Тема: Элиминация одного из родительских геномов у гибридов зеленых лягушек комплекса Pelophylax esculentus
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
📋 Содержание
Обзор литературы 5
Диминуция хроматина 6
Диминуция хроматина у инфузорий 7
Диминуция хроматина у нематод 8
Диминуция хроматина у копепод 9
Диминуция хроматина у миксин 10
Диминуция хроматина у миног 11
Элиминация хромосом у птиц 12
Удаление генетического материала у межвидовых гибридов 13
Удаление генетического материала при гибридной стерильности и летальности 13
Преодоление гибридной стерильности посредством избирательного удаления генетического материала у растений 14
Преодоление гибридной стерильности посредством избирательного удаления генетического материала у межвидовых гибридов животных, размножающихся клонально 16
Состав и структура комплекса Pelophylax esculentus 19
Особенности кариотипов родительских видов и цитогенетические маркеры для их идентификации 20
Полиплоидные гибридные формы 22
Особенности воспроизводства гибридов в различных типах популяционных систем 23
Популяционные системы L-E типа 23
Популяционные системы R-E типа 23
Популяционные системы R-L-E типа 24
Популяционные системы E типа 24
Гаметогенез у родительских видов. Нормальный гаметогенез 25
Основные стадии оогенеза у родительских видов из комплекса зеленых лягушек 25
Основные стадии сперматогенеза у родительских видов из комплекса зеленых лягушек. 27
Особенности гаметогенеза у P. esculentus 29
Предполагаемые механизмы элиминации генетического материала 30
Материалы и методы 32
Места отлова, объем выборок и локалитеты экспериментальных животных 32
Приготовление метафазных хромосом 33
Флуоресцентная in situгибридизация 33
Флуоресцентная in situгибридизация на препаратах хромосом 34
3D флуоресцентная in situгибридизация 35
Флуоресцентная и лазерная сканирующая конфокальная микроскопия 36
Результаты 37
Адаптация протокола картирования повторяющейся последовательности, специфичной для генома P. lessonaeс помощью флуоресцентной in situгибридизации 37
Идентификация хромосом родительских видов во время метафазы мейоза в ходе деления сперматоцитов взрослых гибридных самцов из популяций L-E и R-E типов 37
Идентификация хромосом родительских видов в клетках зародышевой линии во время раннего гаметогенеза у головастиков, полученных от скрещивания гибридных самцов из популяций L-E и R-E типов с одним из родительских видов 39
Анализ морфологии гонад взрослых животных из разных популяционных систем 40
Обсуждение результатов 40
Идентификация хромосом обоих родительских видов с помощью видоспецифичных зондов 41
Элиминация одного из родительских геномов у гибридных самцов из популяционных систем L-E и R-E типов происходит премейотически 42
Элиминация одного из родительских геномов происходит в ходе раннего гаметогенеза головастиков, полученных от скрещивания гибридов из популяционных систем L-E и R-E типов 43
Элиминация генетического материала одного из родительских видов происходит на ранних стадиях онтогенеза гибридных головастиков и не происходит у взрослых гибридов 44
Выводы 45
Приложения 48
Список цитируемой литературы 57
📖 Введение
Элиминация части генетического материала была обнаружена у некоторых межвидовых гибридов растений и животных. У гибридов животных элиминация одного из родительских геномов может проходить после оплодотворения. Кроме того, элиминация генома была обнаружена в ходе развития зародышевых клеток или во время мейоза. Такой способ реорганизации генетического материала позволяет преодолеть гибридную стерильность благодаря предотвращению конфликта хромосом разных родительских видов в мейозе. Помимо элиминации одного из родительских животных, в ходе гаметогенеза также может происходить и эндорепликация оставшегося генома. Это позволяет осуществить нормальный мейоз и сформировать гаплоидные гаметы. Такой способ воспроизводства был назван гибридогенезом [Bogart, 1989; Schon, Martens, Dijk van, 2009]. С помощью гибридогенеза воспроизводятся гибридные лягушки комплекса Pelophylax esculentus.Зеленые лягушки Pelophylax esculentusявляются естественными гибридами двух родительских видов - Pelophylax ridibundusи Pelophylax lessonae. Вследствие гибридогенетического способа воспроизводства, гибридным лягушкам необходимо сосуществование с одним из родительских видов. В зависимости от того, с каким из родительских видов сосуществуют Р. esculentus,выделяют популяции L-E (P. lessonaeи Р. esculentus)и R-E (Р. ridibundusи Р. esculentus)типов. Помимо этого, существуют популяции, в которых все три вида сосуществуют вместе, а также популяции, состоящие исключительно из гибридов различной плоидности.
