Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / Генетика

Молекулярная филогения дрожжей рода Lachancea

Диссертация

Автор: Серпова, Елена Владимировна

Заглавие: Молекулярная филогения дрожжей рода Lachancea

Справка об оригинале: Серпова, Елена Владимировна. Молекулярная филогения дрожжей рода Lachancea : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.15 / Серпова Елена Владимировна; [Место защиты: Гос. науч.-исслед. ин-т генетики и селекции промышленных микроорганизмов] - Москва, 2009 - Количество страниц: 142 с. ил. Москва, 2009 142 c. :

Физическое описание: 142 стр.

Выходные данные: Москва, 2009






Содержание:

Обзор литературы
ГЛАВА 1 Основные концепции вида у дрожжей
11 Фенотипическая концепция вида
12 Биологическая концепция вида
13 Филогенетическая концепция вида
131 Молярный % гуанина и цитозина и ДНК-ДНК реассоциация
132 Филогенетический анализ различных участков рДНК
1321 Определение нуклеотидной последовательности молекул ДНК
1322 Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ-анализ)
14 Пульс-электрофорез хромосомных ДНК
15 ПНР с неспецифичными праймерами
ГЛАВА 2 Современная систематика аскомицетовых дрожжей
21 Филогенетические схемы, построенные на основании нуклеотидных последовательностей домена D1/D2 гена 26S рРНК
22 Клада "Saccharomyces"
221 Род Saccharomyces
222 Род Lachancea Kurtzman gen nov
23 Сравнительный анализ полноразмерных геномов аскомицетовых дрожжей
ГЛАВА 3 а-Галактозидазные гены ферментации мелибиозы
31 Семейства полимерных генов ферментации Сахаров
32 Общая характеристика а-галактозидаз
33 Аскомицетовые дрожжи, способные ферментировать мелибиозу
34 а-Галактозидазные гены дрожжей рода Saccharomyces
3415 cerevisiae
342 S bayanus, S mikatae, S paradoxus и S pastorianus Al
35 а-Галактозидазные гены других родов дрожжей Экспериментальная часть
ГЛАВА 4 Материалы и методы исследования
41 Объекты исследования
42 Микробиологические методы
43 ПЦР-анализ
431 Амплификация рибосомальных последовательностей
432 Амплификация а-галактозидазных генов
44 Анализ полиморфизма длин рестриктазных фрагментов (ПДРФ)
45 Пульс-электрофорез хромосомных ДНК и Саузерн-гибридизация хромосом дрожжей
451 Выделение интактной хромосомной ДНК
452 Пульс-электрофорез нативных хромосомных ДНК
453 Саузерн-гибиридизация
46 Методы генной инженерии
47 Филогенетический анализ
ГЛАВА 5 Сравнительный анализ геномов дрожжей рода Lachancea
51 Определение видовой принадлежности изученных штаммов
511 Рестриктазный анализ некодирующих участков рДНК
512 Секвенирование домена D1 /D
52 Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей
58S-ITS-y4acTKa
52IL thermotolerans и Lachancea sp
522Lkluyveri
523 Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей
58S-ITS участка видов Lachancea
53 Молекулярные кариотипы дрожжей Lachancea
531 L thermotolerans и Lachancea sp
532 L kluyveri
533 L cidri, L fermentati иL meyersii
534 Видовые особенности молекулярных кариотипов дрожжей Lachancea
54 Обсуждение
ГЛАВА 6 а-Галактозидазные гены дрожжей Lachancea
6IL kluyveri
62 L cidri
63 L fermentati
64 Lachancea sp
65 Z thermotholerans
66 Сравнительный анализ аминокислотных последовательностей а-галактозидаз дрожжей рода Lachancea
67 Обсуждение
ГЛАВА 7 Сравнительный анализ а-галактозидаз клады "Saccharomyces"
71 Определение видовой принадлежности штаммов Ме1+
72 Гены MEL дрожжей S cerevisiae, S paradoxus S bayanus и S mikatae
721 S cerevisiae
722 S paradoxus
723 & bayanus
12 A S mikatae
73 Сравнительный анализ последовательностей а-галактозидаз и домена D1/D2 26S рРНК дрожжей клады "Saccharomyces"
74 Обсуждение

