (af) и determinate (det). Показано, что у двойных мутантов af det последний лист имеет более или менее развитую листовую пластинку, что может послужить основой для создания новых морфотипов в селекции культуры. Охарактеризованы наследование и фенотипическое проявление мутации determinate habit (deh) на уровне листа. Продемонстрировано, что у мутантов deh прилистники недоразвиты, признак подвержен модифицирующему влиянию среды и генного окружения. С использованием ДНК-маркеров доказано, что мутант «Хлорофилл 4» является гомозиготой по делеции, затрагивающей ген COCHLEATA, в норме участвующий в морфогенезе листа, цветка и регуляции симбиотической азотфиксации. Описано влияние мутации coch на формирование листьев и прилистников на макро- и микроморфологическом уровне. Показано, что роль гена UNI в норме связана с поддержанием пролиферативной активности листа; у мутантов по этому гену происходит преждевременное прекращение роста рахиса листа с образованием листочка. Ген TAC-A в норме способствует разделению примордиев, образующихся на оси листа; у мутантов tac-A формируется лист с многочисленными долями единой листовой пластинки. Взаимодействием генов UNI и TAC-A может быть объяснено все разнообразие сложных и простых листьев в семействе бобовых. Описано взаимодействие изучаемых мутаций между собой и с другими генами, регулирующими морфогенез листа у гороха. Охарактеризовано проявление мутаций в ходе развития растения на разных стадиях. По итогам работы построена схема генетической регуляции морфогенеза листьев различных типов. Получены гибриды от скрещивания мутантов tac-A с маркерными линиями с целью дальнейшего картирования гена TAC-A; начата работа по поиску молекулярно-генетического полиморфизма между родительскими формами. Также описан характер взаимодействия мутаций tac-A и afila (af). Получены первые результаты сравнительного анализа морфологии и морфогенеза листьев на ранних стадиях развития (у проростков) гороха разных видов и подвидов, а также диких представителей трибы Fabeae (Lathyrus, Vicia). Признаки числа и строения первых чешуевидных листьев (катафиллов) использованы как систематические для поиска связи с филогенетическим положением. Отмечена зависимость числа катафиллов от жизненной формы растения (однолетник или многолетник). С использованием метода геометрической морфометрии (geometric morphometrics) охарактеризованы особенности фенотипического проявления мутации tendril-less у гороха (фенотип "акациевидный лист"). Проведено сравнение с родственными бобовыми, имеющими непарноперистый лист в норме. Показано, что у мутантов наблюдается отличие формы первой пары листочков от всех последующих. Кроме того, число листочков больше, чем суммарное число листочков и усиков у нормальных растений. Аналогичная морфометрическая характеристика проведена для мутанта t у душистого горошка (Lathyrus odoratus), и обнаруженные различия в форме листочков выражены еще сильнее. Сделан вывод о том, что у мутантов с "акациевидным листом" не происходит простого превращения усиков в листочки, как это предполагалось ранее, а наблюдается гибридизация программ развития этих структур, приводящая к образованию органов аномального строения и с нетипичным числом. Описаны особенности листорасположения у фасциированных форм гороха по сравнению с нормой, сделан вывод об участии генов FASCIATA (FA, FAS), SYMBIOTIC28 (SYM28) и NODULATION4 (NOD4) в регуляции нормального филлотаксиса. С использованием метода полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) получены данные об особенностях экспрессии гена COCHLEATA у гороха. Показано, что этот ген экспрессируется во всех структурах листа, но наиболее выраженно - в прилистниках. Обнаруженная экспрессия этого гена в прицветниках (брактеях) подтверждает оригинальную гипотезу об их происхождении от прилистников у гороха. Также выполнена работа по изучению фотосинтетической активности листочков, усиков и структур переходного типа у мутанта tac-A. Полученные результаты представляют интерес как с точки зрения описания процессов гибридизации программ развития, так и в свете перспектив создания новых высокопродуктивных сортов гороха с измененным морфотипом листа.