Максим Станиславович Макаренко, кандидат биологических наук, научный сотрудник, Лаборатория №19 (Геномики растений)
Россия 127051, г. Москва, Большой Каретный пер. 19, строение 1
Maksim S. Makarenko, Cand. Sci. (Biol.), Researcher, Laboratory of Plant Genomics
19, Bolshoy Karetny Pereulok, Bldg 1, Moscow, 127051, Russia
Вера Алексеевна Гаврилова, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, Отдел генетических ресурсов масличных и прядильных культур ВИР
190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 42, 44
Vera A. Gavrilova, Dr. Sci. (Biol.), Chief Researcher, Department of Oil and Fiber Crops Genetic Resources
42, 44, Bolshaya Morskaya Str., St. Petersburg, 190000 Russia
Актуальность. Генетическое устройство растительных клеток подразумевает скоординированную работу трех геномов: ядерного, пластидного и митохондриального. Гибридизация между генетически разнородными родителями может приводить к изменениям в сложившемся ядерно-цитоплазматическом балансе, что в свою очередь может влиять на уровень и согласованность экспрессии их генов. Изменения транскрипционной активности генов органелл (в частности митохондрий) при отдаленной (межвидовой) гибридизации остаются мало изученными. Результаты. В данном исследовании методом количественного ПЦР была проведена оценка уровня транскрипционной активности митохондриальных генов atp1, atp4, atp6, atp9, nad3, nad6, cox1, cox3 у внутривидового и межвидовых гибридов подсолнечника и их родительских форм из коллекции ВИР. По результатам анализа транскрипционной активности митохондриальные гены можно разделить на три группы: гены с относительно высоким уровнем экспрессии – atp1, atp6, nad6, гены со средним уровнем экспрессии – atp4, cox1, cox3 и гены с низким уровнем экспрессии – atp9, nad3. Сравнительный анализ не показал значимой разницы (P<0,05) между материнскими линиями и гибридами. Экспрессия гена nad6 в случае Helianthus argophyllus (Torr. & A. Gray) была в 2,6 раза выше по сравнению с линиями культурного подсолнечника. Заключение. Отсутствие значимых изменений в экспрессии митохондриальных генов как у внутри-, так и у межвидовых гибридов, вероятно, свидетельствует об отсутствии значительных изменений в регуляции ядерно-цитоплазматических взаимодействий у данных гибридов.
Relevance. The genetic structure of plant cells implies the coordinated work of three genomes: nuclear, plastid, and mitochondrial. Hybridization between genetically heterogeneous parents can lead to changes in the established nuclear-cytoplasmic balance, which in turn can affect the level and consistency of their gene expression. Changes in the transcriptional activity of organelle genes (in particular, mitochondria) during distant (interspecific) hybridization remain poorly understood. Results. The present study employed the qPCR technique to evaluate the transcriptional activity level of the mitochondrial genes atp1, atp4, atp6, atp9, nad3, nad6, cox1, and cox3 in intra- and interspecific sunflower hybrids and their parental forms from the VIR collection. According to the analyzed transcriptional activity of mitochondrial genes, they can be divided into three groups: genes with a relatively high level of expression – atp1, atp6, and nad6, those with a medium level of expression – atp4, cox1, cox3, and genes with a low level of expression – atp9 and nad3. Comparative analysis showed no significant difference (P<0.05) between maternal lines and hybrids. However, the expression of the nad6 gene in the case of Helianthus argophyllus (Torr. & A. Gray) was 2.6 times higher than in the cultivated sunflower lines. Conclusion. The absence of substantial changes in the expression of mitochondrial genes both in intra- and interspecific hybrids indicates the lack of significant changes in the regulation of nuclear-cytoplasmic interactions in these hybrids.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.