Анотація до роботи:

Шакіна Л. О. „Структурно-функціональна організація політенних хромосом Drosophila melanogaster Meig. у звязку з ефектом гетерозису, ізогенізацією та впливом щільності культури”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.15 – генетика. – Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Харків, 2006.

Дисертація присвячена вивченню структурно-функціональної організації політенних хромосом і прояву кількісних ознак дрозофіли в залежності від генотипу і щільності культури. Встановлено істотний вплив щільності культури та генотипу на прояв кількісних ознак у дрозофіли: при перенаселенні культури показано зниження виходу імаго, маси тіла імаго, теплостійкості, яйцепродукції та експресивності ознаки Bar, при цьому за показниками виходу імаго, теплостійкості, яйцепродукції міжлінійні гібриди F₁ виявляли значний гетерозисний ефект в умовах різної щільності культури. Показано зниження ступеня політенії (СПХ) та пуфової активності гігантських хромосом дрозофіли за умов перенаселення та залежність цього ефекту від генотипу. Гібриди F₁ за показниками СПХ та активності пуфіювання виявляли підвищений гомеостаз до дії перенаселення порівняно з інбредними лініями. У високоінбредних ліній та реципрокних гібридів F₁ встановлено існування генетичних відмінностей за частотою ектопічного спарювання та частотою асинапсису в районі ектопічного контакту. Показано негативний вплив ізогенізації хромосом 2, 3 на прояв кількісних ознак у дрозофіли: виходу імаго, яйцепродукції, експресивності ознаки Bar. Встановлено пригнічення ендореплікативної і пуфової активності політенних хромосом дрозофіли за умов ізогенізації хромосом 2 і 3. У роботі вперше отримано дані про зміну показників мутаційного процесу в умовах личинкового перенаселення і при ізогенізації хромосом 2 і 3 дрозофіли, таких як частота нерівного кросинговеру в локусі Bar і частота домінантних летальних мутацій.

У дисертації, відповідно до поставленої мети та задач, наведено нові дані щодо хромосомних механізмів впливу щільності культури, ізогенізації хромосом, диференційної стійкості генотипів та ефекту гетерозису у плодової мушки Drosophila melanogaster Meig. Встановлено, що вплив щільності культури та ізогенізації хромосом пов'язаний з регуляцією структурних та функціональних особливостей політенних хромосом дрозофіли. Відмінності за активністю пуфіювання, ступенем політенії, гомологічною і негомологічною кон'югацією гігантських хромосом у інбредних ліній і гетерозисних гібридів свідчать про те, що прояви гетерозису торкаються різних рівнів регуляції функцій генетичного апарату клітини.

1. Виявлено істотний вплив щільності культури на прояв кількісних ознак у дрозофіли: за умов личинкового перенаселення знижується вихід імаго (на 59,88 – 80,65 %), маса тіла імаго (на 12,24 – 22,22 %), теплостійкість імаго (на 11,91 – 29,74 %), яйцепродукція (на 14,88 %) та експресивність ознаки Bar (на 46,77 %). Міжлінійні гібриди F₁ в умовах різної щільності культури виявляють значний гетерозисный ефект за показниками виходу імаго (18,52 – 69,41 %), теплостійкості імаго (4,27 – 35,62 %) і яйцепродукції (36,42 – 90,57 %).

2. Ступінь політенії гігантських хромосом слинних залоз дрозофіли при збільшенні щільності культури зменшується на 6,76 – 19,27 %. Гібридні особини характеризуються підвищеним гомеостазом до дії личинкового перенаселення і за даною ознакою перевищують інбредні лінії на 14,84 – 25,14 %. Встановлено позитивну кореляцію показника СПХ із виходом імаго (r = 0,74 – 0,75), масою тіла імаго (r = 0,71 – 0,73), теплостійкістю особин (r = 0,71) і негативну кореляцію між СПХ і частотою пізніх домінантних летальних мутацій (r = – 0,82).

3. Перенаселення культури знижує активність пізніх екдизонових пуфів гігантських хромосом у локусах 63F, 71CE, 72CD, 82EF, 83E на 9,82 – 20,10 %. Гібриди F₁ виявляють підвищений гомеостаз за даною ознакою порівняно з інбредними лініями. Показано, що розміри пуфів у ряді локусів у особин інбредних ліній і гібридів дрозофіли позитивно корелюють із виходом імаго (r = 0,71 – 0,73), теплостійкістю (r = 0,75), массою тіла імаго (r = 0,75 – 0,78).

4. Отримано нові дані про генотипічні розходження просторової організації хромосом інтерфазного ядра. Ектопічний контакт між районами 100F і 92EF хромосоми 3R постійно присутній в лінії Or, не виявлений в лінії C-S, у гібридів F₁ показано проміжну частоту даної ознаки (60,00 – 77,78 %). Встановлено генотипічні відмінності за частотою асинапсису в районі ектопічного спарювання: гібриди F₁ за даним показником перевищують батьківську лінію Or на 79,82 – 85,64 %. Виявлено стимулюючий вплив ектопічного контакту на частоту асинапсису гомологів хромосоми 3R, а також тісну позитивну кореляцію (r = 1) між частотою ектопічних контактів у досліджуваному районі хромосоми 3R і активністю пуфінгу в локусі 93D.

