Анотація до роботи:

Вдовиченко Ж.В. Інтрогресії в геномі м’якої пшениці (Triticum aestivum L.) як фактор, що впливає на результати її генетичного аналізу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.15 – генетика. Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ, 2004.

Дослідження, за результатами якого написано дисертаційну роботу, стосується вивчення особливостей генетичного аналізу м’якої пшениці, якщо у схрещуваннях беруть участь інтрогресивні лінії, тобто лінії, геноми яких мають різні обсяги чужинного генетичного матеріалу (інтрогресії).

Інтрогресивні лінії Triticum aestivum/Aegilops sharonensis охарактеризовано за низкою біохімічних, морфологічних ознак та цитологічно (конфігурації хромосом у М1 мейозу МКП від схрещування ліній одна з одною та рекурентним сортом м’якої пшениці Аврора). Лінії було піддано генетичному аналізу за ознаками чужинного походження: опушення краю листкової піхви, електрофоретичний спектр b-амілази, стійкість до борошнистої роси, остистість колосу. Встановлено, що у поколінні F₂ від схрещування цих ліній одна з одною та сортом Аврора завжди спостерігається невідповідність між емпіричними чисельностями фенотипових класів та теоретичними, розрахованими за законами успадкування Менделя. У процесі генетичного аналізу ліній було виявлено фактори спотворення співвідношень. Запропоновано параметри, які можна оцінити при вивченні ліній і гібридів та покласти в основу корекції теоретично очікуваних розщеплень.

1. При гібридологічному аналізі інтрогресивних ліній T. aestivum/ Ae. sharonensis у поколіннях, що розщеплюються, спостерігається невідповідність між емпіричними чисельностями фенотипових класів та теоретичними, розрахованими за законами успадкування Менделя. Доведено, що чинниками спотворення співвідношень розщеплення є: розташування критичного гену у гаметоцидній хромосомі, розташування критичного гену у будь-якій чужинній або транслокованій хромосомі, наявність у гаметах чужинних хромосом та формування зигот з гамет різної геномної структури.

2. Найефективнішим чинником зменшення чисельності фенотипового класу з пшеничною градацією ознаки є розташування критичного гену у гаметоцидній хромосомі. Для корекції теоретичного співвідношення пропонується алгоритм розрахунку ймовірності (р) формування життєздатних гамет без гаметоцидної хромосоми. Величина р зменшується від більш ранньої стадії онтогенезу рослини, на якій її визначаємо, до більш пізньої.

3. Знижена життєздатність зигот, що сформовані з гамет без гаметоцидної хромосоми, виявляється при генетичному аналізі ліній за геном з міжалельним кодомінуванням. Для кількісного оцінювання дії фактора пропонується алгоритм розрахунку величини V, відношення кількості гомозигот, що спостерігається, до теоретичної їх кількості, отриманої на основі ймовірності р.

4. Формування у метафазі 1 мейозу МКП двох унівалентів замість бівалентної пари хромосом для кожної чужинної або транслокованої хромосоми є облігатним фактором спотворення розщеплення. Характер спотворення визначається генотипом ліній, а саме здатністю їх інтрогресій статистично позначатися на ймовірності гамет взяти участь у формуванні життєздатних зигот через включення фактору життєздатності V.

5. Генетичний аналіз ознак, які контролюються генами чужинного походження, має проходити щонайменше у два етапи. На першому потрібно визначити, чи можна вважати успадкування чужинного гену незалежним від чинників, які порушують рівну ймовірність для обох алелів критичного гену бути переданими нащадкам. Якщо наявність такого чинника встановлено, обов’язковим є другий етап — планування та проведення експериментів для кількісного оцінювання його дії та побудова теоретично очікуваних розщеплень.

6. Генетичним аналізом через встановлення зчеплення з генами-маркерами гомеологічних груп хромосом Triticinae ідентифіковано та локалізовано у хромосомах егілопсу гени: Hs-S^l (опушення листкової піхви) та Acph-S^l (кисла фосфатаза) у хромосомі 4S^l, Pm (стійкість до борошнистої роси) у хромосомі 3S^l, awn^P (промотор остистості) — у 6S^l. До інтрогресивних ліній ці гени перенесено у складі цілих хромосом як гомеологічні заміщення D/S^l або як транслокації на гомеологічні хромосоми геному пшениці.

