WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Анализ построенной матрицы меры сходства по Dice (или связи типа корреляции), показал, что можно выделить четыре группы взаимосвязанных между собой компонентов (коэффициент больше 0,70): 1) – 2 – 4 – 1; 2) – 61 – 62 – 72 – 32 – 21 – 42 – 42 – 62 – 71 – 82 – 92; 3) – 41 – 43; 4) – 91 – 93 – 102. В преде лах первых трех групп выявлены определенные ограничения по сочетанию компонентов, все они рассмотрены в диссертации. Компоненты глиадина последней группы характеризовались полным сцеплением, поэтому 93 и 102 были отнесены к категории «избыточных» признаков и исключены из дальнейшего анализа.

4.2. Классификация изученной выборки генотипов по сходству электрофоретических спектров глиадина. Рассчитанные коэффициенты сходства электрофоретических спектров глиадина с учетом интенсивности компонентов варьировали от 0,040 до 1,000, средняя величина составила 0,374. Дендрограмма, построенная на основе сравнения спектров, содержала кластеры Б и В, находящиеся в соподчиненном положении, к которым на более высоком иерархическом уровне присоединялся сначала кластер А, затем Г. (рис. 2а). Кластеры содержали 54, 70, 43 и 58 генотипов, соответственно. В каждом из них группировались генотипы, отобранные из местных сортов разных стран Азии и Африки, причем часто вместе в виде небольших группок оказывались генотипы из какой-либо одной страны (рис.2б).

а б Рис. 2. Схема (а) и фрагмент (б) дендрограммы, построенной по результатам сравнения электрофоретических спектров глиадина На рис. 3. показан вклад генотипов каждого кластера в частоту встречаемости компонента в изученной выборке. В А отсутствовали генотипы с компонентом 61 и очень редкими были генотипы с 2, 4, 1 42 и 63. В то же время доля генотипов с 45 была наиболее высокой. В Б не было генотипов с компонентом 91 и наиболее низкой была доля генотипов с 81. В кластере В чаще чем в других кластерах были генотипы с компонентами 72, 32, 21, 42, 2, 62, 82 и 92, а в Г – с 2, 4 и 1, контролируемых хромосомой 6А, в то же время значительно реже присутствовали генотипы, содержащие в спектрах глиадина компоненты 72 и 51.

2 5 2 2 2 0 1 7 1 5 1 2 1 0 7 5 2 А Б В Г Рис. 3. Вклад генотипов кластеров А, Б, В и Г в частоту встречаемости компонентов глиадина в изученной выборке Выявлено 27 групп генотипов, которые имели идентичные или очень близкие по компонентному составу электрофоретические спектры глиадина. Такие группы генотипов отобраны из местных сортов разных стран, однако в составе каждой группы объединены генотипы, происходящие из одной страны, и в большинстве случаев сходные по морфологическим признакам колоса и зерновки. Полный список образцов таких групп приведен в диссертации.

Итак, электрофоретический анализ глиадина показал, что генотипы, представляющие местные сорта, различаются по большому числу комбинаций компонентов /-, - и -зон глиадина. Многие из этих комбинаций глиадиновых белков были специфическими для какой-либо одной страны и часто встречались всего у одного генотипа. Наиболее широкий набор специфических комбинаций компонентов обнаружен у генотипов, отобранных из сортов Ирана, Ирака и Эфиопии. Генотипы, представляющие сорта Египта, не имели таких комбинаций компонентов в /-зоне, в то же самое время их -зона была одной из самых изменчивых. В целом из 132 изученных генотипов местных сортов стран Азии 115 (87,1%) имели характерные только для них электрофоретические спектры глиадина, а из 93 генотипов, отобранных из местных сортов стран Африки, – 71 (76,3%).