5. Показано негативний вплив ізогенізації хромосом 2 і 3 на прояв кількісних ознак у дрозофіли: вихід імаго знижувався на 32,27 – 34,03 %, яйцепродукція – на 56,10 %, експресивність ознаки Bar – на 36,95 %.

6. Вперше встановлено пригнічення прояву генетичних функцій політенних хромосом дрозофіли за умов ізогенізації хромосом 2 і 3. Показано зменшення ступеня політенії на 8,16 % і зниження пуфової активності гігантських хромосом дрозофіли в локусах 2EF, 50CD, 71CE, 72CD, 83E на 10,65 – 22,41 %. Одночасно показано посилення пуфової активності в локусі 21F на 11,67 %. У локусах 22C, 23E, 63F, 82EF, 93D розміри пуфів істотно не змінювалися.

7. Встановлено зростання частоти нерівних хромосомних обмінів в локусі Bar у 2,52 - 3,96 рази за умов личинкового перенаселення і при ізогенізації хромосом 2 і 3 дрозофіли, що свідчить про посилення мутаційної мінливості.

8. Ізогенізація хромосом 2 і 3 призводить до зростання частоти домінантних летальних мутацій у дрозофіли. Вплив фактора щільності культури на частоту ДЛМ залежить від генотипу: показник збільшується в гібридних особин, не змінюється в інбредних ліній і зменшується в мутантній лінії Bar. Мутантні лінії Bar, Bar_C-S, iso^II; iso^III Bar_C-S характеризуються високою частотою ДЛМ – 44,05 – 52,21 %, перевищуючи лінію C-S в 2,95 – 3,49 рази, що погоджується з даними про генетичну нестабільність ознаки Bar.

Публікації автора:

1. Журавльова Л., Страшнюк В., Шахбазов В. Вплив щільності культури на прояв ефекту гетерозису у Drosophila melanogaster // Вісник Львів. ун-ту. Серія біологічна. – 2004. – Вип. 35. – С. 102–109.

2. Журавлева Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Влияние плотности культуры на степень политении гигантских хромосом инбредных линий и гибридов Drosophila melanogaster // Цитология и генетика. – 2004. – Т.38, № 3. – С. 46–51.

3. Шакина Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Влияние плотности культуры на активность пуфинга политенных хромосом у инбредных линий и гибридов Drosophila melanogaster Meig. // Вестник проблем биологии и медицины. – 2005. – Вып. 2. – С. 38–41.

4. Шакіна Л., Страшнюк В., Шахбазов В. Вплив ізогенізації на ступінь політенії і активність пуфінгу політенних хромосом у Drosophila melanogaster Meig. // Вісник Львів. ун-ту. Серія біологічна. - 2005. - Вип. 40. – С. 23–29.

5. Шакина Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Особенности гомологичного и негомологичного спаривания политенных хромосом у инбредных линий и гибридов дрозофилы // Вестник Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина. Серия: биология. – 2005. – Вып. 1 – 2, № 709. – С. 105–110.

6. Zhuravlyova L. A., Strashnuk V. U., Shakhbazov V. G. Genetic instability of the locus Bar of Drosophila melanogaster in various culture density // Materials of the Conference for young scientists, PhD students and students on molecular biology and genetics. – Kiev, 2003. – Р. 278.

7. Журавлева Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Влияние плотности культуры на проявление эффекта гетерозиса у Drosophila melanogaster // Материалы VI съезда украинского энтомологического общества. – Белая Церковь, 2003. – С. 41.

8. Журавлева Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Влияние плотности культуры на степень политении гигантских хромосом линий и гибридов Drosophila melanogaster // Матеріали конференції «Актуальні проблеми біології в дослідженнях молодих учених Харківського національного університету». –Харьков, 2003. – С. 36–37.

9. Журавлева Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Действие стресса, обусловленного перенаселенностью культуры, на геном Drosophila melanogaster // Материалы третьего съезда генетиков и селекционеров России «Генетика в ХХІ веке: современное состояние и перспективы развития». – Москва, 2004. – С. 284.

10. Strashnyuk V., Zhuravlyova L., Gorenskaya O., Belousova I., Shakhbazov V. The influence of genotype and stressful factors on the endoreduplication of polytene chromosomes of Drosophila melanogaster Meig. // Матеріали Установчого з’їзду Українського Товариства клітинної біології з міжнародним представництвом . – Львів, 2004. – С. 390.

11. Журавлева Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Влияние стрессовых факторов на геном Drosophila melanogaster // Материалы VIII Международной научной экологической конференции. – Белгород, 2004. – С. 65–66.

12. Шакина Л. А., Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г. Влияние изогенизации хромосом на степень политении и активность пуфинга политенных хромосом у Drosophіla melanogaster // Материалы научной энтомологической конференции «Общая и прикладная энтомология в Украине». – Львов, 2005. – С. 237–238.