Научная работа Грицких Марины Витальевны из Института биологии Карельского научного центра РАН, г. Петрозаводск, на Биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва. Генетические механизмы адаптации растений к экстремальным условиям северной границы ареала: регуляторы времени начала цветенияНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 2 марта 2012 г.-4 июня 2012 г. Научная работа Грицких Марины Витальевны из Института биологии Карельского научного центра РАН, г. Петрозаводск, на Биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова, г.Москва. Генетические механизмы адаптации растений к экстремальным условиям северной границы ареала: регуляторы времени начала цветения
Результаты этапа: 1.Исследована последовательность гена FRI у растений A.thaliana из 2-х островных (Радколье и Климецкий) и 4-х континентальных (Кончезеро, Царевичи, Шуйская, Медвежьегорск) популяций Карелии. Сиквенс был сравнен с активным аллелем H51 поздноцветущего экотипа Стокгольм (GenBank № AF228499). В гене FRI в исследованных популяциях обнаружено 11 сайтов с нуклеотидным полиморфизмом (относительно Н51): 5 сайтов находятся в 1-ом экзоне, 4 – в 3 экзоне и 2 – в 1 интроне. Эти изменения не нарушают открытую рамку считывания. Известно, что большинство мутаций, приводящих к нарушению функции гена, сгруппированы в пределах первого экзона, именно эта область гена является наиболее изменчивой (Gazzani et al., 2003). Нами выявлено равномерное распределение полиморфных сайтов. Полиморфизм в позициях 621, 1486, 1971, 2426, 2639, 2669 не приводит к аминокислотным заменам, остальные изменения вызывали несинонимичные замены аминокислот в белке. Так у растений популяции Медвежьегорск замена А на Т в 736 положении приводит к синтезу Ile вместо Phe. Вероятно это функционально молчащая замена, потому что это две гидрофобные аминокислоты. В результате полиморфизма в 793 позиции в популяциях Шуйская, Кончезеро и Климецкий происходит замена триплета CGC на TGC и кодируемой аминокислоты Сys вместо Arg. Изменение Т-1074 на А ведет к замене Asp на Glu. В результате полиморфизма в 3 экзоне происходит 2 несинонимичные замены. Одна в положении 2200 ведет к замене (положительно заряженного и гидрофильного) Lys на (гидрофобный) Met в двух популяциях (Кончезеро и Шуйская). В позиции 2418 в популяции Кончезеро Pro замещен сходным по свойствам Ala. Популяции Кончезеро и Шуйская обладают высоким сходством нуклеотидных замен. 2. Был проведен анализ нуклеотидной последовательности 3?-регуляторной области гена FLC. В этой области локализован промотор антисмыслового транскрипта – COOLAIR (long noncoding RNA), который играет важную роль в яровизационно опосредованном эпигенетическом молчании FLC (Heo and Sung, 2011). Во всех карельских популяция была выявлена вставка двух нуклеотидов относительно последовательности расы Columbia. 3.Изучена экспрессия генов FRI и FLC в растениях карельских популяций A.thaliana. В качестве контроля использовали растения раноцветущей расы Dj-M и расы Cvi, которая имеет среднее время цветения (более позднее, чем у расы Dj-M, но более раннее, чем у карельских рас). Результаты показали, что в 2-х недельных проростках выращиваемых в условиях ростовой комнаты (22-24С0) уровень экспрессии FRI примерно одинаков у всех исследованных популяций. Уровень экспрессии FLC в рано зацветающих растениях расы Dj-M низкий, что соответствует данным других исследователей, показавшим, что в регуляторной области гена FRI у этой расы может содержаться делеция (около 370 п.н.), которая нарушает функцию гена (Johanson и др., 2000; Gazzani и др., 2003). У поздно цветущей расы Cvi уровень экспрессии FLC более чем в 2 раза превышал таковой в расе Dj-M, что объясняет более позднее, чем у Dj-M, время зацветания растений расы Cvi. Уровень экспрессии FLC был более высоким у растений всех исследованных карельских популяций не только по сравнению с расой Dj-M, но и по сравнению Cvi.Кратковременное гипотермическое воздействие (40С в течение суток) не приводило к значимым изменениям экспрессии генов FRI и FLC, что, по-видимому, связано с необходимостью более длительной яровизации для перехода на цветение.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".