Анализ митотической сегрегации плазмагенов в соматических гибридах Nicotiana, полученных клонированием гетероплазматических продуктов слияния

Abstract

Изучено наследование шести кодируемых плазмагенами признаков у гибридных форм Nicotiana, регенерированных из гибридных клеток независимого происхождения. В качестве родительских форм использовали каллусные протопласты пластомного хлорофиллдефектного мутанта N. tabacum и мезофильные протопласты одного из четырех аналогов табака, обладающих признаком цитонлазматической мужской стерильности (цмс), и несущих цитоплазмы N. repanda, N. undulata, N. suaveolens и N. plumbaginifolia. У сегрегантов по признаку пластомной хлорофиллдефектности, полученных при митотической сегрегации гетероплазматических продуктов слияния Nicotiana, проведен анализ признаков, кодируемых плазмагенами. Результаты исследования показали наличие по крайней мере двух групп сцепления плазмагенов: косегрегационной группы пластома и косегрегационной группы митохондриона. Полные сегреганты по признаку наличия хлорофиллдефектности или пластома дикого типа несут хлоропластную (хл) ДНК, большую субъединииу рибулозо-1,5- бисфосфаткарбоксилазы / оксигеназы (РубисКО) и признак устойчивости I чувствительности к тентоксину, полностью идентичные одному из родительских пластомов. В другую, независимую от пластома группу косегрегации, входят признак цмс, изменения в морфологии цветков и наборы рестрикционных фрагментов митохондриальной (мт) ДНК- Значительная часть сегрегантов по хондриону показала измененные, отличные от родительских, наборы фрагментов рестрикции мтДНК и промежуточные морфологические типы цмс. Наблюдалась корреляция между преимущественным наличием видоспецифических фрагментов мтДНК одного из родителей и морфологией цветков.

Проведено косегрегаційний аналіз наслідування цитоплазматичних маркерів у соматичних гібридів роду Nicotiana. Показано, що ознаки, які кодуються генами цитоплазми, можна віднести до двох незалежних груп зчеплення: групи пластому (пластомна хлорофілдефектність, набір рестрикційних фрагментів хлоропластної ДНК, тип поліпептидів великої субодиниці РубісКО, стійкість до тентоксину) та групи мітохондріону (ознака цитоплазматичної чоловічої стерильності та набір рестрикційних фрагментів мітохондріальної ДНК).

Genetic constitution of cytoplasmon in segregants for plastome chlorophyll deficiency gene obtained by mitotic segregation from heteroplasmic fusion products (cytoplasmic heterozygotes) of Nicotiana was studied. Plants from cells heterozygous for plasmagenes were obtained by fusion of callus protoplasts from plastome chlorophylldeficient mutant of tobacco with mesophyll protoplasts from either one of four cms-analogs of tobacco bearing repanda, undulata, suaveolens, and plumbaginifolia cytoplasms. In the study characters coded for by plasmagenes were analysed. The results of our investigation demonstrated that higher plant cell contains at least two cosegregation groups of plasmagenes: segregation group of plastome with corresponding type of chloroplast DNA segregate plastome chlorophyll deficiency, polypeptide composition of large subunit of ribulosebisphosphatecarboxylase / oxygenase (RUBISCO), tentoxine resistance and segregation group of chondriomesets of species-specific restriction fragments of mitochondria! DNA segregate with the traits of cytoplasmic male sterility / fertility and corresponding changes of flower morphology.