Экологическая генетика

Актуальность. Риск изменения генетической структуры и потери разнообразия будущих искусственных лесов вследствие использования плюсовых деревьев для получения семян является одной из ключевых проблем лесной селекции. Необходимы исследования, направленные на оценку генетической изменчивости плюсовых деревьев, отобранных по фенотипическим признакам в природных популяциях.

Цель — изучение с применением nSSR-маркеров изменчивости и дифференциации плюсовых деревьев сосны обыкновенной, отобранных по фенотипическим признакам в Чувашской Республике, Республиках Татарстан и Марий Эл.

Материалы и методы. С использованием пяти микросателлитных локусов изучено 207 плюсовых деревьев сосны обыкновенной из Чувашской Республики, Республик Татарстан и Марий Эл.

Результаты. В разных выборках плюсовых деревьев обнаружено от 33 до 37 аллелей. Плюсовые деревья из Республики Марий Эл характеризуются сниженным уровнем разнообразия (N_a = 6,6; N_e = 3,5; H_o = 0,361; H_e = 0,687) по сравнению с деревьями из Чувашской Республики (N_a = 7,4; N_e = 4,8; H_o = 0,503; H_e = 0,778) и Республики Татарстан (N_a = 6,8; N_e = 4,4; H_o = 0,570; H_e = 0,739). Выборки плюсовых деревьев слабо дифференцированы, показатель генетической подразделенности составил 0,023. Основная часть полиморфизма nSSR-маркеров находится внутри групп плюсовых деревьев (98,0 %).

Выводы. Обследованные плюсовые деревья различаются между собой по уровню генетической изменчивости. Для всех выборок характерны относительно невысокое аллельное разнообразие и большой дефицит гетерозигот. По характеру распределения генетической изменчивости и дифференциации плюсовые деревья соответствуют природным популяциям сосны обыкновенной в Среднем и Верхнем Поволжье.

Актуальность. Изучение длины теломер и влияющих на нее факторов в раннем эмбриональном развитии человека имеет как фундаментальное, так и прикладное значение.

Цель — сравнительная оценка длины теломер в компартментах бластоцист человека, а также анализ ассоциации длины теломер с качеством бластоцист, наличием у них генетического дисбаланса и возрастом пациенток, от которых получены бластоцисты.

Материалы и методы. Исследование проведено на образцах трофэктодермы и внутренней клеточной массы 41 бластоцисты человека, у 26 из которых был выявлен генетический дисбаланс при проведении преимплантационного генетического тестирования и верификации его результатов. Из образцов готовили микроскопические препараты. Теломеры выявляли в интерфазных ядрах методом количественной флуоресцентной гибридизации in situ (quantitative fluorescence in situ hybridization, Q-FISH).

Результаты. В трофэктодерме теломеры оказались длиннее, чем во внутренней клеточной массе, при этом длина теломер в обоих компартментах варьировала от бластоцисты к бластоцисте. Длина теломер не различалась между бластоцистами с генетическим дисбалансом и без такового как в трофэктодерме, так и во внутренней клеточной массе. Отмечена тенденция к уменьшению длины теломер в компартментах бластоцист с увеличением возраста пациенток, от которых получены бластоцисты, однако статистически достоверной корреляции не установлено. Длина теломер во внутренней клеточной массе, но не в трофэктодерме бластоцист ассоциирована с их качеством на основании оценки по Гарднеру: для бластоцист среднего качества характерны более длинные теломеры, чем для бластоцист высокого качества.

Выводы. Длинные теломеры в трофэктодерме могут быть необходимы для имплантации и дальнейшей плацентации. Длину теломер можно рассматривать как один из модификаторов эффекта аномалий кариотипа и других негативных факторов: наследование эмбрионом длинных теломер, по всей видимости, дает ему преимущество в развитии даже при наличии генетического дисбаланса или морфологических нарушений. При этом имплантация является важным периодом негативной селекции эмбрионов с «неудачными» сочетаниями длины теломер, кариотипа и морфологии.

Актуальность. Бактериальное сообщество играет существенную роль в поддержании гомеостаза и плодородия черноземов. Анализ его компонентов позволяет выявить доминирующие таксономические группы и экологические предпочтения составляющих их основу видов.

