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杂种优势在拟南芥的交互(l)ETR1和ETR2 Heynh基因

*通信:

谢尔盖Hablak,Agroprom持有“内核”,斯图”Friendship-Nova, Str。Komarova, 59岁的小镇。Chernihiv Varva, Varvinsky区地区,乌克兰,电话:0664426608;电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

继承的特点在拟南芥根系相互作用基因ETR1迹象,ETR2进行了研究。表示,在穿越植物突变体行Etr1-1 N…Etr2-1聚合物ETR 1和ETR2发生的基因的相互作用。在这种情况下在F2发生在比9:6:1分裂。第一代混合动力车的体细胞杂种优势是观察,变得明显更蓬勃发展的根源与主要形式相比。在F1基因ETR1和ETR2每一对等位基因突变基因在野生型基因的统治(ETR1 < Etr1-1 ETR2 < Etr2-1)发生。在第一代杂交植物non-alleles的累加效应,控制变异基因Etr1-1иEtr2-1观察。在第二代分裂的过程混合动力车,他们对父母的优势形成侧根的长度减少。这与缩短在F2代杂合性的植物。

关键字

拟南芥(l)Heynh;根系;基因;突变;基因相互作用;杂种优势。

介绍

杂种优势是一个复杂的和非常重要的进化和选择的现象增加能源、重要活动和生产力的第一代混合动力车(F1)相比,父母的形式1]。美国基因w .应当在1914年推出的第一个杂种优势的概念(2]。

去年的杂种优势是发现在很多植物,动物和微生物(3]。然而,关于杂种优势机理仍然保持一个遗传学尚未解决的问题。

目前,杂种优势的解释原因是两个主要的假设——统治和超级统治。主导假说,杂种优势与三个控制基因的影响作用:抑制有害隐性等位基因,累加效应和non-allele互补互动(2]。超级统治假说解释了杂种优势的影响作为一个相同基因的显性和隐性等位基因之间的相互作用(1]。

不幸的是,这些假设是没人能解释完全杂种优势的本质。上次很多作者都绕认为更正确地看待统治的假说和超级统治一个杂种优势的遗传理论的化合物(2]。很明显,这一结论对杂种优势的遗传机制应该只有在图片生化和分子水平上的基因相互作用是明确的。

上次变得更加清晰,在杂种优势机理的问题我们应该详细的遗传学分析的回归的迹象。相对最近答:芥收到一些显性突变。基因突变Etr1-1, Etr2-1 ETR1, ETR2。

受体基因ETR1 ETR2代码Hystidyncynases ETR1, ETR2负责感知和转移到植物细胞信号,生成的乙烯(4]。突变Etr1-1, Etr2-1这些基因导致病变的膜受体,通过植物乙烯的反应表现(5]。

乙烯(?₂吗?₄)发朵激素抑制剂,这是形成于植物和最低浓度;它调节他们生活中最重要的项目6]。乙烯的特点是与其他激素它不是来自一个器官到另一个,作为距离信号。代替乙烯其前身(ACC)穿过植物,即参加传输信号。乙烯本身的工厂可以提供信号作用在植物(7]。

乙烯对植物生活的许多方面的影响。它能抑制细胞分裂,阻碍了生长素的极性运输,导致报废的叶子和花朵,增加水果成熟和离层,参加工厂在不同的回答压力因素,其中根系抑制根系生长,但有利于形成更多的根杆(4]。

在基因组答:芥发现了五个基因(ETR1、ETR2 EIN4, ERS1和ERS2),编码传感器组氨酸激酶,是乙烯受体。这些基因是一个小的一部分基因家庭乙烯信号proteins-receptors [8]。

受体组氨酸激酶ETR1 ETR2、EIN4 ERS1吗?ERS2由一系乙烯积分域包含三个跨膜部分和GAF-domen放置在细胞质中,负责分子间形成复合物和组氨酸激酶域。Proteins-receptors ETR1、ETR2 EIN4, ERS1 ?ERS2也有相当大的糖感知域,这是一个典型的功能模块的组氨酸激酶受体细菌和服务交付transphosphorilation反应。ETR2,受体ETR1 EIN4, ERS1 ERS2组氨酸激酶域已发酵活动(9]。

突变基因ETR1、ETR2 EIN4, ERS1 ERS2引起病变的膜受体植物乙烯的反应表现。治疗这些突变体植物乙烯不给细菌的典型回答?₂吗?₄:与野生型茎的生长,其增厚,抑制根系生长不停止。不会导致激活乙烯乙烯敏感基因在这些突变体(10]。

感知乙烯在植物的方法复制了几个受体,所以很难得到植物不敏感。它是必要的,那么对于一个工厂在4 - 5个突变位点同时[11]。

是公认的主导突变的特点是抑制野生型基因杂合的条件下的表现1]。在情况下,他们有进步的经济重要性,第一代混合动力车可能明显的杂种优势。考虑的不确定性控制突变参与杂种优势,这项工作的目的是研究遗传基因在拟南芥根系相互作用迹象ETR1 ETR2。

材料和方法

为研究植物材料拟南芥(l)Heynh。生态型哥伦比亚(Col - ?)和突变线Ethylene-resistant1-1 (Etr1-1) Ethylene-resistant2-1 (Etr2-1)被选中。突变的种子线路从Nottinghem中心拟南芥样本(诺丁汉拟南芥股票中心(NASC)、英国)。

植物种植在实验室无菌在体外文化Knopp的琼脂培养基上,富含微量元素(12]。

种子是由春化处理温度为5天4°?到60°?并在室温以下一天发芽。试管被包裹在两层纸保护根不受光和热。植物被种植在温度18°?到200°?,by the whole day lighting 4000.^®7000勒克斯。

阉割和强制MBS-9类型的杂交在显微镜下进行。继承的遗传分析,进行了根系的迹象在F1, F2。选择在第二代的容量是186株。观察植物,我们指导的一般有条理的植被和比较形态学研究[13]。数学结果进行了处理方法,所述Dospekhov [13]和Lakin [14]。

结果

在植物中答:芥根分支。分支提供了巨大的增加总吸收面积。通常的拟南芥植物传播自然形成根系与许多和多支根。

在答:芥一些变异的植物行Etr1-1 Etr2-1,显性突变的基因型,拥有更大的分支程度相对与类型。几种不同的基因决定。因此,典型的边长的根主要的一个典型的天然植物,是由正常的基因ETR1 ETR2;增加一个是由突变基因Etr1-1 Etr2-1,主导与野生型基因。

这是众所周知的事实,这之间没有显著差异的基因野生型和突变体的基因。固有的基因野生植物也变异形式的时间。在进化过程中,他们被自然选择,选择最佳的品质和属性物种的存在。

在交叉变异的植物Etr1-1和Etr2-1第一代混合动力车ETR1 Etr1-1 ETR2 Etr2-1由植物更边长根不同的分支订单相比,父母的形式(表1)。我们观察到体细胞杂种优势;它体现在更大发展的根相比,主要的形式。在F1在每一对等位基因的基因ETR1和ETR2统治的野生型基因发生突变基因。(ETR1 < Etr1-1 ETR2 < Etr2-1)。此外,在第一代杂交植物我们观察到非等位基因显性突变体基因的累加效应Etr1-1 Etr2-1。

表1:生物参数的平均值的迹象根系生态型? ? l - ?,parental forms (Etr1-1, Etr2-1) and hybrids F1 and F2 in the budding phase (30 days after germination).

