BioScience Blog – Научный Биологический блог

Изучение природы происхождения пшеницы, как важной сельскохозяйственной культуры, имеет большое научное и практическое значение, обусловленное и задачами селекции. Разнообразие диких видов пшениц и эгилопсов, внутривидовой полиморфизм позволяют предположить наличие в них ьногозначител количества блоков генов устойчивости ко многим возбудителям болезней [1]. Среди многообразия защитных генов специфическое место занимают гены, кодирующие патоген-индуцируемые изоформы пероксидаз. Как полагают, они важны в лигнификации поврежденных патогенами тканей растений. У некоторых из

них в структуре молекулы обнаружен специфичный к полисахаридам сайт [2]. Целью этой работы явился анализ молекулярно-генетической организации полисахарид-специфичного сайта гена пероксидаз пшеницы и эгилопса. Работа проводилась с использованием ДНК разных видов растений из полиплоидного ряда пшеницы (род Triticum), эгилопса (род Aegilops). Сравнительный анализ предсказанных аминокислотных последовательностей полисахарид-связывающего сайта пероксидазы мягкой пшеницы ТС 151917 с подобными последовательностями других видов растений выявил различную степень гомологии между ними, которая варьировала от 30% у лука репчатого до 75% у гороха посевного. Таким образом, высокое сходство хитин-специфичных изопероксидаз таксономически отдаленных видов растений можно объяснить тем, что механизм защиты растения с участием хитин-специфичных пероксидаз эволюционно является очень древним.

При постановке ПЦР с использованием подобранных к фрагменту гена анионной пероксидазы мягкой пшеницы TC151917 пары праймеров у всех изученных видов пшениц проявлялся амплификат размером 190-200 п.н., совпадающий с теоретически рассчитанными размерами (рис. 1). Данный факт говорит о сходной организации этого участка гена пероксидазы у отмеченных видов злаковых.

При проведении работ по секвенированию полученных после ПЦР фрагментов ДНК, мы столкнулись со сложностью интерпретации данных, связанных с формированием в некоторых случаях «ложных» амплификатов (рис. 1). В связи с этим, к этому же участку гена анионной пероксидазы мягкой пшеницы были подобраны новые праймеры AnperF и AnperR, теоретический размер которого равен 353 п.н. ПЦР анализ показал, что размер получаемого амплификата оказался больше теоретически рассчитанного размера, был вариабелен. Он колебался в делахвпре от 700 до 800 п.н. (рис. 2). Значительно больший размер амплификата был, вероятно, связан включением интрона. Секвенирование этого фрагмента ДНК Triticum militinae показало, что он проявляет почти 81% гомологию с полноразмерным геном пероксидазы риса -Oryza sativa (japonica cultivar-group) D84400.

Таким образом, нами обнаружена определенная степень вариабельности по размеру фрагмента гена пероксидазы, кодирующего хитин-специфичный сайт не дитолько сре разных видов растений, но и внутри видов пшеницы, что, вероятнее всего, связано с включением интрона в искомый участок гена пероксидазы.

Литература

1.              Жуковский П.М. Культурные растения и их сородичи. — Л.: Колос, 1971.-С. 752.

2.                           Penel C. et al. Binding of peroxidases to Ca2+ – pectate: possible significance for peroxidase function in cell wall // Plant peroxidase newsletter. – 1999.-V. 14.-P. 33-40.