Особенности хромосомной организации протеин-кодирующих генов у Allium cepa L. и Allium fistulosum L. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.07, кандидат биологических наук Романов, Дмитрий Викторович

• Романов, Дмитрий Викторович
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Романов, Дмитрий Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Физическая организация генов в растительной хромосоме.

1.2. Рекомбинация и организация генов в структуре хромосом.

1.3. Физическое картирование экспрессирующихся протеин-кодирующих генов.

1.4. Tyramide-FISH.

1.5. Особенности генома луковых.

1.6. Общая характеристика изучаемых видов А. сера и A. fistulosum.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Растительный материал.

2.2 Выделение ДНК.

2.3. Клонирование кДНК.

2.4. Дизайн праймеров для ПЦР амплификации фрагментов генов и их клонирование.

2.5. Приготовление препаратов митотических хромосом.

2.6. Флуоресцентная in situ гибридизация (Tyramide-FISH).

2.7. Микроскопия и анализ изображения.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1.Анализ ДНК сиквенсов луков, размещённых в международном банке данных (NCBI). BLASTX анализ библиотек EST клонов, полученных из луковичной ткани А. сера.

3.2. Сравнительный анализ Tyramide-FISH локализации 631 EST клона на хромосомах А. сера и A. fistulosum.

3.3. Картирование индивидуальных EST клонов на хромосомах А. сера.

3.4. Картирование экзон-интронных последовательностей генов -продуктов ПЦР с геномной ДНК.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности хромосомной организации протеин-кодирующих генов у Allium cepa L. и Allium fistulosum L.»

Лук репчатый {Allium сера L.) является второй самой важной овощной культурой, уступая лишь томату (FAO, 2010). Лук входит в ежедневное меню питания человека. В нашей стране его выращивают на 12% площадей открытого грунта, занятых под всеми овощными культурами [1]. Химический состав луковиц и зеленых листьев включает в себя множество полезных веществ. Обилие витаминов и их удачная комбинация в луке способствуют профилактике многих заболеваний. Исследования последних лет показали, что содержащиеся в луке сульфорганические соединения обладают выраженным противораковым эффектом и снижают агрегацию тромбоцитов, т.е. предупреждают образование тромбов [2; 3].

На сегодня в мире в селекции лука репчатого существует большая проблема обедненного генофонда этой культуры, как результат более 5000-летнего периода целенаправленной селекции и утери при этом ряда ценных признаков. В современной селекции лука репчатого близкородственный вид лук-батун (.Allium, fistulosum L.) является уникальным источником многих ценных признаков (высокое содержание сухого вещества, холодостойкость, устойчивость к ржавчине, шейковой гнили, луковой мухе, корневой гнили), которые могли бы быть использованы для создания новых сортов лука репчатого.

Необычайно огромный геном лука (1С = 16 415 млн. п.н.) является главной причиной, по которой задерживается создание генетических ресурсов для этого экономически и филогенетически важного растения. Геном лука в 103 раза больше генома арабидопсиса, в 34 и 6 раз больше генома риса и кукурузы, соответственно [4].

Исследования последних лет по организации и эволюции генома растений с крупным геномом показали, что плотность генов увеличивается по направлению к дистальному концу хромосомы и коррелирует с частотой рекомбинаций [5; 6]. В связи с этим возникает вопрос об организации генов у таких видов, как А. сера и A. fistulosum, которые диаметрально отличаются по распределению частот рекомбинаций вдоль физической хромосомы [7]. У А. сера точки рекомбинации локализованы в дистальном и интерстициальном регионах, а у A. fistulosum - вблизи центромерного района.

Недавно было установлено, что положение гена на хромосоме играет важную роль в изменении признаков и эволюции организмов [8]. Возможность увидеть ген/гены на физической хромосоме и сравнительный анализ положения гена на хромосоме у разных видов, объединенных в определенную таксономическую группу, значительно обогатят наши знания в области функциональной и сравнительной геномики и эволюции видов.

Учитывая масштабы выращивания лука, его ценность как продукта питания и как сырья для фармацевтической индустрии, являются актуальными расширенные исследования по изучению его генома, клонированию, секвенированию и физическому картированию генов.

Цели и задачи работы. Цель работы - изучить особенности хромосомной организации протеин-кодирующих генов у А. сера и А. fistulosum.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи

1. Провести биоинформатический анализ ДНК сиквенсов лука, размещённых в международном банке данных (NCBI) и нуклеотидных последовательностей EST клонов лука в двух имеющихся у нас EST библиотеках;

2. Провести клонирование 700 EST клонов в Е. coli, выделение плазмидной ДНК и приготовление меченных ДНК проб для гибридизации in situ;

3. Усовершенствовать метод приготовления цитологических препаратов метафазных хромосом А. сера и A. fistulosum для молекулярно-цитогенетических исследований;

4. Провести Tyramide-FISH локализацию 631 EST клона на хромосомах А. сера и A. fistulosum и сделать сравнительный анализ локализации генов на хромосомах этих двух близкородственных видов;

5. Провести картирование индивидуальных EST клонов на хромосомах А. сера с помощью Tyramide-FISH;

6. Подобрать праймеры на известные нуклеотидные последовательности генов аллиназы, фактора элонгации 1В-а и а-комплекса зарождающегося полипептида. Получить ПЦР-продукты с подобранными праймерами и геномной ДНК А. сера и A. fistulosum;

7. Провести клонирование и секвенирование экзон-интронных фрагментов генов аллиназы, фактора элонгации 1В-а и а-комплекса зарождающегося полипептида;

8. Провести Tyramide-FISH-картирование экзон-интронных последовательностей фрагментов генов аллиназы, фактора элонгации 1В-а и а-комплекса зарождающегося полипептида;

9. Провести интегрирование сконструированных физических карт и ранее полученных генетических карт А, сера.

Научная новизна. Впервые проведены широкомасштабные исследования по хромосомной организации протеин-кодирующих генов на луковых: проведен сравнительный анализ распределения 631 EST клона на физических хромосомах у А. сера и A. fistulosum. Впервые физически картирован ген (EST клон API66), кодирующий транспортазу сахарозы А. сера и установлено положение генов семейства транспортаз сахарозы на физических хромосомах А. сера. Впервые с помощью Tyramide-FISH физически картированы на хромосомах А. сера ген аллиназы (экзон-интронный фрагмент) и ген (EST клон API20), кодирующий светопоглощающий белок 3. Впервые клонированы, секвенированы и физически картированы на хромосомах А. сера и A. fistulosum экзон-интронные фрагменты генов фактора элонгации 1В-а и а-комплекса зарождающегося полипептида. Впервые проведено интегрирование созданных ранее генетических карт А. сера и физических карт, полученных нами с помощью молекулярно-цитогенетического картирования генов на хромосомах А. сера, что позволило установить положение маркеров относительно теломеры и центромеры на физической хромосоме и определить физическое расстояние между ними.

Практическая значимость. Физическое картирование генов позволяет определить точное местонахождение конкретного гена на хромосоме, связать физическую и генетическую карты, что дает возможность определить распределение частот рекомбинаций вдоль физической хромосомы и тем самым установить положение гена относительно частоты рекомбинации.

Результаты работы могут быть использованы в селекции лука. Полученные знания о физическом положении генов на хромосомах позволяют прогнозировать возможности их переноса от одного генотипа к другому, определять размеры селекционной популяции, время и экономические затраты на получение нужных форм.

Полученные интегрированные карты могут быть использованы при секвенировании генома лука. Наличие интегрированных карт намного облегчает процесс секвенирования, что было наглядно показано при секвенировании генома человека [9], риса [10] и томата [11].

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены на XI молодежной научной конференции, секция «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2011), XII Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (Санкт-Петербург, 2011), II Международной школе-конференции молодых учёных «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях» (Москва, 2011), 35-й Международной конференции студентов сельскохозяйственной и ветеринарной медицины (Сербия, Нови-Сад, 2011), Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 146-летию Академии имени К.А.Тимирязева (Москва, 2011), 6-ом Международном симпозиуме по съедобным АШасеае (Фукуока, Япония, 2012), Международной конференции: Молекулярное картирование и селекция с помощью маркеров (Вена, Австрия, 2012).

Заключение диссертации по теме «Генетика», Романов, Дмитрий Викторович

ВЫВОДЫ

1. Показано, что с помощью чувствительного метода Tyramide-FISH можно визуализировать на высоко компактизированной растительной хромосоме короткие последовательности генов (1-3,5 тыс. п.н.), что позволяет создавать молекулярно-цитогенетические маркеры для определения индивидуальных хромосом и интегрирования генетических и физических карт.

2. Предложен новый подход к созданию ДНК проб для in situ картирования генов, основанный на клонировании экзонных-интронных фрагментов генов, что позволяет увеличить чувствительность метода и специфичность картирования.

3. Успешная Tyramide-FISH визуализация генов на хромосомах А. сера и A.fistulosum луков позволила сконструировать физические карты хромосом, провести их интегрирование с' генетическими картами и установить положение гена относительно частоты рекомбинации.

4. Установлена корреляция плотности генов с частотой рекомбинации: Tyramide-FISH 631 EST клона на хромосомах двух видов луков с диаметрально противоположным распределением частот рекомбинаций вдоль физической хромосомы выявила 80,1% сайтов гибридизации на хромосомах А. сера в дистальном и интерстициальном регионах, у A. fistulosum 80,8% EST клонов были локализованы в проксимальном и интерстициальном регионах.

5. BLASTX анализ картируемых in situ библиотек EST клонов, полученных из луковичной ткани А. сера, выявил следующий состав экспрессирующихся генов в одной отдельно взятой ткани: гены рибосомальных белков - 14%; другие гены домашнего хозяйства - 26% (пероксидазы - 9%, белки ионных каналов - 5%, киназы - 5%, трансферазы

7%); видоспецифичные гены - аллиназы (2,4%) и другие низко- и однокопийные гены (57,6%>).

6. Скрининг EST клонов с помощью программы CENSOR показал наличие повторов в экзонных областях некоторых генов, что позволило исключить эти гены из Tyramide-FISH экспериментов, так как наличие повторов маскирует сигнал, исходящий от генов.

7. Установлено, что EST клоны, принадлежащие к большим семействам сходных генов (> 80% гомологии), не могут быть использованы как ориентиры для интегрирования физических и генетических карт. Картирование EST клона API66 с гомологией к гену, кодирующему транспортазу сахарозы, выявило 25 сайтов гибридизации, распределенных по всем хромосомам А. сера.

8. EST клон API20 с гомологией к гену, кодирующему светопоглощающий белок 3, был картирован в проксимальной части длинного плеча (22,99% ± 2,69 от центромеры относительно длины плеча) хромосомы 1 А. сера. Проведено интегрирование положения гена на физической и генетической карте.