7. Гібридологічним методом генетичного аналізу інтрогресивних ліній встановлено домінантну природу генів Hs-S^l та Pm, кодомінантну природу гену b-Amy-S^l, рецесивну природу гену awn^P. Контроль перерахованих ознак моногенний. Ступінь експресивності ознак, що контролюються генами Pm та Hs-S^l, b-Amy-S^l, Acph-S^l дає змогу рекомендувати їх як генетичні маркери хромосом 3S^l та 4S^l.

Публікації автора:

1. Вдовиченко Ж.В., Терновская Т.К., Антонюк М.З. Цитогенетическое изучение интрогрессивных линий мягкой пшеницы, устойчивых к мучнистой росе // Агроекологiя та бiотехнологiя. Зб. наук. праць ін-та агроекологiї та бiотехнологiї. Київ, 1999. – Bип. 3. – C. 70–78.

2. Злацкая А.В., Антонюк М.З., Вдовиченко Ж.В., Терновская Т.К. Зерновая кислая фосфатаза как генетический маркер хромосом четвертой гомеологической группы у эгилопсов и пшеницы // Цитология и генетика.– 1999.– Т. 33, N 5. – С. 42–46.

3. Antonyuk M.Z., Vdovychenko Zh.V., Ternovskaya T.K. Cytogenetic study of the common wheat lines resistant to powdery mildew through the genes of Aegilops sharonensis // Abstracts of the 11^th EWAC Conference. 24-28, July, 2000, Novosibirsk, Russia.– 2000.– P. 195.

4. Vdovychenko Zh.V., Marusic I.N., Ternovskaya T.K. Search for molekular-genetic markers of resistance to fungal diseases obtained by common wheat lines from Aegilops species // Proc. International Symposium “Molecular Mechanisms of Genetic Processes and Biotechnology. Moscow, 18-21 November 2001, Minsk, 22-24 November 2001.– P. 18.

5. Вдовиченко Ж.В., Злацкая А.В., Терновская Т.К. Новый морфологический маркер хромосом 4-ой гомеологической группы Triticinae // Цитология и генетика.– 2001.– Т. 35, № 1.– С. 28-33.

6. Вдовиченко Ж.В. Наследование качественных признаков в потомстве интрогрессивных линий Triticum aestivum // “Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений”. Сб. тез. международной конференции молодых ученых (2-7 июля 2001г.) Харьков, Украина.– 2001.– С.11.

7. Vdovychenko Zh., Ternovskaya T. Genetic analysis of the introgressive common wheat lines for alien characters // Biotechnology Approaches for Exploitation and Preservation of Plant Resources. Abstracts of International Symposium. 26-31 May, Yalta, Ukraine, 2002.– 2002.– P. 17-18.

8. Вдовиченко Ж.В., Терновская Т.К. Цитологическая стабильность интрогрессивных линий // “Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений”. Сб. тез. ІІ международной конференции молодых ученых (19-23 мая 2003 г.) Харьков, Украина.– 2003.– С. 16.

9. Antonyuk M., Bodylyova M., Vdovychenko Zh., Ternovskaya T. SSR-markers of gene for resistance to powdery mildew in the common wheat introgressive lines // Abs. of Conference for Young Scientists, PhD Students and Students on Molecular Biology and Genetics. September 25-27, Kyiv, Ukraine, 2003.– 2003.– P. 3.

10. Терновская Т.К., Вдовиченко Ж.В. Зависимость результатов генетического анализа самоопыляющихся видов злаков от природы картирующей популяции // Цитология и генетика.– 2003.– Т. 37, № 3.– С.67-79.

11. Вдовиченко Ж.В., Антонюк М.З., Терновская Т.К. Воздействие гаметоцидной хромосомы 4S^l на соотношение фенотипического расщепления при генетическом анализе мягкой пшеницы // Цитология и генетика.– 2003.– Т. 37, № 5.– С. 49-56.