Несмотря на продолжительное изучение гаметогенеза у гибридов в разных популяционных системах, особенности механизмов элиминации генетического материала одного из родительских видов в системах L-E и R-E типа еще не до конца изучены. На данный момент известно, что в популяционных системах L-E типа в гонадах гибридных головастиков происходит преимущественная элиминация генома P. lessonaeи формирование гамет, содержащих геном Р. ridibundus.В популяционных системах R-E типа гибридные лягушки элиминируют как генетический материал Р. ridibundus,так и генетический материал P. lessonae.Таким образом, популяционные системы L-E и R-E типов различаются по способностям элиминировать геномы родительских видов и не являются симметричными. Изучение механизмов элиминации одного из родительских геномов у гибридов из различных локалитетов представляет актуальную задачу, так как позволяет расширить наши знания о механизмах удаления генетического материала и особенностях гибридогенетического способа воспроизводства.
На данный момент показано, что элиминация генетического материала одного из родительских видов происходит в гонадах головастиков посредством формирования микроядер [Dedukh и др., 2017]. Микроядра содержат отдельные хромосомы [Dedukh и др., 2019; Dedukh и др., 2020]. Предположительно, микроядра формируются посредством отставания отдельных хромосом во время анафазы митоза, вследствие не способности прикрепиться к веретену деления [Dedukh и др., 2020]. Кроме того, удаление хромосом может происходить посредством их отпочковывания из ядра на стадии интерфазы [Chmielewska и др., 2018]. Однако конкретные механизмы элиминации, а также особенности этого процесса в популяционных системах разных типов до сих пор не до конца изучены. Также не известно, протекают ли процессы элиминации у взрослых гибридов или они ограничены только ранним онтогенезом.
Для исследования элиминации и эндорепликации геномов необходимо применение цитогенетических маркеров, позволяющих надежно идентифицировать геномы обоих родительских видов. Идентификация генома P. ridibundusвозможна благодаря использованию флуоресцентной in situгибридизации с зондами к видоспецифичному перицентромерному повтору [Ragghianti и др., 1995]. Однако существующие цитогенетические маркеры для хромосом P. lessonaeне позволяют идентифицировать хромосомы P. lessonaeв клетках на стадии интерфазы [Dedukh et al., 2013]. Таким образом поиск надежных маркеров для идентификации генома P. lessonaeнеобходим для изучения данного комплекса.
Целью данной работы является поиск возможных этапов элиминации и эндоредупликации генома одного из родительских видов у взрослых гибридных самцов и гибридных головастиков из популяций L-E и R-E типов комплекса Pelophylax esculentus.
Для достижения поставленной цели исследования были сформулированы следующие конкретные задачи:
1. Адаптировать протокол картирования повторяющейся последовательности, специфичной для генома P. lessonae, для метафазных мейотических и митотических хромосом клеток зародышевой линии гибридных самцов с помощью флуоресцентной in situгибридизации (FISH).
2. С помощью FISH идентифицировать хромосомы родительских видов во время метафазы мейоза в ходе деления сперматоцитов взрослых гибридных самцов из популяций L-E и R-E типов для выявления особенностей процессов элиминации и эндоредупликации геномов у гибридов из разных популяционных систем.
3. С помощью 3D FISH провести анализ морфологии гонад взрослых гибридных самцов из популяций L-E и R-E типов.
4. Идентифицировать хромосомы родительских видов и напрямую показать наличие хромосом P. lessonaeв клетках зародышевой линии во время раннего гаметогенеза у головастиков, полученных от скрещивания гибридных самцов из популяций L-E и R-E типов с одним из родительских видов.
✅ Заключение
2. У большинства гибридных самцов из системы L-E типа происходит премейотическая элиминация генома P. lessonaeи последующая эндоредупликация генома P. ridibundus.У гибридных самцов из системы R-E типа происходит премейотическая элиминация геномов разных родительских видов и эндоредупликация сохранившихся геномов в разных популяциях зародышевых клеток.
3. У большинства гибридных самцов из системы R-E типа и некоторых гибридных самцов из системы L-E типа могут формироваться сперматоциты с аберрантными наборами хромосом.
4. В гонадах гибридных головастиков из популяционной системы L-E типа формируются микроядра с хромосомами P. lessonae.В гонадах гибридных головастиков из системы R-E типа формируются микроядра, включающие хромосомы P. ridibundus,и микроядра, включающие хромосомы P. lessonae, что впервые было показано напрямую. В гонадах взрослых гибридных самцов из обеих популяционных систем микроядра не обнаруживаются.
5. Избирательная элиминация одного из родительских геномов в клетках зародышевой линии происходит во время раннего развития у головастиков и не происходит у взрослых гибридов.