在第二代植物表型的分裂发生在这样的比率:最大边长根植物是在103年,中间的增长植物根是在75年,短边根在8植物(表2)。

表2:类型的饲料和蛋生产力的表现。N =数量的农场;SD =标准差;假定值= 0.0076。

在这种情况下,混合动力车的边长根第二代依赖的存在两个不同的等位基因突变主要Etr1-1, Etr2-1或者其中的一个独立Etr1-1 Etr2-1。因此,显性基因突变Etr1-1 Etr2-1影响分析信号,即累积效应。F2的分裂发生在9:6:1比例。我们可以通过聚合物的作用解释结果ETR1和ETR2基因标志的发展:“根”的长度。

众所周知,聚合物相互作用的基因是常见的所有定量的迹象。它可以充分支配和non-full统治。通常我们观察non-full统治的分裂。non-full统治时,不间断的变化迹象在1:4:6:4:1(比2,15]。当统治充满分裂发生在比9:6:1。我们观察在澄清的特征基因ETR1 ?ETR2影响根系的迹象。

讨论

研究讨论我们的结果在杂种优势主导机制的假说,达文波特假设主要是在1908年,美国基因科学家d·约翰在1917年制定充分和令人信服的主要思想。统治的过程中出现的认知进化建立基本的假设;基因,有利于微生物的生长和发育,成为主导,half-dominant和基因,成为隐性不利。根据这个假设有关显性基因的多重行动(2]。

在我们的案例中,分析继承的拟南芥根系的长度方面根ETR1基因之间的相互作用和ETR2表明突变体基因,提高一些有用的迹象和能力,能够成为显性等位基因。在这个他们抑制野生型基因和在他们的积极影响在同一量化迹象,表现行为分析。

它认为大量的显性突变在杂种优势的外观。最重要的参数是以下的。

首先,在果蝇人,其他动物和植物很多显性突变是已知的例子,在杂合子的新迹象已经显现。男人这样的例子之一是一个基因可以brachidaktilia。占主导地位的运营商通常是杂合子的迹象,这个符号转移到大约一半的后代(3]。

第二,从隐性等位基因的转变主要条件可以由不同的机制作用于不同层次的个体发生中遗传信息的改变。基因的转变可以通过特殊的选择来达到genes-modificators,影响突变等位基因的表型表现(费舍尔的假设),或通过选择等位基因与更大的生理活动(提供更多强化酶合成),比小学隐性变体(Raits和Holdain假说)[16]。

总之,统治表型的等位基因的水平可以进化,选择控制上升,如果等位基因变得有利于承运人在外部环境的变化。的例子是提高统治的等位基因,控制深色斑点蛾,根据数据发生在上个世纪的工业地区的欧罗巴(16]。

第三,在F1杂种优势并不体现在每一个十字路口。如果杂种优势条件简单的显性等位基因数,在人群中,这一数字可以很容易地通过交叉的线和获得杂种优势组合(17]。

众所周知,在杂种优势的研究的一个重要分机制问题,是哪些基因的问题提供可能的第一代混合动力车的发展。

结论

深的科学分析杂种优势事件20世纪下半年表明皮、玉米、甜菜、饲料甜菜、甜高梁和其他作物没有多来源的组合能力。特别是大规模的选择组合能力的结果,有关,例如数千行玉米和持久的超过50岁,让我们假设有不少于十个来源,携带基因的组合活动。系谱线的分析,确定高组合能力显示了,在他们的基础上没有更多,比十源材料。这让重新构建杂种优势的性质(18]。

不幸的是,这个问题在杂合子基因条件当然杂交F1超越父母的形式标志的数量一直不澄清。许多科学家研究作物的能力之间的依赖自花受粉的线条和交叉混合动力车。同时明确混合效率和行完成他们之间的关系并不是说(2]。在这一点上,研究人员必须进行复杂的工作创造自交系和评估他们的结合能力。

然而,现在从我们的研究,它变得清晰,在培养形式和他们的亲戚我们应该寻找显性突变(显性突变基因),从而提高一个或另一个标志或财产。有可能是混合动力汽车的一部分,各种植物和物种动物被饲养的交叉线的有利突变等位基因占统治地位。

显然,很少露面的显性突变相比,隐性突变不给有可能找到一个大数量的来源在植物基因高配合力的基因型,使交叉时获得较高的杂种优势混合动力车。

符合道德标准

作者宣称没有利益冲突。这篇文章不包含任何与人类参与者或动物研究由作者。

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