5. Разнообразие генотипов по микросателлитам 5.1. Общая характеристика изученных микросателлитов. Изучали микросателлиты у 96 генотипов, случайно отобранных из выборки 225 генотипов, проанализированных по глиадину. Отбор проводили так, чтобы генотипы представляли все исходное разнообразие местных сортов по происхождению и ботаническим разновидностям. В наборе генотипов идентифицировано 49 аллелей у пяти МС-локусов (рис.

4) с встречаемостью от 1 до 53%. По величине встречаемости аллели условно разделяли на уникальные – выявленные только у одного генотипа, редкие – у двух-четырех генотипов и часто встречающиеся – более чем у 5% генотипов.

Число генотипов 2(1) 2(2) 2(3) 4(1) 4(2) 6(1) 6(2) 7(1) 7(2) 7(3) 3(1) 3(2) 3(3) 4(1) 4(2) 5(1) 5(2) 3(1) 3(2) 4(1) 4(2) 4(3) 5(2) 6(1) 6(2) 6(3) 7(1) 7(2) 8(1) 8(2) 9(1) 9(2) 591) 10(1) Рис. 4. Электрофоретические спектры продуктов амплификации ДНК некоторых генотипов мягкой яровой пшеницы (приведены №№ по каталогу ВИР) с участием праймеров микросателлитного локуса Xgwm415. Положение некоторых фрагментов (аллелей) ДНК отмечено стрелками с указанием их размера в п.н. М – маркеры ДНК pUC19/Msp I с указанием размеров фрагментов ДНК в п.н.

Для МС-локуса Xgwm257 (хромосома 2В) определено восемь аллелей, из них 201 у к-38686 (Иран) был уникальным. К редким аллелям отнесен 199, он выявлен у к-55729 (Ирак) и к-43048 (Иран). Все остальные аллели встречались у восьми и более генотипов. Наиболее часто встречающимися и широко распространенными были и 195. Однако первый из них не обнаружен у генотипов, отобранных из местных сортов Турции и Ливии, а второй – Египта.

У МС-локуса Xgwm415 (хромосома 5А) идентифицировано четыре аллеля, из них 135 – уникальный (к-17411, Иордания), 129 обнаружен у шести генотипов. Особенно частыми и широко распространенными были 131 и 133 (табл. 3).

МС-локус Xgwm190 (хромосома 5D) имел 10 аллелей, из них 220 был уникальным (к-43761, Эфиопия), 202 отнесен к группе редких (к-16451, Марокко и к-55890, Ливия), а 210, 212 и 214 встречались у 18, 14 и 16 генотипов, соответственно.

У МС-локуса Xgwm46 (хромосома 7В) выявлено 18 аллелей. Среди них 154 (к17418, Иордания) и 180 (к-55730, Сирия) – уникальные аллели, а 148 (к-16405, Марокко; к-17330, Палестина и к-32849, Иран), 150 (к-16451, Марокко, к-17310 и к17378 из Палестины), 162 (к-16411, Марокко и к-16558, Тунис), 164 (к-16430, Марокко и к-16065, Турция), 166 (к-16455, Марокко; к-55844, Тунис; к-19038, Эфиопия и к- 16073, Турция), 178 (к-16081, Турция; к-55702, Ирак; к-13072 и к-38686 из Ирана) и 182 (к-55833, Тунис; к-19916, Эфиопия и к-20197, Египет) – редкие. Аллели 172 и обнаружены у 16 и 10 генотипов, соответственно.

Для МС-локуса Xgwm44 (хромосома 7D) идентифицировано девять аллелей:

168 (к-13072, Иран) – уникальный, 182 (к-15818 и к-17330 из Палестины; к-55723, Ирак и к-14335, Иран) и 184 (к-55717, Ирак и к-13491, Иран) – редкие. Остальные – часто встречающиеся. Если из выявленных аллелей по каждому МС-локусу составить ряды, показывающие увеличение (уменьшение) их размера, и сравнить эти ряды у выборок генотипов разных стран, то можно видеть, что полный ряд последовательных динуклеотидных изменений выявлен только у генотипов, отобранных из местных сортов Ирана по МС-локусу Xgwm 44 (табл. 3). Во всех остальных случаях ряды были неполными и часто прерывистыми. По локусу Xgwm 257 генотипы из Египта, Ливии и Марокко чаще содержали аллели с меньшим числом повторов, а из Ирана и отчасти Ирака – с большим числом. Сравнение объединенных выборок генотипов, представляющих страны Азии и Африки, по встречаемости аллелей этого локуса, показало высокую статистическую достоверность различий между сравниваемыми рядами аллелей и на уровне континентов (2 =14,244, 2 =13,815 при 0,1% уровне значимофакт. теор.