9. Клонирован и секвенирован экзон-интронный 1092 п.н. фрагмент гена аллиназы А. сера. С помощью Tyramide-FISH установлена локализация этого гена в дистальной части длинного плеча (74,4%) ± 1) хромосомы 4 А. сера. Установлено наличие двух сайтов гибридизации гена в данном регионе на менее конденсированных хромосомах. Установлено, что ген аллиназы расположен в регионе с высокой частотой рекомбинации: соотношение числа пар нуклеотидов к частоте рекомбинации в данном регионе 1,76 МЬ/сМ.

10. Клонирован и секвенирован экзон-интронный фрагмент гена фактора элонгации 1В-а размером 2100 п.н. у А. сера и 1800 п.н. у А. fistulosum. С помощью Tyramide-FISH установлена локализация этого гена в двух локусах длинного плеча хромосомы 5 А. сера (22,24%) ± 2,83 и 54,45% ±

3,21) и в одном локусе длинного плеча хромосомы 5 А. АзШШит (33,31% ± 2,44).

11. Клонирован и секвенирован 1000 п.н экзон-интронный фрагмент гена а-комплекса зарождающегося полипептида, одинакового размера у А. сера и А. АзШоБит. С помощью Тугагшёе-РШН установлена локализация этого гена в двух локусах длинного плеча хромосомы 5 А. сера (30,95%) ± 3,72 и 53,51% ± 2,57) и в одном локусе длинного плеча хромосомы 5 А. /мШЬяит (40,07% ± 3,49).

12. Интегрирование физической и генетической карт хромосомы 5 показало, что проксимальные локусы генов а-комплекса зарождающегося полипептида и фактора элонгации 1В-а расположены в регионах с относительно низкой частотой рекомбинации (21,83 МЬ/сМ), а более дистальные локусы этих генов расположены в регионе с высокой частотой рекомбинации (0,3 МЬ/сМ).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования по клонированию, секвенированию, физическому картированию протеин-кодирующих генов на хромосомах А. сера и А. /Ъы1о8ит и интегрированию сконструированных нами физических карт с имеющимися генетическими картами позволяют нам сделать заключение о том, что у однодольных с крупным геномом плотность генов на хромосоме коррелирует с частотой рекомбинаций, что согласуется с данными полученными на других однодольных, таких как пшеница, ячмень и кукуруза. Плотность генов и частота рекомбинаций у этих зерновых культур наиболее высокая в дистальных регионах хромосом. Однако, известно, что у А. ^Ыозит градиент частоты рекомбинаций вдоль хромосомы диаметрально противоположен градиенту у большинства существующих видов растений, в т.ч. у А. сера и зерновых. А. /гяШЬзит в этом отношении является одним из редких видов, у которых события кроссинговера чаще всего происходят в проксимальном регионе хромосом. Благодаря возможности визуализировать гены на хромосоме с помощью Тугагтёе-Р18Н, было доказано, что плотность генов у А. /гзШЬяит высокая в проксимальном регионе и очень низкая в дистальном регионе хромосом. Обнаружены различия в распределении плотности генов вдоль физической хромосомы у А. /гзШЬзит и других однодольных (А. сера, зерновые).

Сравнительный анализ картирования индивидуальных генов на хромосомах А. сера и А. /¡яшЬзит показал наличие дупликации генов у А. сера. Для А. сера характерен высокий уровень дупликации генов, в этом видится одна из причин укрупнения генома в ходе длительной, более 5000 лет, селекции этого вида. Близкородственный дикорастущий вид А. ^з1и1озит имеет на 27% меньше размер генома и меньший уровень дупликации генов.

Конструирование физических карт с помощью прямого Тугагшс1е-Р18Н картирования генов/маркеров на хромосоме и их интегрирование с генетическими картами позволяет оценить положение интересующего гена относительно частоты рекомбинации, что является важным критерием в практической селекции для прогнозирования переноса гена и определения размеров популяции. Гены, находящиеся в регионе с высокой частотой рекомбинации, проще перенести от одного растения к другому, и для этого нужен меньший размер популяции, чем для переноса генов из регионов с низкой частотой рекомбинации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Романов, Дмитрий Викторович, 2012 год

1. Кокорева, В. А., Титова, И. В. Лук, чеснок и декоративные луки. М. : ЮНИОН-паблик, 2007. - 208 с.

2. Imai, S., Tsuge, N., Tomotake, M., Nagatome, Y., Sawada, H., Nagata Т., Kumagai, H. An onion enzyme that makes the eyes water // Nature. 2002. -№ 419. - C. 685.

3. Голубев, В. Ф., Голубкина, Н. А., Горбунов, Ю. Н. Минеральный состав диких луков и их пищевая ценность // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. - Т. 39; № 5. - С. 602-606.

4. King, J. J., Bradeen, J. M., Bark, O., McCallum, J. A., Havey, M. J. A low-density genetic map of onion reveals a role for tandem duplication in the evolution of an extremely large diploid genome // Theor Appl Genet. 1998. - № 96.-C. 52-62.

5. Khrustaleva, L. I., de Melo, P. E., van Heusden, A. W., Kik, C. The Integration of Recombination and Physical Maps in a Large-Genome Monocot Using Haploid Genome Analysis in a Trihybrid Allium Population // Genetics. -2005. -№ 169,-C. 1673-1685.

6. Albini, S. M., Jones, G. H. Synaptonemal complex spreading in Allium сера and Allium fistulosum. II. Pachytene observations: the SC karyotype and the correspondence of late recombination nodules and chiasmata // Genome. -1988. № 30. - C. 399-410.

