Re: Все о колоннах. Часть 2.
Добавлено: 27.01.2014, 09:07
Александр Кузнецов
продолжение..
"Фенотипические характеристики цилиндрического типа яблони
Компактный роста колонного типа яблони на основе их очень толстые и стебли прямостоячие, почти не разница в диаметре между верхней и нижней и короткими междоузлиями, в целом, глядя, как прочный кордон (рис. 2b) (Tobutt 1985, 1994). Они производят короткие фрукты шпоры, а не длинными боковыми ветвями (рис. 2c). Редко, в пазушных почек делать развивать в длинных боковых побегов, которые затем растут почти параллельно стволовых на весьма узкую промежности угол (Hemmat et al. 1997; Bai et al. 2012). Развитие длинные боковые побеги благоприятствования, если центральный лидер поврежден, и в этом случае два-три шпоры в верхней вырасти примерно 50 сантиметров в длину (Tobutt 1985; Watanabe et al. 2006), который подразумевает, что боковые почки находятся под жестким апикальный контроль. Новые боковые побеги также посмотреть цилиндрического привычка (Kenis и Keulemans 2007). Если количество боковых почек 1-год-старый филиал разделы будут удалены, то реакция заключается в том, что более почки удаляют более вероятно, остальные являются расти (Looney и Пер. 1984), с указанием конкуренция между отдельными шпоры. Колончатый деревьев меньше sylleptic побеги и, таким образом, показывают более высокие доминированию верхушки. Они демонстрируют более низкий уровень acrotony и разработать более proleptic побеги, которые, в соответствии с гипотезой о том, почек, находящихся под высшего апикальной контроля, чем те, деревьев со стандартными привычка роста (De Wit et al. 2000). Хотя ростки колончатый яблони расти дальше в течение одного вегетационного сезона, чем побеги нормальных деревьев (Watanabe et al. 2004), центральный лидер Макинтош Wijcik растет только около 55 % размер стандартного Макинтош дерево, и многие другие столбчатых и цилиндрические типа деревьев меньше, чем на обычных деревьев (Lane и Looney 1982; Келси и Коричневый 1992). Однако, поскольку это не относится ко всем сортам, вполне вероятно, что колончатый привычка роста и скрещиваются две отдельные черты, которые независимо расщепляться (Eaton и лапиньшей 1970).
В то время как количество листьев на стрелять похож между нормальным и колонновидный яблони (Lee и Looney 1977), общей площади листа больше в колончатый саженцев в 3 лет (Zhang и Dai 2011), и листья себя также показать некоторые различия. Листья колончатый яблони-темно-зеленые, очень толстый, с длинными черешками и, как правило, имеют пильчатые или пильчатым (лапиньшей 1969; Tobutt 1988a, b, c, d; Сарвар et al. 1998). Это характерно для большинства других цилиндрические тип роста привычки (Liu и Eaton 1970). Микроскопический анализ и подробные измерения показали, что листья колончатый яблони имеют толще частокол паренхимы, а также более сухой вес и содержание хлорофилла (Gelvonauskis et al. 2006; Чжан и Dai 2011). Это приводит к более высокой интенсивностью фотосинтеза и транспирации ставка столбчатых по сравнению с нормальным типом apple деревьев (Zhang и Dai 2011).
Диаметр xylem судов больше побегов и корней столбчатых, чем стандартные яблоки и количество xylem судов также выше в корни колончатый деревьев (Zhang и Dai 2011). Это вместе с более высокой скорости фотосинтеза объясняет, почему эти деревья могут давать высокие урожаи фруктов, несмотря на свои компактные роста, по крайней мере, когда они растут на обычных коммерческих подвоев, таких как M9: они способны эффективно доставлять воду и минералы из почвы через ствол и произвести большее количество сахара соединений. Относительно количества и ширины флоэмы судов, никаких различий выявлено не было (Zhang и Dai 2011).
Еще одна характерная колончатый сортов яблок, заключается в том, что они часто показывают, морозо-и засухоустойчивости, что может быть связано с их Канадского происхождения (Иакова 2010).
Столбчатые привычка роста могут быть обнаружены как только 2 недель до 2 месяцев после появления всходов (Lee и Looney 1977; Meulenbroek et al. 1998). Однако, это раннее обследование часто ошибочные. Надежная проверка фенотип возможным после того, около 2-3 лет (блазека 1992; Baldi et al. 2012). Даже тогда, классификация может быть затруднено, так как не всегда есть четкое различие между разными роста фенотипы и много промежуточных типов существуют (Hemmat et al. 1997; Kim et al. 2003; Ikase и Dumbravs 2004; Moriya et al. 2009; Baldi et al. 2012). В дополнение к возрастом растений, доля потомство с промежуточным привычка роста в результате крест с столбовой родитель, кажется, зависит от цилиндрического разнообразие используемых (Табл. 1), а также на условия роста (Tobutt 1985; Brown et al. 2004). Столбчатые привычка роста по-прежнему очевидна, когда колончатый растения, привитые на подвоев, полученные от сорта яблок со стандартными роста. Тем не менее, выбор влияет на подвое дерево высотой, диаметр ствола и стрелять номер (Gelvonauskienë et al. 2006). Это может быть обусловлено отсутствием выражения столбчато-специфических генов в корнях нормального типа подвоев, или Генеральной влияние подвоя на рост растений характеристики, как дерево высотой, диаметр ствола, число побегов и начала цветения, которые можно наблюдать и действовать в соответствии стандартный тип яблонь после прививки (Seleznyova et al. 2008). Как для обычных яблонь, скрючиваются подвоев, таких как M9 эффективных инструментов для управления высотой и стрелять количество колончатый яблони (Gelvonauskienë et al. 2006).
Большинство фенотипические характеристики цилиндрического сортов яблони приносить экономические выгоды, который является, почему она всегда привлекала к себе внимание селекционеров и впоследствии исследователи. Колончатый деревья можно сажать только на 0,5-1 м друг от друга, в огородах, около 10000 деревьев на гектар (Tobutt 1994). Они не требуют никаких ставок из-за своей густой и прямостоячими стеблями и только должны быть сокращены, чтобы контролировать их рост. Цветение впервые занимает около 4 лет после появления всходов; они имеют срок службы около 20 лет и может заплатить за расходы после посадки около 4 лет. Кроме того, механические комбайны могут быть использованы в садах такого рода, какой бы избежать дополнительных затрат и труда. Предлагалось также, что колончатый яблони использоваться как пространство-сохранение опылителей для обычных садах или как орнамент в садах или на улицах (Tobutt 1985).
Re: Все о колоннах. Часть 2.
Добавлено: 27.01.2014, 09:16
Александр Кузнецов
продолжение..
"Сопоставление и анализ Колончатый гена области
Столбчатые привычка роста представляет класс плодовое дерево собственную архитектуру (Fideghelli et al. 2003), так что было бы очень интересно, чтобы определить его молекулярную основу. Лапиньшей (1969), впервые предложенной что колончатый привычка роста могли бы быть отнесены к доминирующей аллеля одного гена, Колончатый (Co). С момента скрещивания между столбовой и non-колончатый родитель, как правило, доходность которых меньше 50 % колончатый потомства (Табл. 1), Лапиньшей (1976) предположил, что одной или двух генов-модификаторов могут быть вовлечены. В отличие от этого, блазека (1992) вывод о том, что колончатый привычка роста может быть двойной рецессивный признак. Впрочем, последняя гипотеза может быть отклонен, поскольку все коммерчески доступные колончатый сорта были найдены быть гетерозиготна по Co (Tian et al. 2005) и пересекает между двумя колончатый сортов дали только до 75 % колончатый потомства (лапиньшей 1976; Meulenbroek et al. 1998). Предполагается, что дефицит колонного типа деревьев в потомстве может быть вызвано негативным влиянием Co или связанный гена жизнеспособности пыльцы, семян или возникающих рассады (Meulenbroek et al. 1998). Baldi et al. (2012) обнаружили отсутствие колончатый F1 растения, чтобы быть более заметным для привитые деревья, чем за деревьев, выращенных на собственных корнях, поэтому они пришли к выводу, что колончатый растения могут быть потеряны во время и/или вскоре после прививки процесса, который может быть усилен при скрючиваются подвоев (в случае их M9).
