Генетический анализ процесса развития симбиотических клубеньков у гороха посевного (Pisum sativum L.)
Диссертация
Детальная фенотипическая характеристика симбиотических мутантов гороха, проведенная в ходе настоящего исследования, а также анализ данных литературы позволяют существенно модифицировать схему морфогенеза клубенька и идентифицировать гены гороха посевного, контролирующие известные на сегодняшний день стадии двух основных подпрограмм развития симбиотических взаимоотношений (Рисунок 9). Следует… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Генетика развития бобово-ризобиального симбиоза (обзор литературы)
- 1. 1. Основные этапы становления и развития симбиотических взаимоотношений между симбионтами
- 1. 2. Симбиотические гены бобовых растений и их классификация в зависимости от контролируемой ими стадии развития азотфиксирующих клубеньков
- 1. 3. Гены клубеньковых бактерий, контролирующие развитие симбиотических взаимоотношений с бобовыми растениями
- 1. 4. Взаимодействие генов бобовых растений и клубеньковых бактерий в процессе развития симбиоза
- Глава 2. Материалы и методы
- 2. 1. Растительный материал
- 2. 2. Условия вегетации растений
- 2. 3. Штаммы клубеньковых бактерий
- 2. 4. Гибридологический анализ
- 2. 5. Анализ развития инфекции корней
- 2. 6. Анализ развития клубеньковых примордиев
- 2. 7. Анализ гистологической структуры симбиотических клубеньков
- 2. 8. Изучение экспрессии бактериальных симбиотических генов в клубеньках растений гороха
- Глава 3. Результаты и обсуждение
- 3. 1. Гибридологический анализ симбиотических мутантов гороха, индуцированных на линии SGE
- 3. 1. 1. Определение генетического контроля проявления мутантных фенотипов у Nod" мутантов, индуцированных на линии SGE
- 3. 1. 2. Определение генетического контроля проявления мутантных фенотипов у Fix" мутантов гороха, индуцированных на линии SGE
- 3. 1. 3. Комплементационный анализ Nod" мутантов, индуцированных на линии SGE
- 3. 1. 4. Комплементационный анализ Fix" мутантов, индуцированных на линии SGE
- 3. 1. Гибридологический анализ симбиотических мутантов гороха, индуцированных на линии SGE
Список литературы
- Бердников В.А., Розов С. М., Богданова B.C. Создание серии лабораторных линийгороха // Тезисы докладов конференции, 23−23 мая 1989 года. Частная генетика растений. Киев, 1989 Т. 2, С. 47−51.
- Борисов А. Ю. Получение и характеристика симбиотических мутантов гороха
- Pisum sativum L.) // Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. СПб.: ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, 1992. 129 с.
- Борисов А.Ю., Розов С. М., Цыганов В. Е., Куликова О. А., Колычева А.Н., Якоби
- JI.M., Овцына А. О., Тихонович И. А. Выявление симбиотических генов гороха (Pisum sativum L.) с использованием экспериментального мутагенеза // Генетика. 1994. Т. 30. С. 1484−1494.
- Говоров Л.И. Горох Афганистана // Труды по прикладной ботанике, генетике иселекции. 1928. Т. 19. С. 497−522.
- Мишустин Е.Н., Шильникова В. К. Клубеньковые бактерии и инокуляционныйпроцесс // Москва: Наука, 1973. 288 с.
- Проворов Н. А. Эволюция генетических систем симбиоза у клубеньковых бактерий
- Генетика. 1996. Т. 32. С. 1029−1040.
- Разумовская З.Г. Образование клубеньков у различных сортов гороха //
- Микробиология. 1937. Т. 6. С. 321−328.
- Сидорова К.К., Ужинцева Л. П. Использование мутантов для выявления генов, контролирующих симбиотические признаки гороха // Генетика. 1992. Т. 28. С. 144−151.