7. Matthew, V., Rockman, Sonja, S., Skrovanek, Kruglyak, L. Selection at Linked Sites Shapes Heritable Phenotypic Variation in C. elegans // Science. -2010. T. 330; № 6002. - C.372-376.

8. Chen, X., Cho, Y. G., McCouch, S. R. Sequence divergence of rice microsatellites in Oryza and other plant species // Mol Gen Genomics. 2002. - № 268.-C. 331-343.

9. The Arabidopsis Information Resource Электронный^ ресурс. -Режим доступа: http://www.arabidopsis.org

10. Gill, К. S., Gill, В. S., Endo, Т. R., Boyko, E. V. Identification and high density mapping of gene-rich regions in chromosome group 5 of wheat // Genetics. 1996. - № 143. - C. 1001-1012.

11. Gill, K. S., Gill, B. S., Endo, T. R., Taylor, T. Identification and high density mapping of gene-rich regions in chromosome group 1 of wheat // Genetics. 1996. -№ 144.-C. 1883-1891.

12. Barakat, A., Matassi, G., Bernardi, G. Distribution of genes in the genome of Arabidopsis thaliana and its implication for the genome organization of plants // Proc. Natl. Acad. Sci. 1998. - № 95. - c. 10044-10049.

13. Schmidt, Т., Heslop-Harrison, J. S. Genomes, genes and junk: the large-scale organization of plant chromosomes // Trends Plant Sci. 1998. - № 3. -C. 195-199.

14. Flavell, R. B., Bennett, M. D., Smith, J. B. Genome size and the proportion of repeated nucleotide sequence DNA in plants // Biochem Genet. -1974.-№ 12.-C. 257-269.

15. Dooner, H. K. Genetic fine structure of the bronze locus in maize // Genetics. 1986. - № 113. - C. 1021-1036.

16. Barakat, A., Matassi, G., Bernardi, G. Distribution of genes in the genome of Arabidopsis thaliana and its implication for the genome organization of plants // Proc. Natl. Acad. Sci. 1998. - № 95. - C. 10044-10049.

17. Sandhu, D., Champoux, J. A., Bondareva, N., Gill, K. S. Identification and physiacal location of useful genes and markers to a major gene-rich region on wheat group IS chromosomes // Genetics. 2001. -№ 157.-C. 1735-1747.

18. Kiinzel, G., Korzun, L., Meister, A. Cytogenetically integrated physical restriction fragment length polimorphism maps for the barley genome base don translocation breakpoints // Genetics. 2000. - № 154. - C. 397-412.

19. Stephens, J. L., Brown, S. E., Lapitan, N. L. P., Knudson, D. L. Physical mapping of barley genes using an ultrasensitive fluorescence in situ hybridization technique // Genome. 2004. - № 47. - C. 179-189.

20. Martin, W. J., McCallum, J., Shigyo, M., Jakse, J., Kuhl, J. C., Yamane, N., Havey, M. J. Genetic mapping of expressed sequences in onion and in silico comparisons show scant colinearity with rice // Mol Gen Genomics. -2005,- № 274. C. 197-204.

21. Stack, S.M., Comings, D.E. The chromosomes and DNA of Allium cepa//Chromosoma. 1979. - № 70. - C. 161-181.

22. Chen, J.M., Gustafson, J.P. Physical mapping of restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) in homoeologous group 7 chromosomes of wheat by in situ hybridization // J. Hered. 1995. - № 75. - C. 225-233.

23. Dvorak, J., Chen, К. C. Distribution of nonstructural variation between wheat cultivars along chromosome arm 6Bp: Evidence from the linkage map and physical map of the arm // Genetics. 1984. - № 106. - C. 325-333.

24. Ma, X. F., Ross, K., Gustafson, J. P. Physical mapping of restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers in homoeologous groups 1 and 3 chromosomes of wheat by in situ hybridization // Genome. 2001. - № 44. - C. 401-412.

25. Koul, A. K. Cytology of the Tetraploid Allium ampeloprasum with Chiasma Localization // Chromosoma. 1970. - № 29. - C. 12-19.

26. Levan, A. Cytological studies in Allium IV. Allium fistulosum // Sven. Bot. Tidskr. 1933. - № 27. - C. 211-232.

27. Арефьев, В.А., Лисовенко, Л.А. Англо-русский толковый словарь генетических терминов. М. : BFMPO, 1995.

28. Leitch, I. J., Leitch, A. R., Heslop-Harrison, J. S. Physical mapping of plant DNA sequences by simultaneous in situ hybridization of two differently fluorescent probes // Genome. 1991. - № 34. - C. 928-932.

29. Albini, S.M., Schwarzacher, T. In situ localization of two repetitive DNA sequences to surfa-spread pachytene chromosome of rye // Genome. 1992. - № 35. -C. 551-559.

30. Friebe, B., Jiang, J., Gill, B. S., Dyck, P. L. Radiation-induced nonhomoeologous wheat-Agropyron intermedium chromosomal translocations conferring resistance to leaf rust // Theor Appl Genet. 1993. - № 81. - C. 146149.

31. Jackson, S.A., Dong, F., Jiang, J. Digital mapping of bacterial artificial chromosomes by fluorescence in situ hybridization // Plant J. 1999. -№ 17.-C. 581-572.

32. Jiang, J., Gill, B. S., Wang, G. L., Ronald, P. C., Ward, D. C. Metaphase and interphase fluorescence in situ hybridizationmapping of the rice genome with bacterial artificial chromosomes // Prpc Natl Acad Sci. 1995. - № 92.-C. 4487-4491.

