Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
1.1.Воздействие низких температур на растение 8
1.2. Ответ растения на холод 10
1.2.1. Механизмы восприятия и передачи холодового сигнала 11
1.2.2. Транскрипционные факторы, регулирующие ответ на холод 12
1.2.3. Физиологические перестройки в результате акклиматизации 18
1.2.4. Роль растительных гормонов и метаболитов в ответе на холод 20
1.2.5. Взаимосвязь между регуляцией ответа на холод и времени зацветания 23
1.3. Семейство ICE: структурные особенности и функции 23
1.3.1. Структурные особенности 23
1.3.2. Функции 25
1.4. Внутривидовая изменчивость по устойчивости к холоду и ее генетические основы 27
1.4.1. Необходимость изучения природного разнообразия растений 27
1.4.2. Генетические ресурсы A. thaliana 28
1.4.3. Методы изучения адаптаций к климату 31
1.4.4. Внутривидовой полиморфизм по устойчивости к холоду A. thaliana и его генетические основы 38
1.4.4.1. Клинальная изменчивость по устойчивости к холоду 39
1.4.4.2. Роль генов регулона CBF в формировании внутривидовых различий по устойчивости к холоду A. thaliana 40
1.5. Заключение 44
ГЛАВА 2. Материалы и методы 45
2.1. Растительный материал и условия выращивания 45
2.2. Получение гомозиготных линий трансгенных растений с суперэкспрессией гена ICE2 45
2.3. Физиологический тест на устойчивость к холоду 46
2.4. Сканирующая электронная микроскопия 47
2.5. Молекулярные методы 47
2.6. Методы биоинформатики 49
ГЛАВА 3. Результаты 58
3.1. Анализ филогении гена ICE2 58
3.2. Анализ геномной микросинтении участков хромосом 1 и 3 A.thaliana 61
3.3. Структурные особенности генов ICE1 и ICE2 61
3.4. Биоинформатический анализ промоторных областей генов ICE1 и ICE2
и сравнение характера их экспрессии 64
3.5. Анализ полиморфизма нуклеотидных последовательностей генов ICE1 и ICE2 среди рас A.thaliana из разных широт 67
3.5.1. Нуклеотидный полиморфизм по генам ICE1 и ICE2 в контексте географического происхождения рас 68
3.5.2. Распределение внутривидового полиморфизма по последовательности генов ICE и связь с доменной структурой продукта гена 73
3.5.3. Эволюционные аспекты полиморфизма ортологов и паралогов генов ICE из A.thaliana и A.lyrata 75
3.5.4. Применение тестов на нейтральность молекулярной эволюции для оценки действия отбора на различные участки генов ICE 77
3.6. Изучение функции гена ICE2 с использованием трансгенных растений 80
3.6.1. Влияние суперэкспрессии гена ICE2 на фенотип трансгенных растений... 81
3.6.2. Реакция трансгенных растений на холодовой стресс 83
3.6.3. Влияние суперэкспрессии гена ICE2 на экспрессию генов регулона CBF/АБК-независимого пути ответа на холод 85
3.6.4. Влияние суперэкспрессии гена ICE2 на АБК-зависимый путь ответа на
холод/экспрессию генов метаболизма АБК и регулона AREB/ABF 88
3.7. Роль гена ICE2 в адаптации к условиям северной границы ареала обитания A. thaliana 91
3.8. Изучение связи экспрессии ICE2 с регуляцией времени зацветания 94
ГЛАВА 4. Обсуждение 97
4.1. Роль гена ICE2 в устойчивости к холоду апикальной меристемы побега.. 97
4.2. Возникновение гена ICE2 в результате дупликации и его структурная и функциональная дивергенция 99
4.3. Филогения семейства Капустные и роль гена ICE2 в появлении адаптаций и дивергенции таксонов 102
4.4. Внутривидовой полиморфизм и межвидовая дивергенция последовательностей генов ICE1 и ICE2 104
4.5. Возможная модель эволюции генов ICE 108
Заключение 112
Выводы 115
Список сокращений 116
Список литературы