- Хангильдин В.В. Генетика признаков // В Кн. Генетика культурных растений:
- Зернобобовые, овощные, бахчевые. / Всесоюз. акад. с.-х. наук им. В.И. Ленина- Под ред. д-ра биол. наук, проф. Т. С. Фадеевой и д-ра. с.-х. наук В. И. Буренина. Л.: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1990. 287с.
- Цыганов В.Е., Ворошилова В. А., Кукалев А. С., Азарова Т. С., Якоби JI.M., Борисов
- А.Ю., Тихонович И. А. Гены гороха (Pisum sativum L.) Syml4 и Sym35 контролируют инициацию роста инфекционной нити в процессе развития симбиотических клубеньков // Генетика. 1999. Т. 35. С. 352−360.
- Яковлева З.М. Бактероиды клубеньковых бактерий // Новосибирск: Наука, 1975.172 с.
- Akao S., Kouchi Н. A supernodulating mutant isolated from soybean cultivar Enrei //
- Soil Sci. Plant Nutr. 1992. V. 38. P. 183−187.
- Albrecht C., Geurts R., Bisseling T. Legume nodulation and mycorrhizae formation: twoextremes in host specificity meet // EMBO J. 1999. V. 18. P. 281−288.
- Ardourel M., Demont N., Debelle F., Maillet F., de Billy F., Prome J.-C., Denarie J.,
- Truchet G. Rhizobium meliloti lipooligosaccharide nodulatin factors: different structural requirements for bacterial entry into target root hair cells and induction of plant symbiotic developmental responses // Plant Cell. 1994. V. 6. P. 13 571 374.
- Balaji В., Ba A.M., LaRue T.A., Tepfer D., Piche Y. Pisum sativum L. mutantsinsensitive to nodulation are also insensitive to invasion in vitro by mycorrhizal fungus Gigaspora margarita // Plant Sci. 1994. V. 102. P. 195−203.
- Barker D.G., Bianchi S., London F., Dattee Y., Due G., Essad S., Flament P., Gallusci P.,
- Genier G., Guy P. Medicago truncatula, a model plant for studying the molecular genetics of the Rhizobium legume symbiosis // Plant Mol. Biol. 1990. V. 8. P. 40−49.
- Barker S J., Tagu D. The roles of auxins and cytokinins in mycorrhizal symbioses // J.
- Plant Growth Regul. 2000. V. 19. P. 144−154.
- Benaben V., Due G., Lefebre V., Huguet Т. TE7, an inefficient symbiotic mutant of
- Medicago truncatula Gaertn. cv. Jemalong // Plant Physiol. 1995. V. 107. P. 5362.
- Bergersen F.J., Nutman P. S. Symbiotic effectivenes in nodulated red clover. IV. Theinfluence of the host factors i- and ie upon nodule structure and cytology // Heredity. 1957. V. 11. P. 175−184.
- Bergman К., Gulash-Hoffee M., Hovestadt R.E., Larosiliere R.C., Rongo P.G., Su L.
- Physiology of behavorial mutants of Rhizobium meliloti: evidence for a dual chemotaxis pathway // J. Bacteriol. 1988. V. 170. P. 3249−3254.
- Boesten В., Batut J., Boistard P. DctBD-dependent and -independent expression of
- Sinorhizobium (Rhizobium) meliloti C4-dicarboxylate transport gene (dctA) during symbiosis // Mol. Plant-Microbe Interact. 1998. V. 11. P. 878−886.
- Bonfante P., Genre A, Faccio A., Martini I., Schauser L., Stougaard J., Webb J., Parniske
- M. The Lotus japonicus LjSym4 gene is required for the successful symbiotic infection of root epidermal cells // Mol. Plant-Microbe Interact. 2000. V. 13. P. 1109−1120.