В настоящее время, личность и функции Co а также его генного продукта или типа мутации, до сих пор неизвестно. Аналогичный рост фенотипов были найдены и для других розоцветных, таких как персики и вишни, но их генетический фон-либо непонятно или отличается от apple (Scorza et al. 2002; Schuster 2009). Поскольку Co является доминантным, то маловероятно, что это потеря функции аллель, если оно не имеет дозозависимый эффект. Она может носить с собой аминокислоту-изменение однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), что вызывает усиление функции белков. Также это может быть малые РНК или транспозон вставки/удаления. С колончатый деревья по-прежнему показывают их компактного роста, даже если привитый на нормальный тип подвоя (Fisher 1995), Co продукт гена, вероятно, оказывает свое влияние на стрелять, а не работать до корня. Интересно, что из гиперэкспрессия Arabidopsis листовые гена яблони вызывает заводы для развития столбовой привычка роста (Flachowsky et al. 2010), так Co может быть каким-то образом участвуют в развивающих переключаться с неопределенным растительного определить репродуктивного роста. Однако, это просто слухи и различных научных подходах, необходимых для формирования обоснованных гипотез.
В течение последних 15 лет, несколько научно-исследовательских групп попытались определить расположение хромосомных Co с помощью маркера анализы, так что теперь мы можем сказать, что он находится на хромосоме 10 в регионе 18.51-19.09 Мб (рис. 3a). В то же время, генетическая связь карта " яблоко " была разработана и постоянно дорабатывается, обеспечивая более маркеры для соединения анализов (Maliepaard et al. 1998; Liebhard et al. 2002, 2003; Silfverberg-Dilworth et al. 2006; Wang et al. 2012). Различные исследовательские группы, которые используются на основе ПЦР маркеров, в основном случайными усиления полиморфных ДНК (RAPD), усиленный полиморфизм длины рестрикционных фрагментов (AFLP) или простые повторяющиеся последовательности (SSRs), два бывших иногда необходимо преобразовать в последовательность характеризуется усиливается области (СКАР) маркеры.
Рис. 3
Молекулярные маркеры в Co гена региона. a Co недавно были распределены на хромосоме 10 в 18.52-19.09 Мб на основе apple последовательности генома (Веласко et al. 2010). b До этого общественного
и я, Co уже были распределены примерно до 17,0-на 19,5 Мб. Маркеры используются показано на место, они были сопоставлены с ДОМЕННОЙ поиски против apple генома (Веласко et al. 2010). Маркер имена в полужирный, рекомбинации частот в курсив соответствующие публикации обозначены цвета. */** указывает на то, рекомбинации частоты, найденные для разных сортов. Горизонтальные линии над маркеров (a) назначает недавно с разделителями Co регионы по-бай et al. (2012); Moriya et al. (2012) и Baldi et al. (2012)
До публикации apple последовательности генома (Веласко et al. 2010), Co был отображен на связь группы (LG) 10 " яблоко " связь-карту и ее место постепенно сузился до 17,0-на 19,5 Мб, основанных на семи ключевую маркеров (рис. 3b). Самый первый Co-связан маркер ССРCo (Hemmat et al. 1997), чьи локус также усиливается COL грунтовки, разработанный Gianfranceschi et al. 1998 и используется для связывания анализ Kenis и Keulemans (2007), кажется, на расстоянии не менее 20 см от Co. Маркеры в непосредственной близости ко Co являются UBC8181000 (Zhu et al. 2007) и ШРАМ216 (Tian et al. 2005), за ними следуют Hi01a03 (Мория et al. 2009), РУБЦОВ682 (Tian et al. 2005) и CH03d11 (Фернандес-Фернандес et al. 2008; Liebhard et al. 2002; Тянь et al. 2005). Различные значения для рекомбинации