сти и df=2). Аналогичный характер различий выявлен у генотипов из Марокко и Ирана по аллелям локуса Xgwm 190.

Таблица 3. Распределение по странам аллелей пяти МС-локусов Азия Африка МС Центр. Юго-западная Северная Северо-восточ.

локус PIC (хромосма) 187 1 2 5 189 6 6 4 1 1 1 191 1 2 3 3 1 2 Xgwm 193 2 2 2 2 3 11 2 2 2 3 257 0.195 2 2 4 1 5 7 21 1 1 2 6 (2В) 197 5 3 1 1 10 1 1 199 1 1 201 1 129 1 1 2 2 2 Xgwm 131 6 3 5 7 2 4 27 5 3 2 10 4 415 0.133 4 5 4 7 4 24 1 4 5 4 (5А) 135 1 202 1 1 204 1 2 3 2 3 206 2 2 4 3 1 2 208 2 2 1 1 6 1 3 Xgwm 210 3 5 2 1 11 2 2 3 190 0.212 2 1 2 2 7 1 1 2 3 (5D) 214 4 1 2 1 1 1 10 1 1 3 1 216 3 3 1 2 9 1 2 218 2 1 1 4 1 220 1 144 1 1 2 1 1 1 1 146 1 2 4 7 2 1 148 1 1 2 1 150 2 2 1 152 1 2 2 5 1 154 1 156 2 1 1 1 5 1 162 1 1 Xgwm 164 1 1 1 46 0.166 1 1 1 1 1 (7В) 168 4 1 170 1 1 2 2 2 2 1 172 3 3 1 4 11 1 4 174 2 3 5 2 1 176 2 1 2 5 1 1 178 2 1 1 180 1 182 1 1 1 168 1 170 1 1 1 4 7 1 1 1 172 1 1 2 1 3 1 9 3 Xgwm 174 3 2 1 2 1 9 5 3 1 2 44 176 1 4 5 1 11 1 3 3 3 10 0.(7D) 178 1 1 1 1 2 6 1 3 1 180 1 3 1 5 3 1 3 3 182 1 1 2 184 1 1 Аллели Всего Всего Еги Тур Пал Тун Ирк Сир Лив Иор Ирн Мар Эфи 5.2. Классификация генотипов на основе сходства состава аллелей МСлокусов. Коэффициенты сходства по наборам аллелей пяти МС-локусов между любыми парами генотипов варьировали от 0,000 до 0,800. Только к–17167 (Сирия) и к– 55711 (Ирак) имели идентичный состав аллелей (коэффициент сходства 1,000), остальные – оригинальные наборы. Среднее значение коэффициента сходства составило 0,441, что указывало на довольно высокое разнообразие генотипов. В кластерном анализе генотипы объединились в кластеры А и Б из 53 и 43 генотипов, соответственно. В А оказались все генотипы из Египта и Иордании и большая часть (64-83%) – из Палестины, Ирана и Ливии. В Б преобладали генотипы из Ирака, Сирии, Туниса и Эфиопии. Генотипы, отобранные из местных сортов Марокко и Турции, равномерно распределились по обоим кластерам.