- Borisov A.Y., Morzhina E.V., Kulikova O.A., Tchetkova S.A., Lebsky V.K.,
- Tikchonovich I.A. New symbiotic mutants of pea (Pisum sativum L.) affecting either nodule initiation or symbiosome development // Symbiosis. 1992. V. 14. P. 297−313.
- Borisov A.Y., Rozov S.M., Tsyganov V.E., Morzhina E.V., Lebsky V.K., Tikhonovich I.A.
- Sequential functioning of Syml3 and Sym31, two genes affecting symbiosome development in root nodules of pea (Pisum sativum L.) // Mol. Gen. Genet. 1997. V. 254. P. 592−598
- Borisov A.Y., Barmicheva E.M., Jacobi L.M., Tsyganov V.E., Voroshilova V.A.,
- Tikhonovich I.A. Pea (Pisum sativum L.) mendelian genes controlling development of nitrogen-fixing nodules and arbuscular mycorrhiza // Czech J. Genet. Plant Breed. 2000. V. 36. P. 106−100.
- Bradbury S.M., Peterson R.L., Bowley S.R. Interaction between three alfalfa nodulationgenotypes and two Glomus species //NewPhytol. 1991. V. 119. P. 115−120.
- Brewin N.J., Wood E.A., Larkins A.P., Galfre G., Butcher G.W. Analysis oflipopolysaccharide from root nodule bacteroids of Rhizobium leguminosarum using monoclonal antibodies // J. Gen. Microbiol. 1986. V. 132. P. 1959−1968.
- Brewin N.J. Development of the legume root nodules // Ann. Rev. Cell Biol. 1991. V. 7.1. P. 191−226.
- Brewin N.J., Ambrose M.J., Dowinie J.A. Root nodules, Rhizobium and nitrogen fixation
- Peas: Genetics, molecular biology and biotechnology / Eds. Casey R., Davies D.R.- Wallingford: CAB International, 1993. P. 237−291.
- Buttery B.R., Park S.J. Characterization of some non-fixing mutants of common bean
- Phaseolus vulgaris L.) II Can. J. Plant Sci. 1993. V. 73. P. 977−983.
- Caetano-Anolles G., Crist-Estes D.K., Bauer W.D. Chemotaxis of Rhizobium meliloti tothe plant flavone luteolin requires functional nodulation genes // J. Bacterid. 1988. V. 170. P. 3164−3169.
- Caetano-Anolles G., Gresshoff P.M. Plant genetic control of nodulation // Annu. Rev.
- Microbiol. 1991. V. 45. P. 345−382.
- Caldwell B.E. Inheritance of a strain specific ineffective nodulation in soybeans // Crop
- Sci. 1966. V. 6. P. 427−428.
- Cardenas L., Vidali L., Dominguez J., Perez H., Sanchez F., Hepler P.K., Quinto C.
- Rearrangement of actin microfilaments in plant root hairs responding to Rhizobium elti nodulation signals // Plant Physiol. 1998. V. 116. P. 871−877.
- Carroll B.J., McNeil D.L., Gresshoff P.M. A supernodulation and nitrate tolerantsymbiotic (nts) soybean mutant // Plant Physiol. 1985a. V. 78. P. 34−40.
- Carroll B.J., McNeil D.L., Gresshoff P.M. Isolation and properties of soybean (Glycinemax (L.) Merr.) mutants that nodulate in the presence of high nitrate concentrations // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1985b. V. 82. P. 4162−4166.
- Carroll B.J., Gresshoff P.M., Delves A.C. Inheritance of supernodulation in soybean andestimation of the genetically effective cell number // Theor. Appl. Genet. 1988. V. 76. P. 54−58.
- Catoira R., Cook D., Denarie J., Galera C., Gherardi M., Gough C., Huguet Т., Maillet F.,
- Prosperi J.-M., Rosenberg С, Thoquet P. Genetic analysis of Nod factor perception and transduction in Medicago truncatula II Programm abstracts of Third European Nitrogen Fixation Conference, Lunteren, The Netherlands, September 20−24, 1998. P. 37.