частот и генетические расстояния этих маркеров Co были найдены различные исследовательские группы в зависимости от сорта яблок, а число лиц, используемых в их взаимосвязи исследований, но их последовательным расположением осталось примерно тем же. В комплексной маркер анализа, включая сегрегацию потомстве трех крестов и большое количество колончатый растений разных сортов, SSR-маркеров CH03d11 и Hi01a03 оказались наиболее тесно связаны маркеров, фланкирующих Co по обе стороны с максимальной генетические расстояния 7,4% и 1,4 см, соответственно (Мория et al. 2009). Этот и два других исследования также обнаружили связь между маркером CH02a10, идентичный SSRCO F/R (Tian et al. 2005; Bendokas et al. 2007; Moriya et al. 2009), а четвертое исследование выявленных ШРАМ маркер SCB82670 как связаны между собой (Kim et al. 2003). Тем не менее, основные локального выравнивания инструмент поиска (ВЗРЫВ) поиск (Altschul et al. 1990) против аннотированный apple генома (Веласко et al. 2010) показывают, что последовательностей CH02a10 и SCB82670 карта к хромосоме 3 около 30 Мб. SCB82670
позднее было показано, что амплификации фрагмента из отцовской номера-колончатый родителя колончатый разнообразие используемых Kim et al. (2003), так что она не может быть связана с Co (Tian et al. 2005; Фернандес-Фернандес et al. 2008; Moriya et al. 2009). В отличие от этого, причиной co-разделение CH02a10 несмотря на отсутствие физическая связь остается неясным. Это может свидетельствовать о геномной области, имеющих важное значение для сохранения жизнеспособности колончатый растений и, таким образом, покрывается выборочный подмести, так как предложенные Крост et al. (2013). Кроме того, геномной contig, возможно, были неправильно собрана на хромосоме 3.
С Golden Delicious последовательности генома был выпущен в 2010 году (Веласко et al. 2010), возможность генерации последовательности на основе маркеров значительно упростил и ускорил тонкой картирование Co области (рис. 3a). Бай et al. (2012) разработана 88 SSR-маркеров на основе геномных apple contigs, происходящих из хромосомы около 10 целевом регионе, а также от двух незакрепленные contigs, которую они определили как находящееся в этом регионе через synteny подхода с использованием персик генома. Они использовали четыре разделения учениц, а также 290 колончатый выборки для оценки качества уже опубликовано 18 маркеры и новый SSR-маркеров. 47 заводов показывая рекомбинации между ШРАМ682 и Hi01a03 а также большая-рекомбинантный были использованы для досмотра с помощью новых маркеров, и 6 ключевых рекомбинантов, наконец, служил для того, чтобы разделять Co гена региона 193 kb между маркерами C1753-3520 на 18.90 Мб и C7629-22009 на 19.09 Мб. Маркер C18470-25831 (19,0 Mb) было установлено, co-разделить с Co. Недавно разграниченной территории содержит 20 аннотированных генов и 7 предсказал генов, из которых 3 код для гомологов Бокового Органа Границы Домена факторов транскрипции в Arabidopsis (Majer и Hochholdinger 2011) и, таким образом, были рассмотрены наиболее вероятных кандидатов на Co (Бай et al. 2012).
Мория et al. (2012) также разработали SSR-маркеров на основе Golden Delicious последовательности генома и используется в 1000 F1 лиц от 31 населения за связь анализа. Они выделил Co гена область 196 kb, аналогичного размера, как в бай et al. (2012). Однако, маркеры, разработанные Moriya et al. (2012) фланговые этом регионе расположены на 18.76 Мб (Mdo.chr10.11) и 18.96 Мб (Mdo.chr10.15). Кроме того, маркеры Mdo.chr10.12 (18.79 Мб), Mdo.chr10.13 (18.83 Мб) и Mdo.chr10.14 (18.89 Мб) совместно с сегрегированных Co.
