Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Ноября 2013 в 09:39, лекция
Цель: Объяснить важность изучения геномов растений т.к. до настоящего времени число локализованных, клонированных и секвенированных генов растений невелико и колеблется, по различным оценкам, между 800 и 1200. Это в 10-15 раз меньше, чем, например, у человека.
Хромосомные технологии в обозримом будущем приобретут большое значение и для эволюционной геномики растений. Эти технологии, относительно недорогие, позволяют быстро оценивать внутри- и межвидовую вариабельность, изучать сложные аллополиплоидные геномы тетраплоидной и гексаплоидной пшеницы, тритикале; анализировать эволюционные процессы на хромосомном уровне; исследовать образование синтетических геномов и введение (интрогрессия) чужеродного генетического материала; выявлять генетические взаимоотношения между индивидуальными хромосомами различных видов.
Изучение кариотипа растений с помощью классических цитогенетических методов, обогащаемых молекулярно-биологическим анализом и компьютерными технологиями, будет использоваться для характеристики генома. Это особенно важно для изучения стабильности и изменчивости кариотипа на уровне не только отдельных организмов, но и популяции, сорта и вида. Наконец, трудно представить, каким образом можно оценить число и спектры хромосомных перестроек (аберрации, мосты) без применения методов дифференциального окрашивания. Такие исследования крайне перспективны для мониторинга окружающей среды по состоянию генома растений.
В современной России вряд ли будет проводиться прямое секвенирование геномов растений. Такие работы, требующие крупных вложений, непосильны для нашей нынешней экономики. Между тем сведений о строении геномов арабидопсиса и риса, полученных мировой наукой и доступных в международных банках данных, достаточно для развития отечественной геномики растений. Можно предвидеть расширение исследований геномов растений, основанных на подходах сравнительной геномики, для решения конкретных задач селекции и растениеводства, а также изучения происхождения различных видов растений, имеющих важное хозяйственное значение.
Можно полагать, что в отечественной селекционной практике и растениеводстве будут широко использоваться такие геномные подходы, как генетическое типирование (RELF, RAPD, AFLP-анализы и т.п.), вполне доступные для нашего бюджета. Параллельно с прямыми методами определения ДНК-полиморфизма для решения проблем генетики и селекции растений будут применяться подходы, основанные на изучении белкового полиморфизма, в первую очередь запасных белков злаков. Широкое применение получат хромосомные технологии. Они относительно недороги, их развитие требует вполне умеренных вложений. В области хромосомных исследований отечественная наука не уступает мировой.
Следует подчеркнуть, что наша наука внесла заметный вклад в становление и развитие геномики растений [1, 15].
Основополагающую роль сыграл Н.И. Вавилов (1887-1943).
В молекулярной биологии и геномике растений очевиден пионерский вклад А.Н. Белозерского (1905-1972).
В области хромосомных исследований необходимо отметить работы выдающегося генетика С.Г. Навашина (1857-1930), впервые обнаружившего у растений спутниковые хромосомы и доказавшего, что можно различать отдельные хромосомы по особенностям их морфологии.
Другой классик российской науки Г.А. Левицкий (1878-1942) детально описал хромосомы ржи, пшеницы, ячменя, гороха и сахарной свеклы, ввел в науку термин "кариотип" и развил учение о нем.
Современные специалисты, опираясь на достижения мировой науки, могут внести заметный вклад в дальнейшее развитие генетики и геномики растений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зеленин А.В., Бадаева Е.Д., Муравенко О.В. Введение в геномику растений // Молекулярная биология. 2001. Т. 35. С. 339-348.
2. Pen E. Bonanza for Plant Genomics // Science. 1998. V. 282. P. 652-654.
3. Plant genomics // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 1962-2032.
4. Картель Н.А. и др. Генетика. Энциклопедический словарь. Минск: Technologia, 1999.
5. Badaeva E.D., Friebe B., Gill B.S. 1996. Genome differentiation in Aegilops. 1. Distribution of highly repetitive DNA sequences on chromosomes of diploid species // Genome. 1996. V. 39. P. 293-306.
6. Муравенко О.В., Лемеш В.А., Саматадзе Т.Е. и др. Сравнение геномов трех близкородственных видов льна и их гибридов с использованием хромосомных и молекулярных маркеров // Генетика. 2003. Т. 39. С. 510-518.
7. Arabidopsis thaliana genome sequence // Nature. 2000. V. 408. P. 791-826.
8. Sasaki Т. The rice genome project in Japan // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 2027, 2028.
9. Collins F.S., Morgan M., Patrikus A. The human genome project: lessons from large-scale bioligy // Science. 2003. V. 300. P. 289-290.
10. Rice Genome Sequence // Science. 2002. V. 296. P. 13, 32-39,41-46,53-56,79-100.
11. Mouse genome // Nature. 2002. V. 420. P. 456, 457. 509-590.
12. Сhen ZJ., Wang J., Lee H. et al. Genomic-wide transcriptone analysis and mechanisms of differential gene expression in Arabidopsis polyploids //Item. Polyploidy Conference. Linnean Society and Royal Botanic Garden. Kew, 2003. P. 5.
13. Yimin D., Mervis J. China takes a bumpy road from the lab to the field // Science. 2002. V. 298. P. 2317-2318.
14. Ebskamp MJ.M. Engineering flax and hemp for alternative to cotton // Trends in Biotechnology. 2002. V. 20. P. 297-298.
15. Зощук Н.В., Бадаева Е.Д., Зеленин А.В.
История хромосомного анализа // Биол.
мембраны. 2001. Т. 18. С. 164-172.