- Catoira R., Galera C., de Billy F., Penmetsa R.V., Journet E.-P., Maillet F., Rosenberg
- C., Cook D., Gough C., Denarie J. Four genes of Medicago truncatula controlling components of a Nod factor transduction pathway // Plant Cell. 2000. V. 12. P. 1647−1665.
- Catoira R., Timmers A.C.J, Maillet F., Galera C., Penmetsa R.V., Cook D., Denarie J.,
- Gough C. The HCL gene of Medicago truncatula controls Rhizobium-induced root hair curling // Development. 2001. V. 128. P. 1507−1518.
- Cava J.R., Elias P.M., Turowski D.A., Noel K.D. Rhizobium leguminosarum CFN42genetic regions encoding lipopolysaccharide structures essential for complete nodule development on bean plants // J. Bacterid. 1989. V. 171. P. 8−15.
- Cermola M., Fedorova E., Tate R., Riccio A., Favre R., Patriarca E.J. Nodule invasionand symbiosome differentiation during Rhizobium elti Phaseolus vulgaris symbiosis // Mol. Plant-Microbe Interact. 2000. V. 13. P. 733−741.
- Chandler M., Dart P.J., Nutman P. S. The fine structure of hereditary ineffective redclover nodules // Rothamsted experimental station report, part. I / Rothamsted: Rothamsted Experimental Station, 1973. P. 83−84.
- Cheng H.-P., Walker G. Succinoglycan is required for initiation and elongation ofinfection threads during nodulation of alfalfa by Rhizobium meliloti II J. Bacteriol. 1998. V. 180. P. 5183−5191.
- Cherfils J., Gibrat J.-F., Levin J., Batut J., Kahn D. Model-building of Fnr and FixK
- DNA-binding domains suggests a basis for specific DNA recognition // J. Mol. Recognition. 1989. V. 2. P. 114−121.
- Colonna-Romano S., Arnold W., Schltiter A., Boistard P., Puhler A., Priefer U.B. An
- Fnr-like protein encoded in Rhizobium leguminosarum biovar viciae shows structural and functional homology to Rhizobium meliloti fixK II Mol. Gen. Genet. 1990. V. 223. P. 138−147.
- David M., Daveran M., Batut J., Dedieu A., Domergue O., Ghai J., Hertig C., Boistard P.,
- Khan D. Cascade regulation of nif gene expression in Rhizobium meliloti 11 Cell. 1988. V. 54. P. 671−683.
- Davis T.M., Foster K.W., Phillips D.A. Nodulation mutants in chickpea // Crop Sci.1985. V. 25. P. 345−348.
- Davis T.M., Foster K.W., Phillips D.A. Inheritance and expression of three genescontrolling root nodule formation in chickpea // Crop Sci. 1986. V. 26. P. 719 723.
- Davis T.M. Two genes that confer ineffective nodulation in chickpea (Cicer arietinum1.) // J. Hered. 1988. V. 79. P. 476−478.
- Davis E.O., Johnston A.W.B. NodX, a gene required for nodulation of Afghanistan peas
- Nitrogen Fixation: Hundred Years After. Stuttgart- New York, 1988. P. 481.
- De Faria S., Hay G.T., Sprent J.I. Entry of Rhizobium into roots of Mimosa scabrella
- Bentham occurs between epidermal cells // J. Gen. Microbiol. 1988. V. 134. P. 2291−2296.
- Degenhardt Т., LaRue T.A., Paul F. Investigation of non-nodulating cultivar of Pisumsativum II Canad. J. Bot. 1976. V. 54. P. 1633−1636.
- Delves A.C., Higgins A., Gresshoff P.M. Supernodulation in interspecific grafts between
- Glycine max (soybean) and Glycine soya II J. Plant Physiol. 1987. V. 128. P. 473 487.5962.