33. Jiang, J., Hulbert, S. H., Gill, B. S., Ward, D. C. Interphase fluorescence in situ hybridization: a physical mapping strategy for plant species with large complex genomes // Mol. Gen.Genet. 1996. - № 252. - C. 497-502.

34. Khrustaleva, L. I., Kik, C. Localization of single-copy T-DNA insertion in transgenic shallots (Allium cepa) by using ultra-sensitive FISH with tyramide signal amplification // Plant J. 2001. - № 25. - C. 699-707.

35. Peterson, D. G., Lapitan, N. L. V., Stack, S. M. Localization of single-and low-copy sequences on tomato synaptonemal complex spreads using fluorescence in situ hybridization (FISH) // Genetics. 1999. - № 152. - C. 427439.

36. Xu, J., Earle, E. D. High resolution physical mapping of 45S (5.8S, 18S and 25S) rDNA geneloci in the tomato genome using a combination of karyotyping and FISH of pachytene chromosomes // Chromosoma. 1996. - № 104.-C. 545-550.

37. Zhong, X. B., de Jong, J. H., Zabel, P. Preparation of tomato meiotic pachytene and mitotic metaphase chromosomes suitable for fluorescence in situ hybridization (FISH) // Chromosome Res. 1996. - № 4. - C. 24-28.

38. Kamstra, S. A., Kuipers, A. G., de Jeu, M. J. Physical localization of repetitive DNA sequences in Alstroemeria: karyotyping of two species with species-specific and ribosomal DNA // Genome. 1997. - № 40. - C. 652-658.

39. Hanson, R. E., Zwick, M. S., Choi, S. Fluorescence in situ hybridization of a bacterial artificial chromosome // Genome. 1995. - № 38. -C. 646-651.

40. Lapitan, N. L. V., Brown, S. E., Kennard, W. FISH physical mapping with barley BAC clones // Plant J. 1997. - № 11. - C. 149-156.

41. Gomez, M. I., M. Islam-Faridi, N., Woo, S. S. FISH of maize sh2-selected sorghum BAC to chromosomes of Sorhum bicolor // Genome. 1997. -№40. -C. 475-478.

42. Fuchs, J., Kloos, D. U., Ganal, M. V., Schubert, I. In situ localization of yeast artificial chromosome sequences on tomato and potato metaphase chromosomes // Chromosome Res. 1996. - № 4. - C. 277-281.

43. Adams, M., Kelley, J., Gocayne, J., Dubnick, M., Polymeropoulos, H., Xiao, H., Merril, C., Wu, Olde, R., Moreno, R., Complementary DNA sequencing:

44. Expressed sequence tags and human genome project // Science. 1991. - № 252. -C. 1651-1656.

45. Okubo, K., Hori, N., Matoba, R., Niiyama, Т., Fukushima, A., Kojima, Y., Matsubara Large scale cDNA sequencing for analysis of quantitative and qualitative aspects of gene expression // Nature Genet. 1992. - № 2. - C. 173-179.

46. Sikela, J. M., Aufray, C. Finding new genes faster than ever // Nature Genet. 1993.- № 3. - C. 189-191.

47. Gautheret, D., Poirot, O., Lopez, F., Audic, S., Claverie, J. M. Alternate polyadenylation in human mRNAs: a large-scale analysis by EST clustering // Genome Res. 1998. - № 8. - C. 524-530.

48. Rawlings, J. R., Searls, D. B. Computational gene discovery and human disease // Curr. Opin. Genet. Dev. 1997. - № 7. - C. 416-423.

49. Zweiger, G., Scott, R. W. From expressed sequence tags to 'epigenomics': an understanding of disease processes // Curr. Opin. Biotechnol. -1997,- № 8. C. 684-687.

50. Schmitt, A. O., Specht, Т., Beckmann, G., Dahl, E. Exhaustive mining of EST libraries for genes differentially expressed in normal and tumour tissues // Nucl. Acids Res. 1999. - № 21. - C. 4251-4260.

51. Vingron, M., Hoheisel, J. Computational Aspects of Expression Data // J. Mol. Med. 1999. - № 77. - C. 3-7.

52. Свободная энциклопедия Электронный ресурс. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org

53. The National Center for Biotechnology Information Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov

54. Yu, J. К., Dake, Т. M., Singh S., Benscher D., Li W., Gill, В., Sorrells, М. Е. Development and mapping of EST-derived simple sequence repeat markers for hexaploid wheat // Genome. 2004. - № 47. - C. 805-818.

55. Kim, D. W., Jung, T. S., Nam, S. H. GarlicESTdb: an online database and mining tool for garlic EST sequences // Plant Biology. 2009. - № 9. - C. 61.

56. Brown, T.A. Gene cloning and DNA analysis: an introduction. MA: Blackwell Pub., 2010.

57. Nathans, D., Smith, H.O. Restriction endonucleases in the analysis and restructuring of DNA molecules // Annu. Rev.Biochem. 1975. - № 44. - C. 273-293.

58. Cohen, S. N., Chang, A. C., Boyer, H. W., Helling, R. B. Construction of biologically functional bacterial plasmids in vitro // Proc. Natl. Acad. Sei. -1973,- № 11.-С. 3240-3244.

59. Watson, J. D. Recombinant DNA: genes and genomes: a short course. San Francisco: W.H. Freeman, 2007.

60. Patten, C. L., Glick, B. R., Pasternak, J. Molecular Biotechnology: Principles and Applications of Recombinant DNA. Washington, D.C: ASM Press., 2009.

