Влияние гиббереллина на микроспорогенез подсолнечника (Helianthus annuus L)
|
СтатусДиссертация была зашищена 8 августа 2018Утверждена Национальным Советом 23 ноября 2018 Автореферат – 1.43 Mb / на румынскомДиссертацияCZU 633.854.78:631.523(043.2)
|
Ключевые слова
Helianthus annuus L., микроспорогенез, гиббереллин, хромосомные аберрации, цитоплазматическая мужская стерильность, экспрессия генов. Область исследования: генетика растений.Аннотация
Работа включает введение, четыре главы, общие выводы и рекомендации, библиографию из 299 источников, 132 страниц общего объема, 42 рисунков и 11 таблиц. Полученные результаты отражены в 12 научных публикациях.
Целью данной работы является выявление роли гиббереллина (ГК3) в инициации и регуляции процессов клеточного деления в пыльниках подсолнечника.
Задачи исследования: оценка коэффициента корреляции размера трубчатых цветков и пыльников с фазами микроспорогенеза и микрогаметогенеза; определение гистоанатомических особенностей в развитии микроспорангиев у фертильных растений подсолнечника, растений с цитоплазматической и индуцированной мужской стерильностью; выявление морфофизиологических параметров микроспороцитов и микроспор у растений обработанных и необработанных гиббереллином; разъяснение цитогенетических особенностей мейотического деления у подсолнечника; изучение профиля экспрессии генов, участвующих в микроспорогенезе подсолнечника под влиянием гиббереллина.
Новизна и научная оригинальность. Впервые была проанализирована транскрипционная активность генов PCNA1, Cyclin D3, HIS1-3, H3.1, AHP2, MND1, DYAD, ASK1, EXPA1 и GSL12, участвующих в процессе размножения подсолнечника, что позволило коррелировать профиль экспрессии генов с наличием хромосомных аберраций, деградацией тапетума, появлением мейоцитов с разрушенной формой и структурой, образованием стерильной пыльцы у растении с индуцированной стерильностью. Гисто-анатомические и цитогенетические исследования выявили новые аспекты дифференциального развития тканей микроспорангия в ходе микроспорогенеза у растений с индуцированной и цитоплазматической мужской стерильностью в сравнении с фертильными растениями. Было продемонстрирован гаметоцидный эффект гиббереллинаб проявляющийся уменьшением размеров пяльников, присутствием большого числа хромосомных аббераций у обработанных растений и полной ингибицией мейоза у растений с ЦМС.
Решенная научная проблема заключается в выявлении роли гиббереллина в инициировании и регуляции клеточного деления в пыльце подсолнечника в модельной системе (фертильные растения, растения с цитоплазматической и индуцированной мужской стерильностью), что способствует определению дифференцированных профилей экспрессии генов, участвующих в микроспорогенезе, в зависимости от типа стерильности, идентификации фазы в которой был нарушен мейоз у растений с индуцированной стерильностью, что привело к образованию стерильной пыльцы, и отсутствию таковой у растений с ЦМС, что приводело к выяснению механизмов индукции мужской стерильности. Теоретическая значимость. Представленные результаты углубляют существующие знания об гистоанатомических и цитологических механизмах перехода от диплоидного спорофита к гаплоидному гаметофиту растений подсолнечника с цитоплазматической и индуцированной мужской стерильностью. В исследовании основное внимание уделяется действию гиббереллина на степень фертильности подсолнечника и микроспорангиев в фертильных растениях и растениях с ЦМС и моделированию гипотетической схемы, описывающей основы индуцирования мужской стерильности на разных стадиях развития материнских клеток пыльцы.
Прикладная ценность работы. Были внедрены методы фотонной микроскопии и микротомирования в Лаборатории Геномики, которые позволяют более эффективно исследовать процессы или механизмы, коррелируюшие с молекулярными исследованиями. Биоинформационное и молекулярное исследование с помощью ПЦР в реальном времени позволили идентифицировать гены, участвующие в микроспорогенезе, с приоритетной и потенциальной ролью в мужской стерильности у подсолнечника.
Внедрение научных достижений. Полученные и представленные в диссертации данные служат научно-дидактическим материалом для обучения курсу молекулярной и клеточной биологии. Специфические праймеры, разработанные на основе последовательностей EST из базы данных NCBI для изучения экспрессии 10 генов у растенияй подсолнечника с индуцированной и цитоплазматической мужской стерильностью, используются в Центре Функциональной Генетики, ГУ„Дмитрий Кантемир” и рекомендуются для будущих генетических и молекулярных исследований.
Официальные оппоненты
- Andrei Palii
доктор хабилитат, профессор, Государственный аграрный университет Молдовы - Tatiana Saltanovici
доктор, доцент
Члены Ученого Совета
- Vasile Micu, председатель
доктор хабилитат, профессор, Институт растениеводства "Порумбень" - Eugenia Cotenco, секретарь
доктор, доцент - Vasile Grati, член
доктор хабилитат, профессор, Тираспольский государственный университет - Galina Lupaşcu, член
доктор хабилитат, профессор, Институт генетики, физиологии и защиты растений АНМ - Larisa Andronic, член
доктор хабилитат, доцент, Институт генетики, физиологии и защиты растений АНМ
Диссертации