Различия между генотипами кластеров были следующими. Генотипы с редкими аллелями Xgwm190208, Xgwm257201, Xgwm415135, Xgwm190220, Xgwm46150, 154, 162, 164, 168, и Xgwm44168,, присутствовали только в одном из кластеров. По аллелям 180 182 Xgwm257187, 191; Xgwm190210, 214, 216; Xgwm46144, 148, 152, 172, 174 и Xgwm44168, 182, 184 доли генотипов существенно различались. Разделение всей выборки на два кластера было связано с аллелями 131 и 133 локуса Xgwm415. Из всех генотипов 51 имел аллель 131, из них 47 вошли в кластер А и только 4 в Б. В то же время из 38 генотипов, содержащих аллель 133, 37 оказались в кластере Б и один – в А. Следует отметить, что генотипы с обоими аллелями имели широкое географическое распространение, они были отобраны из местных сортов почти всех стран, за исключением Иордании и Египта (табл. 3). У генотипов, отобранных из местных сортов Иордании, в этом локусе идентифицированы аллели 131 и 135, а у генотипов из Египта – только аллель 131.

Известно, что число аллелей у МС-локусов связано со структурой «мотива» и числом повторов (Huang et al., 2002). Для каждого МС-локуса рассчитывали значения PIC-индекса (Polymorphism information content) по Botstein et al. (1980), которые варьировали от 0,56 до 0, 92. Наиболее низкий коэффициент полиморфизма PIC определен для локуса Xgwm 415, а наиболее высокий – для Xgwm 46, который тесно сцеплен с центромерой. В целом выявленное число аллелей и довольно высокие значения индекса указывали на высокую дискриминирующую возможность ДНК-маркеров.

6. Структура разнообразия выборки местных сортов яровой мягкой пшеницы (обсуждение результатов) Для эффективной работы с большой по размеру коллекцией мягкой пшеницы важно знать структуру ее фенотипического и генетического разнообразия. Эта структура характеризуется наличием внутривидовых групп образцов, их количественным соотношением, определенной иерархией межгруппового сходства, особенностями географического (пространственного) или временного распределения групп.

Наши исследования показали, что местная яровая мягкая пшеница из югозападной и центральной Азии, северной и северо-восточной Африки дифференцирована. В ее составе, по меньшей мере, выделено три «морфологические» группы, четыре группы «по глиадину» и две «по микросателлитам» (рис. 4). Если распределить изученные сорта или генотипы по всем выявленным кластерам, то среди них можно определить группы, в пределах которых наиболее высокий уровень сходства. Такое распределение для 96 генотипов показано в табл. 4. Используя эту таблицу и принимая во внимание межгрупповые взаимосвязи (рис. 4) можно проводить отбор материала с учетом степени и характера его фенотипических и генетических различий. В качестве примеров ниже охарактеризованы короткостебельные и скороспелые сорта, выявленные в настоящей работе.

Рис. 4. Схема, обобщающая результаты кластерного анализа выборки местных сортов.

Среди генотипов, отобранных из короткостебельных сортов (в табл. они обозначены индексами от к1 до к8) наиболее сходными между собой оказались кк-и -55878 из Ливии и к-55833 Туниса (к3-к5), попавшие в одни и те же кластеры, а также к-55714 из Ирака и к-55730 Сирии (к6 и к7), оказавшиеся в другом кластере «по микросателлитам». Остальные три генотипа (кк-55709, -55725 и -55711) из Ирака (к1, к2, к8) отличались от них и в разной степени между собой. Из распределения сортов по кластерам можно также заключить, что, по меньшей мере, различия сортов по и 133 аллелям локуса Xgwm415 не сопряжены с проявлением короткостебельности, поскольку в равной пропорции обнаружены генотипы, относящиеся к обоим кластерам «по микросателлитам».

Из восьми скороспелых местных сортов (с1-с8) наиболее сходные генотипы отобраны из к-13075 и к-38686 Ирана (с1 и с2) или к- 43721, Ирак и к-16081, Турция (с4 и с5), хотя в коллекцию каждая из пар образцов была привлечена в разное время.

Остальные генотипы (с3, с6-с8) отличались от них и в разной степени различались между собой.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»