61. Brown, T. Gene cloning and DNA analysis: an introduction. Cambridge, MA: Blackwell Pub., 2006.

62. Shizuya, H., Birren, В., Kim, U. J. Cloning and stable maintenance of 300-kilobase-pair fragments of human DNA in Escherichia coli using an F-factor-based vector // Proc. Natl. Acad. Sei. 1992. - № 18. - С. 8794-8797.

63. Shortle, D., Nathans, D. Local mutagenesis: a method for generating viral mutants with base substitutions in preselected regions of the viral genome // Proceedings of the National Academy of Sciences USA.- 1978. № 75. - C. 2170-2174.

64. Flavell, R. A., Sabo, D. L., Bandle, E. F., Weissmann, C. Site-directed mutagenesis: effect of an extracistronic mutation on the in vitro propagation of bacteriophage Qbeta RNA // Proc Natl Acad Sci USA.- 1975. № 72. - C. 367371.

65. Buttner-Mainik, A., Parsons, J., Jérôme, H., Hartmann, A., Lamer, S., Decker, E.L. Production of biologically active recombinant human factor H in Physcomitrella // Plant Biotechnology Journal. 2011. - № 9. - C. 373-383.

66. The, M.J. Human insulin: DNA technology's first drug // Am J Hosp Pharm. 1989,- №9.-C. 9-11.

67. Lewandowski, C., Barsan, W. Treatment of acute ischemic stroke // Ann Emerg Med. 2001. - № 37. - C. 202-216.

68. Chang, M.H., Chen, C.J., Lai, M.S. Universal hepatitis B vaccination in Taiwan and the incidence of hepatocellular carcinoma in children. Taiwan Childhood Hepatoma Study Group // N. Engl. J. Med. 1997. - № 336. - C. 1855-1859.

69. Crusio, W. E., Goldowitz, D., Holmes, A., Wolfer, D. Standards for the publication of mouse mutant studies // Genes, Brain and Behavior. 2009. -№ 8. -C. 1-4.

70. Bourdi, M., Davies, J. S., Pohl, L. R. Mispairing C57BL/6 Substrains of Genetically Engineered Mice and Wild-Type Controls Can Lead to

71. Confounding Results as It Did in Studies of JNK2 in Acetaminophen and Concanavalin A Liver Injury // Chemical Research in Toxicology. 2011. - № 24.-C. 794-796.

72. Gasdaska, J.R., Spencer, D., Dickey, L. Advantages of Therapeutic Protein Production in the Aquatic Plant Lemna // BioProcessing Journal. 2003. -C. 49-56.

73. Baur, A., Reski, R., Gorr, G. Enhanced recovery of a secreted recombinant human growth factor using stabilizing additives and by co-expression of human serum albumin in the moss Physcomitrella patens // Plant Biotech. J. -2005,- № 3. C. 331-340.

74. Monsanto Company History Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.Monsanto.com

75. Monsanto Will Let Bio-Crop Patents Expire Электронный ресурс.- Режим доступа: http://www.Monsanto.com

76. Monsanto Genuity Roundup Ready canola trait Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.Genuity.com

77. Monsanto Genuity Roundup Ready sugarbeets trait Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.Genuity.com

78. Agbios GM database entry for wheat event MON71800 Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.Monsanto.com

79. Agbios GM database entry for alfalfa events events J101 and J163 Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.Monsanto.com

80. Benbrook, C. Evidence of the Magnitude and Consequences of the Roundup Ready Soybean Yield Drag from University-Based Varietal Trials // Ag BioTech InfoNet. Technical Paper Number 11998.

81. Mazyoer, F., Frankenfish and the future. 2004.

82. Robischon, M., Leuchtfische aus dem Genlabor // Natürlich. 2006. -№ 8.-C. 6-13., by, August 2006 8: 6- 13

83. Pfeifer, A., Verma, I.M. Gene therapy: promises and problems // Annu Rev Genomics Hum Genet.-2001.- №2.-C. 177-211.

84. Gustafson, J. P., Butler, E., Mclntyre, C. L. Physical mapping of a low copy DNA sequence in rye (Secale cereale L) // Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. -1990,- №87.-C. 1899-1902.

85. Chen, J.M., Gustafson, J.P. Physical mapping of restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) in homoeologous group 7 chromosomes of wheat by in situ hybridization // J. Hered. 1995. - № 75. - C. 225-233.

86. Leitch, I.J., Heslop-Harrison, J.S. Physical mapping of four sites of 5S rDNA sequences and one site of the a-amylase-2 gene in barley (Hordeum vulgare) // Genome. 1993. - № 36. - C. 517-523.

87. Bi, X. Z., Song, Y. C., Ren, N., Liu, L. H., Yan, H. M. Physical localization of phyA and rbcS genes in rice (Oryza sativa L.) // Acta Phytophysiol. Sin. 1990,- № 25. - C. 73-79.

88. Ma, X. F., Ross, K., Gustafson, J. P. Physical mapping of restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers in homoeologous groups 1 and 3 chromosomes of wheat by in situ hybridization // Genome. 2001. - № 44. - C. 401-412.

89. Chung-Ju, R. W., Harper, L., Cande, W. Z. High-Resolution Single-Copy Gene Fluorescence in Situ Hybridization and Its Use in the Construction of a Cytogenetic Map of Maize Chromosome 9 // The Plant Cell. 2006. - № 18. - C. 529-544.

90. Stephens, J. L., Brown, S. E., Lapitan N. L. V., Knudson, D. L. Physical mapping of barley genes using an ultrasensitive fluorescence in situ hybridization technique // Genome. 2004. - № 47. - C. 179-189.

91. Bobrow, M. N., Harris, T. D., Shaughnessy, K. J., Litt, G. J. Catalyzed reporter deposition, a novel method of signal amplification. Application to immunoassays // J. Immunol. Meth. 1989. - № 125. - C. 279-285.

92. Raap, A., Van De Corput, M., Vervenne, R., Van Gijlswijk, R., Tanke, H., Wiegant, J. Ultra-sensitive FISH using peroxidase-mediated deposition of biotin- or fluorochrome-tyramides // Hum. Mol. Genet. 1995. - № 4. - C. 529-534.

93. Raap, A.K. Advances in fluorescence in situ hybridization // Mutat. Res. 1998. - № 400. - C. 287-298.

94. Speel, E., Ramaekers, F., Hopman, A. Sensitive multicolor fluorescence in situ hybridization using catalyzed reporter deposition (CARD) amplification // J. Histochem. Cytochem. 1997. - № 45. - C. 1439-1446.

95. Stack, S. M., Comings, D. E. The chromosomes and DNA of Allium cepa//Chromosoma. 1979.- № 70. - C. 161-181.

96. Kirk, J. T. O., Rees, H., Evans, G. Base composition of nuclear DNA with the genus Allium // Heredity. 1970. - № 25. - C. 507-512.

97. Fajkus, J., Sykorova, E., Leitch, A. R. Telomeres in evolution and evolution of telomeres // Chrom Res. 2005. - № 13. - C. 469-479.

98. Zakian, V. A. Telomeres: beginning to understand the end // Science.- 1995,- №270.-C. 1601.

99. Richards, E. J., Ausubel, F. M. Isolation of a higher eucariotic telomere from Arabidopsis thaliana // Cell. 1998. - № 53. - C. 127.

100. Sykorova, E., Lim, K. Y., Kunicka, Z., Chase, M. W., Bennett, M. D., Fajkus, J., Leitch, A. R. Telomere variability in the monocotyledonous plant order Asparagales // Proc. R. Soc. Lond. B. 2003. - № 270. - C. 79-84.

101. Fuchs, J., Brandes, A., Schubert, I. Telomere sequences localization and karyotype evolution in higher plants // Plant Syst. Evol. 1995. - № 196. - C. 227.

102. Irifune, K., Hirai, K., Zheng, J., Tanaka, R., Morikawa, H. Nucleotide sequences of a highly repeated DNA sequences and its chromosomal localization in Allium fistulosum // Theor. Appl. Genet. 1995. - № 90. - C. 312.

103. Pich, U., Fuchs, J., Schubert, I. How do Alliaceae stabilize their chromosome ends in the absence of TTTAGGG sequnces // Chromosome Res. -1996,- №4.-C. 207.

104. Stack, S. M., Comings, D. E. The chromosomes and DNA of Allium cepa // Chromosoma. 1979. - № 70. - C. 161 -181.

105. Durante, M., Tagliasacchi, S., Avanzi Fast reannealing sequences of DNA in Allium cepa: characterization and chromosomal localization // Cytobios. -1985,- № 44. C. 263-271.

106. Havey Restriction enzyme analysis of the nuclear 45s ribosomal DNA of six cultivated Alliums (Alliaceae) // Plant System Evolution. 1992. - № 181. -C. 45-55.

107. Maggini, F., Carmona, M. J. Sequence heterogeneity of the ribosomal DNA in Allium cepa (Liliaceae)// Protoplasma. 1981. - № 108. - C. 163-171.

108. Ricroch, A., Peffley, E. B., Baker, R. J. Chromosomal location of rDNA in Allium in situ hybridization using biotin- and fluorescein-labelled probe //Theor Appl Genet. 1992,- № 83. - C. 413-418.

109. Hizume, M. Allodiploid nature of Allium wakegi Araki revealed by genomic in situ hybridization and localization of 5S and 18S rDNAs // Jpn J Genet. 1994,- №69. -C. 407-415.

110. Lee, S. H., Do, G. S., Seo, В. B. Chromosomal localization of 5S rRNA gene loci and the implications for relationships within the Allium complex // Chromosome Res. 1999. - № 7. - C. 89-93.

111. Kamstra, S. A., Kuipers, A. G., de Jeu, M. J. Physical localization of repetitive DNA sequences in Alstroemeria: karyotyping of two species with species-specific and ribosomal DNA // Genome. 1997. - № 40. - C. 652-658.

112. Martin, W. J., McCallum, J., Shigyo, M., Jakse, J., Kuhl, J. C., Havey, M. J. Genetic mapping of expressed sequences in onion and in silico comparisons with rice show scant colinearity // Mol Gen Genomics. 2005. - № 274. - C. 197204.

113. Казакова А. А. Многолетние луки. JI.: Колос, 1966. - 61с.

114. Скоблина В. И. Лук репчатый. М.: Аркада-пресс, 2001. - 32 с.

115. Агафонов А. Ф., Дубова М. В. Использование видового разнообразия рода Allium L. в селекции // Селекция и семеноводство овощных культур в 21 веке. Доклады международной научнопрактической конференции. -М.: 2000. Т.1. С. 85-87.

116. Авцын А. П. Микроэлементозы человека. М.: Медицина, 1993. -496 с.

117. Currah L., Ockendon D. J., Maude R. B. Breeding for Botrytis resistance in onion // In: Proc. 3th Allium Symp. 1984. - № 6.

118. Netzer, D., Rabinowitch, H. D., Weintal, C. Greenhouse technique to evaluate pink root disease caused by Pyrenochaeta terrestris // Euphytica. 1985. -№ 34.-C. 385-391.

119. Galvan, G. A., Wietsma, W. A., Putrasemedja, S., Permadi, A. H., Kik, C. Screening for resistance to anthracnose (Colletotrichum gloeosporioides Penz.) in Allium сера and wild relatives // Euphytica. 1997. - № 95. - C. 173178.

120. Ponti, О. M. В., Inggamer, H. Resistance to the onion fly in Allium сера and Allium fistulosum // Eucarpia . 1984. - № 3. - C. 21-23.

121. Meer, Q. P., Bennekom, J. L. Improving the onion crop (Allium сера L.) by transfer of characters from Allium fistulosum L. // Biul Warzywniczy. -1978,- № 22. C. 87-91.

122. Компания "Гавриш" Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gavrish.ru

123. Rogers, S. О, Bendich, A. J. Exctraction of DNA from plant tisues // Plant. Мої. Biol. 1988. - № 6. - C. 1-10.

124. King, J. J., Bradeen, J. M., Havey, M. J. Variability for restriction fragment-length polymorphisms (RFLP) and relationships among elite commercial inbred and virtual hybrid onion populations // J Am Soc Hort Sci. 1998. - № 123.-C. 1034-1037.

125. Pijnacker, L. P., Ferwerda, M. A. Giemsa C-banding of potato chromosomes // Can J Genet Cytol. 1984. - № 26. - C. 415-419.

126. Бочков Н.П. Культура лимфоцитов как тест-объект для изучения генетических последствий у лиц, контактирующих с мутагенами. М.: Медицина, ЦИУВ. 1989. - 113 с.

127. Innovative Solutions For Automated Imaging Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.metasystems.su/

128. MicroMeasure Электронный ресурс. Режим доступа: http:/www.colostate.edu/Depts/Biology/MicroMeasure

129. Basic Local Alignment Search Tool Электронный ресурс. Режим доступа: http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/

130. Genetic Information Research Institute Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.girinst.org/

131. Jurka, J., Kapitonov, V. V., Pavlicek, A., Klonowski, P., Kohany, O., Walichiewicz, J. Repbase Update, a database of eukaryotic repetitive elements // Cytogentic and Genome Research. 2005. - № 110. - C. 462-467.

132. Kohany, O., Gentles, A. J., Hankus, L., Jurka, J. Annotation, submission and screening of repetitive elements- in Repbase: RepbaseSubmitter and Censor // BMC Bioinformatics. 2006. - № 25. - C. 474.

133. Khrustaleva, L. I., de Melo, P. E., van Heusden, A. W., Kik, C. The Integration of recombination and physical maps in a large-genome monocot using haploid genome analysis in a trihybrid Allium population // Genetics. 2005. -169.-C. 1673-1685.

134. Burr, В., Burr, F. A., Thompson, M. C., Albertson, M. C., Stuber, C. W. Gene maping with recombinant inbreds in maize // Genetics. 1988. - № 118. -C. 519-526.

135. Michalek, W., Ktinzel, G., Graner Sequence analysis and gene identification in a set of mapped RFLP markers in barley (Hordeum vulgare) // Genome. 1999. - № 42. - C. 849-853.

136. Gill, K. S„ Gill, B. S., Endo, T. R. Boyko, E.V. Identification and high density mapping of gene-rich regions in chromosome group 5 of wheat // Genetics. 1996. - № 143. - C. 1001-1012.

137. Kiinzel, G., Korzun, L., Meister, A. Cytogenetically integrated physical restriction fragment length polimorphism maps for the barley genome base don translocation breakpoints // Genetics. 2000. - № 154. - C. 397-412.

138. Anderson, L. K., Salmen, N., Bass, H. W., Harper, L. C., Cande, W. Z. Integrating genetic linkage maps with pachytene chromosome structure in maize // Genetics. 2004. - № 166. - C. 1923-1933.

139. Anderson, L. K., Lai, A., Stack S. M., Rizzon, C., Gaut, B. S. Uneven distribution of expressed sequence tag loci on maize pachytene chromosomes // Genome Res. 2006. - № 16. - C. 115-122.

140. Harrison, P. M., Echols, N., Gerstein, M. B. Digging for dead genes: an analysis of the pseudogene population in the Caenorhabditis elegans genome // Nucleic Acids Res. 2001. - № 29. - C. 818-830.

141. Shiratake, K. Genetics of Sucrose Transporter in Plants // Global Science Books. 2007. - C. 73-78.

142. СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

143. Рисунок 1. Кросс-биваленты A. ampeloprasum.12

144. Рисунок 2. Принцип метода FISH (Флуоресцентной in situ гибридизации).15

145. Рисунок 3. Принцип метода Tyramide-FISH.27

146. Рисунок 4. Лук репчатый Allium сера.32

147. Рисунок 5. Лук батун Allium fistulosum L.33

148. Рисунок 6. Схематическое изображение вектора pUC-13.38

149. Рисунок 7. Схематическое изображение вектора pPCR-ScriptTM Amp SK(+).39

150. Рисунок 8. Схематическое изображение вектора pGEM®-T Easy.41

151. Рисунок 9. Процентное соотношение белков, соответствующих EST клонам в имеющейся библиотеке.47