ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ…………………………………………………………………………….5
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………………..6
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………….................11
1.1. Vigna unguiculata – представитель трибы Phaseoleae DC……………………………........11
1.2. Особенности роста и развития растений в зависимости от условий произрастания….14
1.2.1. Влияние относительной влажности воздуха на изменчивость морфологических
признаков………………………………………………………………………………16
1.2.2. Влияние относительной влажности воздуха на уровень фитогормонов…………..18
1.3. Генетический контроль детерминантного характера роста зернобобовых культур……21
1.4. Транскриптомный анализ для изучения воздействия на растения стрессовых
факторов……………………………………………………………………………………..27
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ……………………………………………………………….31
2.1. Материал исследования…………………………………………………………...................31
2.2. Методы исследования……………………………………………………………...........……32
2.2.1. Анализ изменчивости морфологических и фенологических признаков у образцов
вигны…………………………………………………………………………………………...32
2.2.2. In silico идентификация и анализ генов……………… ……………………………..35
2.2.3. Выделение ДНК…………………………………………………….............................36
2.2.4. Постановка полимеразной цепной реакции (ПЦР) и дизайн праймеров………….37
2.2.5. Выделение РНК, синтез комплементарной ДНК, количественная ПЦР с обратной
транскрипцией (ОТ-ПЦР)…………………………………………………………………….37
2.2.6. Электрофорез в агарозном геле……………………………………………………….39
2.2.7. Выделение ДНК из агарозного геля и секвенирование ДНК……………………….39
2.2.8. Секвенирование РНК, обработка и анализ транскриптомных данных……………..39
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ………………….…………………………………………………………..41
3.1. Влияние условий выращивания на изменчивость морфологических и
фенологических признаков V. unguiculata……………………………………………………….41
3.1.1. Изменчивость морфологических и фенологических признаков V. unguiculata в
разных эколого-географических условиях…………………………………………………..41
3.1.1.1. Варьирование средних значений морфологических и фенологических
признаков в условиях географических посевов………………………………………...41
3.1.1.2. Влияние климатических и погодных показателей на изменчивость
морфологических и фенологических признаков на разных географических
экспериментальных площадках…………………………………………………………46
3
3.1.1.3.
Общие закономерности изменчивости структуры взаимосвязей морфологических и фенологических признаков вигны (по всем данным географических посевов)………………………………………………………………...58
3.1.1.4.
Изменчивость структуры взаимосвязей морфологических и фенологических признаков у образцов вигны в различных климатических условиях (на разных географических экспериментальных площадках)……………………………………...63
3.1.1.4.1.
Корреляции и факторная структура признаков у образцов вигны в условиях Астраханской опытной станции – филиала ВИР…………………………63
3.1.1.4.2.
Корреляции и факторная структура признаков у образцов вигны в условиях Дальневосточной опытной станции – филиала ВИР ……………………67
3.1.1.4.3.
Корреляции и факторная структура признаков у образцов вигны в условиях Адлерской опытной станции – филиала ВИР ……………………………71
3.1.2.
Влияние влажности воздуха на изменчивость морфологических признаков V. unguiculata в искусственных условиях……………………………………………………76
3.2.
Идентификация и исследование структурной организации TFL1-подобных генов вигны…………………………………………………………………………………………...84
3.2.1.
Поиск, филогенетический анализ TFL1-подобных генов у представителей трибы Phaseoleae. Структурная организация идентифицированных генов…………………….....84
3.2.2.
Анализ промоторных областей TFL1-подобных генов V. unguiculata………………..87
3.2.3.
Аннотация функциональных доменов и предсказание трехмерных структур TFL1-подобных белков …………………………………………..……...…………………..87
3.2.4.
Секвенирование аллелей TFL1-подобных генов у разных образцов V. unguiculata…………………………………………………………………………..91
3.3.
Сравнительный транскриптомный анализ образцов V. unguiculata, контрастных по типу роста и выращиваемых в контролируемых условиях, отличающихся по насыщенности воздуха влагой..........................................................................................................................94
3.3.1.
Анализ качества прочтений, фильтрация последовательностей по качеству, картирование, оценка дифференциальной экспрессии генов………………………………94
3.3.2.
Верификация данных, полученных in silico при помощи RNA-seq………………103
3.3.3.
Аннотация дифференциально экспрессирующихся генов………………………...104
3.3.4.
Изменение уровня экспрессии генов, участвующих в процессах фитогормонального сигналинга…………………………………………………......110
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ………………………………………………………………………….114
4.1. Изменчивость морфологических и фенологических признаков среди контрастных по типу
4
роста образцов V. unguiculata в различных условиях выращивания………………………….114
4.2. TFL1-подобные гены – основные репрессоры перехода к цветению…………………….116
4.3. Сравнительный транскриптомный анализ образцов V. unguiculata с разным типом роста стебля в контролируемых условиях…………………………………………………………….118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………………...121
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………………………….121
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………….………………………………………………………….123
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………………………...139
Приложение 1 – Погодные условия в годы изучения……………………………………………...139
Приложение 2 – Последовательности ПЦР-праймеров, использованных в работе…………….144
Приложение 3 – Корреляционные матрицы………………………………………………………..145
Приложение 4 – Результаты однофакторного дисперсионного анализа по выявлению взаимосвязи между изменчивостью морфологических признаков и погодными показателями (АОС, ДВОС, АдОС, 2019–2022 гг.)………………………………………………………………………………..152
Приложение 5 – Фотографии образцов в различных эколого-географических условиях…….....155
Приложение 6 – Предполагаемые цис-действующие регуляторные элементы, идентифицированные в промоторах TFL1-подобных генов V. unguiculata………………………156
Приложение 7 – Аннотация функциональных доменов идентифицированных белков вигны….158
Приложение 8 – Множественное выравнивание VuTFL1-подобных генов V. unguiculata, выполненное в программе Multalign………………………………………………………………..160
Приложение 9 – Справки о внедрении результатов………………………………………………168