В третьем исследовании, Baldi et al. (2012) впервые использовал три взрослых разделения потомства (301 F1 растения в целом) и начале опубликованы маркеры, чтобы приблизительно определить Co гена области, а затем усовершенствовал его с двух больших групп населения, рассматриваются как единый разделения потомства 1250 лиц, которым они подвергаются генотипической сопоставления с семи недавно разработанные SSR-маркеров. Co был локализован между co-отображение маркеров Co04R10 и Co04R11 на одной стороне и Co04R13 на другой стороне, которая дала области геномных 0,56 см, не соответствующие 393 kb в 18.52-18.90 Мб. Тщательный открытая рамка считывания анализа было выявлено 36 потенциальных генов в этой области, некоторые из которых код для транскрипционных факторов MYB, основные helix-петли, спирали и AP2/ERF-классов, члены которой играют роль в регуляции архитектура предприятия. Целевая область перекрывает область, выявленных Moriya et al. (2012), но не охватывает расположение хромосомных предсказывается Co компанией " бай et al. (2012). Кроме того, маркер C18470-25831, которые бай et al. (2012) обнаружили, связан с Co показали три рекомбинанты в сопоставлении населения Baldi et al. (2012). Возможные причины для разных местах Co область границы, три научно-исследовательских групп, которые используются различные apple генотипов, которые, возможно, имеют четкие рекомбинации частот и что маркер, определяющий правую границу бай et al. (2012) берет свое начало от одной из contigs который был незакрепленные в проект " геном человека", поэтому ее точное местоположение, является не вполне обоснованным. Также у нас были некоторые трудности в фенотипической классификации отдельных заводов. Взятые вместе, Co скорее всего, расположенном между 18.76 и 18,9 Мб, региона, включающего в себя около 30 аннотированных генов, ни один из которых до сих пор были определены как имеющие значительное влияние на завод архитектуры.
Детальный анализ Co целевой регион уже ведутся: Baldi et al. (2012) была построена искусственных бактериальных хромосом (BAC) библиотеки на основе геномной ДНК, извлеченные из листьев Макинтош Wijcik средний размер пластины 145 КБ и нашли десять BAC клонов, происходящих из Co целевой регион, из которых не менее четырех клонов требуется, чтобы он распространялся на весь хромосомных секции по интересам. Эти клоны будут включать сравнительный анализ столбчатых и non-колончатый аллеля в течение ближайших месяцев.
(Otto et al. 2013) также построены BAC библиотек с использованием геномной ДНК гетерозиготных колончатый сорт Procats 28. Они получили более чем 100 000 клонов средний размер пластины 27 КБ, 37 из которых может быть назначен хромосомы 10 в 18.0-19,0 Mb. Ассамблея их последовательностей дали две metacontigs 590 190 kb в размер. Сравнение этих последовательностей " золотой восхитительный " ссылка " уже использовалась для создания четырех Indel на основе маркеров, связанных с Co и продолжается с целью выявления дополнительных различия между геномной организации столбчатых и номера-колончатый яблони.
Аллелей показывая сильные различия между столбчатых и номера-колончатый сортов можно ожидать дальнейшего проанализированы и подготовлены для преобразования в ближайшем будущем.
Re: Все о колоннах. Часть 2.
Добавлено: 27.01.2014, 09:23
Александр Кузнецов
продолжение..
Анализ локусов количественных признаков в Колончатый гена области
Для лучшего понимания многих различных, но взаимосвязанных факторов, которые влияют архитектура предприятия, сопоставление QTL, связанные с роста растений на потомстве колончатый деревья были проведены наряду маркер анализов. Несколько исследовательских групп нашли кластеры QTL, связанные с завода архитектуры на LG 10 в окрестностях Co. 172 несовершеннолетних яблони Креста Макинтош Wijcik х NY 75441-58, междоузлия количество в 1 год и 2 года своей жизни, диаметр основания стебля прирост в 1 год и 3 года, а также номер отделения и междоузлия длиной в 1 год были связаны с регионами, расположенном на LG примерно 10 локус маркера P459z (Conner et al. 1998). В терминал подшипника (ТБ) локус коррелируя с ветвлением привычки и влияния вегетативной распускания почек (Lawson et al. 1995), а также карты близка к этому региону (Conner et al. 1998); однако, он отличается от Co. На основе исследований Telamon ч Braeburn потомства, состоящий 257 лиц, QTL кластера для широкого круга фенотип таких характеристик, как общее приращение, общая номер отделения и филиала длина, междоузлия длина, главной осью, темпы роста и основные высота оси прирост был обнаружен на 10 LG (Kenis и Keulemans 2007). Авторы вывели кластеризации различных генов или плейотропный эффект одного и того же гена, отдавая предпочтение последней. Они также нашли Co гена влияние на филиал длина (апикальный контроль), чтобы быть более заметным, чем его влияние на номер филиала (доминированию верхушки).