Цель — выявить бактериальные роды, доминирующие в микробиоте черноземов лесостепной зоны европейской части России, а также проследить влияние на их обилие землепользования, фазы летнего сезона, агрохимических показателей и взаимодействия между собой.

Материалы и методы. На территории Белгородской области дважды в течение лета были отобраны по 10 образцов почв агроценозов и прилегающих к ним необрабатываемых участков с травянистым либо травянисто-кустарниковым растительным покровом. На основе данных метабаркодинга были получены процентные доли родов в бактериальных сообществах. Проведен агрохимический анализ с расчетом коэффициентов корреляции между химическими показателями черноземов и долями бактериальных родов. Проведен анализ корреляционных взаимосвязей родов друг с другом.

Результаты. В число доминирующих родов входят Sphingomonas, Rubrobacter, Gemmatimonas, Bradyrhizobium, Haliangium и др. Доля представителей родов Sphingomonas и Gemmatimonas в почвенных образцах демонстрирует сильную положительную корреляцию с концентрацией нитратного азота, а доля рода Bradyrhizobium — сильную отрицательную корреляцию с концентрацией фосфора. Наибольшее число положительных корреляционных взаимодействий с другими родами выявлено для Nocardioides, Mycobacterium, Streptomyces, Solirubrobacter.

Выводы. Показана стабильность набора бактериальных родов, доминирующих в черноземах лесостепной зоны России в различных экологических условиях (распахиваемые и нераспахиваемые участки), а также во времени (июнь и август). Ряд представителей, относящихся к родам Sphingomonas, Gemmatimonas, Bradyrhizobium и другим бактериям, находятся в сильной зависимости от концентраций компонентов азотных и фосфорных удобрений. В положительные корреляционные взаимодействия между бактериальными родами тесно вовлечены представители актиномицетов и микобактерий, что может указывать на их ключевую роль в микробных сообществах черноземов как активных биодеструкторов листового и корневого опада.

Редис (Raphanus sativus L.) — однолетняя корнеплодная культура, родственная Arabidopsis thaliana. Редис можно использовать в качестве перспективного модельного растения для изучения генетического контроля развития запасающего корня. В связи с этим получение стабильных генетических трансформантов редиса для изучения функции генов, участвующих в развитии корнеплода, является важной задачей. В данном обзоре представлены имеющиеся на сегодняшний день данные о методах трансформации редиса с помощью Agrobacterium, включая методы in vitro и in planta с использованием Agrobacterium tumefaciens, а также метод получения композитных растений с трансформированными корнями или даже полностью трансгенных растений с помощью Agrobacterium rhizogenes. Совершенствование существующих и разработка новых методов трансформации редиса позволит повысить продуктивность его сортов, а более широкое использование этого перспективного модельного растения даст новые данные о генетическом контроле развития запасающего корня.

В Китае китайская шелковая курица внесена в список пород кур с высоким приоритетом сохранения и используется в мясном птицеводстве и в традиционной китайской медицине. Особые фенотипические признаки, такие как перья без крючков, полидактилия, черная кожа, кости, гиперпигментация соединительных тканей, привлекают внимание как птицеводов, так и научных исследователей, которые используют китайских шелковых кур в качестве модели для изучения генетических и эволюционных механизмов, лежащих в основе генетического разнообразия. Для исследования был проведен отбор биологического материала у птицы российской популяции китайских шелковых кур. Генотипирование проводилось с использованием микрочипа Illumina Chicken 60K SNP. Анализ геномной архитектуры включал изучение гомозиготных регионов с частотой встречаемости выше 75 %. В ходе исследования было отобрано 24 гена-кандидата, связанных с развитием оперения (АLK, EDARADD), костяка (WDR43, FBXO11), влияющих на адаптационную и иммунную способность организма (EPCAM, PELI3, PLEK, LGALS8, RAB1B, RYR2), на яичную (MDH1, SPRED2, MEIS1, ACTN2, PCNX2, BCL2L10, CYP19A1), мясную (FOXN2, B3GNT2, MDH1, TMOD3, SLC35F3, NTPCR, PPP3R1, TSNAX) продуктивность. Эти результаты расширяют понимание того, как селекционное разведение сформировало геном породы китайская шелковая на территории России, и вносят вклад в сохранение данной уникальной породы.