Введение:
Дрожжи широко распространены во многих экосистемах, играя важную роль в различных пищевых связях. Таксономически наиболее изучен дрожжевой род Saccharomyces (Naumov et al, 2000; Kurtzman, 2003; Wang et Bai, 2008). Семь биологических видов этого рода (S. cerevisiae, S. arboricolus, S. bayanus, S. cariocanus, S. paradoxus, S. kudriavzevii, S. mikatae), являются хорошей моделью для изучения фундаментальных биологических проблем, включая генетические и молекулярные механизмы видообразования. Дрожжи S. cerevisiae стали первым эукариотическим организмом, у которого была определена нуклеотидная последовательность генома (Goffeau et al., 1996). В геноме этих дрожжей обнаружено 55 дуплицированных блоков, включающих в себя несколько сотен пар гомологичных генов (Wolfe, Shields, 2007). Одинаковый порядок и ориентация паралогичных генов в дуплицированных блоках послужили доказательством того, что геном дрожжей S. cerevisiae сформировался в результате дупликации и последующих массовых хромосомных перестроек и делеционных потерь отдельных генов. За последнее десятилетие проведено секвенирование полноразмерных геномов еще более 20 видов аскомицетовых дрожжей.Сравнительный анализ геномных последовательностей ряда видов дрожжей показал, что полная дупликация восьми предковых хромосом у дрожжей S. cerevisiae произошла после их расхождения с дрожжами Kluyveromyces waltii (Kellis et al., 2004). Гаплоидное число хромосом у дрожжей S. cerevisiae равно 16, а у К. waltii- 8.Молекулярно-генетическое изучение одного из ближайших родственников дрожжей Saccharomyces - рода Kluyveromyces van der Walt emend, van der Walt показало, что этот род очень гетерогенен и содержит ряд дрожжей не находящихся в близком родстве между собой и с типовым видом рода - К. polysporus (Cai et al., 1996; Kurtzman, 2003; Kurtzman, Robnett, 2003; Naumov, Naumova, 2002). В то же время обнаружена небольшая группа видов из различных родов (Zygosaccharomyces cidri, Z. fermentati, К. thermotolerans, К. waltii, S. kluyveri), имеющих в той или иной степени близкие рибосомальные последовательности. На базе пяти указанных видов был образован новый род Lachancea, а в качестве типового вида выбран L. thermotolerans (Kurtzman, 2003). Недавно описаны еще два новых вида L. meyersii (Fell et al., 2004) и L. dasiensis (Lee et al., 2009). В отличие от Saccharomyces, род Lachancea изучен очень мало.Помимо дупликации всего генома в ходе эволюции дрожжей S. cerevisiae происходили множественные дупликации отдельных хромосом, сегментов хромосом и отдельных генов. Чрезвычайно высокая концентрация повторов практически на всех уровнях молекулярно-генетической организации характерна для большинства эукариотических организмов, у которых дупликация является основным механизмом приобретения новых генов. В геноме дрожжей Saccharomyces гены, представленные большим числом копий, образуют мультигенные семейства. Гены рибосомалыюй РНК расположены на XII хромосоме по типу тандемных повторов, образуя последовательность ген-спейсерген-спейсер. Гаплоидный геном дрожжей S. cerevisiae содержит примерно 120-200 наборов генов рРНК (Maleszka, Clark-Walker, 1993). Упорядоченная структура рРНК и единообразие последовательностей в повторах сохраняются за счет так называемой "концертной" эволюции, при которой тандемные повторы эволюционируют как единое целое ("члены одного оркестра") (Nei, Rooney, 2005).При этом происходит гомогенизация тандемных повторов, так как возникающие мутации элиминируются или распространяются по другим повторам за счет неравного кроссинговера или генной конверсии. Изучение нуклеиновых кислот позволяет решать многие проблемы эволюции, филогении и систематики организмов (Белозерский, 1969; Антонов, 2005). С начала 90-х годов прошлого века стал широко применяться анализ последовательностей рибосомальной РНК для установления родства дрожжей, как на видовом, так и на более высоких таксономических уровнях. Это способствовало активному развитию филогенетической систематики дрожжей (Valente et al., 1999; Kurtzman, 2000; Suh et al., 2006). Семь биологических видов Saccharomyces практически неразличимы по последовательностям генов 18S и 26S рРНК (Naumov et al., 2000; Kurtzman, 2003; Wang, Bai, 2008), но четко дифференцируются по последовательностям некодирующих участков рДНК - внутренних транскрибируемых спейсеров ITS1/ITS2 и межгенного спейсера IGS2. ITS-район характеризуется значительной межвидовой дивергенцией и низким уровнем внутривидового полиморфизма; его длина постоянна у штаммов одного и того же вида, а последовательность может варьировать (James et al., 1998).Другой тип организации имеют нетандемные или "диспергированные" повторы, рассеянные по геному. К числу таких мультигенных семейств относятся полимерные гены ферментации различных Сахаров дрожжей S. cerevisiae. Как правило, эти гены расположены в субтеломерных районах хромосом - наиболее динамичных участках дрожжевого генома (Kellis et al., 2003). Особый интерес представляют а-галактозидазные гены ферментации мелибиозы. а-Галактозидазы [К.Ф.3.2.1.22] - широко распространенные ферменты, которые присутствуют у мицелиальных грибов, растений и животных, но довольно редко встречаются у дрожжей. Среди дрожжей Saccharomyces и Lachancea известны как штаммы, способные сбраживать мелибиозу, так и штаммы негативные по этому признаку.Известно, что не сбраживающие мелибиозу штаммы S. cerevisiae даже не содержат молчащей последовательности MEL (Naumov et al., 1991; Turakainen et al, 1993). К этим штаммам относятся генетические линии, использованные в международном проекте по секвенированию генома дрожжей S. cerevisiae (Goffeau et al., 1996). aГалактозидазные гены дрожжей Lachancea ранее практически не изучались.Целью настоящей работы является изучение молекулярного полиморфизма, таксономии и эволюции дрожжей рода Lachancea на материале штаммов различного экологического и географического происхождения.