Влияние плотности культуры на проявление адаптивно важных признаков и биоэлектрические свойства клеточных ядер инбредных линий и гибридов дрозофилы

УДК 591.813:595.773.4+591.526

Л. А. Шакина, В. Ю. Страшнюк, В. Г. Шахбазов

Харьковский национальный университет им. В. Н. Каразина, г. Харьков, Украина,
E-mail: LyubovZ2003@mail.ru

Ключевые слова: насекомые, популяционные характеристики, адаптация, биоэлектрические свойства ядер

INFLUENCE OF CULTURE DENSITY
ON DISPLAY OF IMPORTANT ADAPTIVE TRAITS
AND BIOELECTRIC PROPERTIES OF CELLULAR NUCLEI
OF FRUIT FLY INBREEDING LINES AND HYBRIDS

L. A. Shakina, V. Ju. Strashnyuk, V. G. Shakhbazov

Karazin Kharkiv National Univrsity, Kharkiv, Ukraine,
E-mail: LyubovZ2003@mail.ru

Key words: insects, population indices, adaptation, nuclei bioelectric properties

Для популяций сельскохозяйственных насекомых одним из важнейших компонентов внутривидовой конкуренции является количество личинок на единицу питательной среды, или личиночная плотность популяции, которая оказывает влияние на целый ряд характеристик: генетическую структуру, численность популяции, многие жизненно важные показатели (плодовитость, продолжительность жизни, размер куколок и имаго). Эффект гетерозиса в настоящее время широко применяется в практической селекции для создания пород животных и сортов растений, сочетающих хозяйственно ценные признаки с высоким уровнем их стабильности в различных экологических и производственных условиях. В то же время мало что известно о влиянии плотности культуры на проявления эффекта гетерозиса на организменном и клеточном уровне.

Цель данной работы – изучить на модельном объекте Drosophila melanogaster влияние перенаселенности культуры на проявление эффекта гетерозиса по ряду адаптивно важных признаков (выход имаго, масса тела имаго, теплоустойчивость особей, яйцепродукция самок, частота возникновения доминантных летальных мутаций) и показателю биоэлектрических свойств клеточных ядер.

Объектом исследования служили инбредные линии дикого типа Oregon–R (Or) (степень инбридинга 56–76 поколений), Canton–S (C–S) (степень инбридинга 58–78 поколений), а также реципрокные гибриды F1 C–S x Or и Or x C–S. Плотность культуры задавали количеством пар родительских особей на один стаканчик: 1, 7 пар. Электроотрицательность клеточных ядер (ЭОЯ, % – процент ядер, которые смещаются в электрическом поле к аноду от общего количества проанализированных ядер слюнной железы) определяли с помощью метода внутриклеточного микроэлектрофореза клеточных ядер слюнных желез.

В результате проведенных экспериментов установлена существенная зависимость проявления количественных признаков от плотности культуры. Показано достоверное снижение выхода имаго, массы тела имаго, теплоустойчивости, яйцепродукции самок, а также увеличение частоты доминантных летальных мутаций в условиях повышенной личиночной плотности. Гибриды F1 C–S x Or и Or x C–S в условиях нормальной и повышенной плотности культуры значительно превосходили инбредные линии по показателям выхода имаго, теплоустойчивости особей, яйцепродукции самок и имели более низкие показатели частоты доминантных летальных мутаций. В ряде случаев отмечено усиление эффекта гетерозиса в условиях перенаселенности по сравнению с контролем, что свидетельствует о повышенной устойчивости гибридов к действию неблагоприятного фактора.

Электроотрицательность клеточных ядер является интегральным показателем, который характеризует общее функциональное состояние клетки и клеточного ядра. Ранее нами установлена тесная положительная корреляция показателя электроотрицательности клеточных ядер с пуфовой активностью ряда локусов (r = 0,97–0,98, р < 0,01) и эндорепликативной активностью (r = 0,97, р < 0,01) политенных хромосом, что свидетельствует о взаимосвязи проявлений функциональной активности ядерного генома и биоэлектрических свойств клеточного ядра. В настоящем исследовании показано, что доля электроотрицательных ядер преимущественно уменьшается при увеличении личиночной плотности. Отмечена большая устойчивость гетерозисных гибридов к плотности культуры по показателю ЭОЯ, %. В условиях влияния стрессового фактора этот показатель у гибрида Or x C–S уменьшался в меньшей степени, чем у инбредных линий, а у гибрида C–S x Or оставался на уровне контрольного, что указывает на лучший биоэлектрический гомеостаз ядра у гетерозисных гибридов. Эффект гетерозиса по показателю ЭОЯ, % в контроле составил 2,5 % для гибрида C–S x Or и
222,4–250,3 % для обоих реципрокных гибридов F1 в условиях личиночного перенаселения.

Таким образом, в работе показано усиление эффекта гетерозиса в условиях личиночного перенаселения на организменном и клеточном уровне. Полученные данные следует учитывать при практическом использовании эффекта гетерозиса в селекции. Учитывая однонаправленность в изменениях показателя ЭОЯ, % и количественных признаков в связи с генотипом и неблагоприятными условиями существования, настоящее исследование может иметь значение для объяснения генетических механизмов, обусловливающих адаптивную ценность разных генотипов.


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 325-327.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники