Введение
1. Обзор литературы 20
1.1. Генетический контроль чувствительности пшеницы к фотопериоду 20
1.1.1. Аллельные варианты гена PPD-A1 24
1.1.2. Аллели гена PPD-B1 24
1.1.3. Аллели и гаплотипы гена PPD-D1 27
1.2. Генетическая детерминация потребности пшеницы в яровизации 30
1.2.1. Гены VRN1 31
1.2.1.1. Гены VRN1 и продукты их экспрессии 31
1.2.1.2. Регуляция экспрессии генов VRN1 33
1.2.1.3. Регуляторные сайты в области промотора генов VRN1 35
1.2.1.4. Эпигенетическая регуляция VRN1 38
1.2.1.5. Полиморфизм в кодирующей области гена VRN-A1 40
1.2.2. Гены VRN2 42
1.2.2.1 Структура генов ZCCT и продуктов их экспрессии 44
1.2.3. Аллельные варианты гена VRN3 46
1.2.4. Ген VRN4 48
1.2.5. Эпистатическое взаимодействие между генами VRN 49
1.2.6. Регуляция процесса яровизации пшеницы 54
2. Материалы и методы 58
2.1. Генетический материал 58
2.2. Вегетация 58
2.3. Экстракция ДНК и амплификация 59
2.4. Электрофорез в полиакриламидных и агарозных гелях 59
2.5. Гетеродуплексный анализ 61
2.6. Клонирование и секвенирование фрагментов ПЦР 61
2.7. Анализ данных 63
2.7.1. Построение, анализ кривизны и гибкости трехмерной модели спирали ДНК молекулы 63
2.7.2. Анализ нуклеотидных последовательностей из баз данных 64
2.7.3. Кластерный анализ 64
2.7.4. Филогенетический анализ 65
3. Результаты и обсуждение 66
3.1. Исследование полиморфизма области промотора гена PPD-A1 66
3.1.1. Идентификация гаплотипов гена PPD-A1 66
3.1.2. Филогения гаплотипов Ppd-A1b 69
3.1.3. Видовое и географическое распространение гаплотипов Ppd-A1b 70
3.1.4. Новые данные уточняют и корректируют существующие представления о структуре и эволюции гаплотипов гена PPD-A1 75
3.1.5. Идентификация нового аллеля Ppd-A1a.4 78
3.2. Анализ полиморфизма гена PPD-B1 в полиплоидной пшенице 83
3.2.1. Оптимизация ПЦР-анализа для исследования области промотора гена PPD-B1 83
3.2.2. Разработка ДНК-маркеров для идентификации гаплотипов и гаплогруппы гена PPD-B1 86
3.2.3. Гаплотипы гена PPD-B1 87
3.2.4. Филогенетический анализ гаплотипов PPD-B1 89
3.2.5. Распространение гаплотипов PPD-B1 в различных видах гексаплоидной и тетраплоидной пшеницы 91
3.3. Анализ генов VRN характеризующихся низким аллельным разнообразием.. 95
3.3.1. Оценка распространенности нуль-аллелей генов ZCCT1 95
3.3.2. Анализ участка промотора гена VRN-B3 98
3.3.3. Идентификация гена VRN-D4 99
3.4. Исследование регуляторных участков генов VRN1 в различных видах гексаплоидной и тетраплоидной пшеницы 101
3.4.1. Анализ регуляторных областей гена VRN-A1 102
3.4.1.1. Идентификация нового варианта аллеля Vrn-A1a 102
3.4.1.2. Идентификация нового аллеля Vrn-A1i 104
3.4.1.3. Идентификация новых вариантов аллеля Vrn-A1b 105
3.4.1.4. Новый аллель Vrn-A1j 107
3.4.1.5. Новый аллель Vrn-A1k 108
3.4.1.6. Анализ распространения аллелей VRN-A1 в полиплоидной пшенице 110
3.4.2. Анализ регуляторных участков гена VRN-B1 111
3.4.2.1. Идентификация новых полиморфных вариантов гена VRN-B1 111
3.4.2.2. Полиморфизм на участке промотора гена VRN-B1 приводит к изменению локальной кривизны ДНК молекулы 112
3.4.2.3. Распространение аллелей VRN-B1 в полиплоидной пшенице 115
3.4.3. Особенности детекции новых аллелей генов VRN-A1 и VRN-B1 117
3.4.4. Потребность в яровизации и время колошения образцов полиплоидной пшеницы, содержащих новые аллели генов VRN-A1 и VRN-B1 118
3.4.5. Полиморфизм VRN-бокса ассоциирован с модуляцией потребности в яровизации и времени колошения пшеницы 122
3.4.6. Полиморфизм гена VRN-D1 129
3.4.6.1. Анализ полиморфизм области промотора гена VRN-D1 129
3.4.6.2. Идентификация нового аллеля Vrn-D1s 131
3.5. Полиморфизм транскрибируемого участка гена VRN-A1 в границах экзон-3 экзон-7 135
3.5.1. ДНК-маркеры для идентификации типа экзона-4 гена VRN-A1 136
3.5.2. Идентификация типа экзона-4 гена VRN-A1 в различных видах пшеницы 136
3.5.3. Полиморфизм интрона-4 гена VRN-A1 139
3.5.4. Полиморфизм экзона-7 140
3.5.5. Комбинации гаплотипов экзона 4 и 7 гена VRN-A1 145
3.5.6. Оптимизированные ДНК-маркеры в дискриминации гаплотипов экзонов 4 и 7 генов VRN-A1 и VRN-D4 147
3.5.7. Обсуждение результатов исследования гаплотипов экзона 4 и 7 гена VRN-A1 150
3.6. Исследование аллельного разнообразия генов VRN1 и VRN3 в сортах твердой пшеницы T. durum 156
3.6.1. Оценка аллельного разнообразия генов VRN1 в T. durum 157
3.6.2. Исследование гена VRN-B3 в сортах твердой пшеницы 160
3.6.3. Анализ комбинации аллелей VRN в сортах T. durum из разных центров культивирования 161
Заключение 166
Выводы 170
Литература 172