С помощью одного и того же сопоставления населения, локусов для завода архитектурные черты и QTL, связанные с фруктами качества оба были найдены на одном связь группы, как Co (Davey et al. 2006; Kenis et al. 2008). Это включает в себя QTL для мякоти вес, плоть l-содержание аскорбиновой кислоты, растворимые сахара, твердость и кислотности. Некоторые из этих QTL приходится до 60 % фенотипические различия. Возможно, теория заключается в том, что этой специфической области, на 10 LG управления аспектов роста и развития растений и тогда плейотропные эффекты, которые влияют на качество плодов черты (Kenis et al. 2008). Это привело Moriya et al. (2009) к выводу, что Co может быть тесно связано с их гены, способствующие низкое качество плодов, и поэтому было бы желательно применение генной технологии для производства новых колончатый сорта, потому что классической селекции подходов, вероятно, в большинстве случаев передачи Co в сочетании с этим непопулярным черты.
В резюме, Co гена регионе на 10 LG, кажется, иметь решающее значение для роста и развития растений, либо из-за влияния одного гена (возможно, Co) или благодаря совместным действием нескольких генов в кластере. В любом случае, изменения в привычки роста, скорее всего, будет сопровождаться изменениями в фитогормона уровнях завода.
Фитогормона уровнях в колончатый яблони
Несколько попыток соотнести колончатый привычка роста с изменениями в фитогормона уровнях. К сожалению, фитогормона концентрации трудно измерить, и они показывать различные варианты в зависимости от возраста растений, сезона и факторы окружающей среды. Кроме того, сложно решить, какие изменения в уровне гормонов причиной или следствием колончатый привычка роста. Только четыре гормона групп были исследованы до сих пор в Колонном " яблоко", и прямой связи между результатами и фенотипические проявления ограничены.
С колончатый яблони виде коротких фрукты шпоры, а не длинные боковые ветви, было высказано предположение, что они, может быть, сильнее доминированию верхушки и апикальной контроля, чем обычный тип яблони и, таким образом, акцент был смещен на IAA уровнях в колончатый растений. Измерения IAA контента с индол-Пирон флуоресцентным методом показали, что стрелять в советы, Бесплатная IAA уровнях положительно коррелировали со степенью компактности. Кроме того, пазушные почки колончатый яблони имеют более высокий коэффициент бесплатно IAA к общей IAA, чем обычный тип яблони из-за снижения уровня сопряженных IAA (Looney и Пер. 1984). Однако, когда полярный ауксина транспорта блокируется применения ингибитора triiodobenzoic кислоты, филиал вложения углы и числа шпоры и как генотипы были увеличены, что противоречит гипотезе сильнее апикальной доминирование в колончатый яблони (Looney и Пер. 1984). Авторы пришли к выводу, что в Макинтош Wijcik, IAA-гидроизолирующий фермента может быть активной в то время, когда боковых почек образуются, что приводит к очень сильным почки легко нарушая покоя и растет в отрогах в течение следующего сезона. Из-за конкуренции для питательных веществ среди подмышечных органов, фрукты шпоры, а не длинные ветви формируются (Looney и Пер. 1984). Однако, кажется более вероятным, что преимущественное формирование шпоры по сравнению с боковых побегов вызвана отсутствием роста, факторов, способствующих ее развитию, таких как Джорджия. Watanabe et al. (2004, 2006, 2008) измерили IAA концентрации Центральной и подмышечных побеги (вследствие чуть ниже предыдущего года срезов) от 3 - до 5-летний колончатый деревьев привитых саженцев подвоев с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрия-выбранные ионного мониторинга (GC-MS-SIM) и нашел Центральной лидер иметь более IAA, чем на боковых ветвях. Кроме того, в июле, общая IAA была выше в подмышечных побеги колонного типа яблони, чем в подмышечных побеги 1 - или 2-летний отделений 38-летний нормального типа Макинтош саженцев деревьев подвоев, который может быть соотнесен с замечанием о том, что экс-прежнему будет стремительно возрастать до октября, а второй-уже перестанет расти в июле. Не обнаружено значимых различий по отношению к общему IAA контента в подмышечных побеги столбчатых и нормального типа яблони в течение всего вегетационного периода. К сожалению, с Watanabe et al. (2004, 2006, 2008), по сравнению с 3 - го по 5-летний колончатый деревьев сорта верзила и Тосканы (выращенных саженцев подвоев) для нормального Макинтош деревьев в 38-40 лет (также выращенных саженцев подвоев), различия могут быть следствием возраста, а не роста привычка. Кроме того, количество предприятий в анализируемом была низкой (максимум n = 15). Поэтому было бы интересно сопоставить IAA уровнях в пределах большого количества столбчатых и номера-колончатый деревья одного и того же возраста. Поскольку обычно IAA транспорта в пределах стрелять, а не абсолютная IAA уровня, который регулирует процессы роста, измерения IAA передвижения внутри цилиндрического ствола яблони будут также представлять большой интерес. В целом результаты свидетельствуют о большей IAA контента в колончатый яблони, которая была бы в согласии с высшим апикальный контроль.
Ориентируясь на CKs, в сои гипокотиле разделе биопроб, Макинтош Wijcik было установлено, имели значительно более высокие уровни зеатина-как вещества для роста, чем другие Макинтош штаммов (Looney и Пер. 1984). В GC-MS-SIM экспериментов же растения, как уже упоминалось выше, концентрации эндогенных зеатина riboside, преобладающим CK, связанные с распускания почек в " яблоко", была выше в обоих апикальной и боковых побегов столбчатых деревьев в течение года (Watanabe et al. 2004, 2006). Этим можно объяснить большое количество шпор. Однако, как и в IAA измерений, авторы опять же только по сравнению низким числом от 3 до 5 лет колончатый деревья, которые растут бурно, с 38 - 40-летний нормальные деревья, которые в конце своего период роста, так что дальнейшие исследования, сравнивающие статистически значимое число деревьев в этом же возрасте, было бы необходимости. Отношение isopentenyl аденозин, чтобы общая CK был самым высоким в боковых побегов и почек нормальных деревьев в июле и столбчатых те, в ноябре, так что это, вероятно, связано с наступлением периода покоя (Watanabe et al. 2008).
Рост нормальных яблонь после применения экзогенных CKs образом оптимальную кривую: чем выше объем CKs учитывая, более энергично работает завод расти, когда рост определяется как число побегов возбуждено которые развиваются побеги больше, чем на 1 см или как культура веса для культур in vitro. Если концентрация превышает оптимальный уровень, рост растения все больше и больше тормозится. In vitro культур столбчатых яблони проявлять подобную реакцию культуры веса экзогенно-прикладного CKs, и " Оптима " для 6-benzyladenine (BA) (5 мкм) и тидиазурона (3 мкм), похожими на те, нормального типа яблони (Lane и Looney 1982). Однако, при очень низкой концентрации BA, нормального типа apple на модифицированных культур Мурасиге и Скуга лучше растут, в то время как колончатый apple на модифицированных культур Мурасиге и Скуга показывают значительно более высокую толерантность к supra-оптимальные концентрации CKs: максимальные концентрации, при которой столбчатые и нормальный тип растения продолжают расти на 25 (Сарвар et al. (1998): 50 мкм) по сравнению с 5 мкм для BA, 60 по сравнению с 25 мкм для кинетин, против 25 20 мкм для 2-isopentyladenine, и 40 по сравнению с 25 мкм для тидиазурона, соответственно (Lane и Looney 1982; Сарвар et al. 1998). Для выполнения стрелять регенерации из листьев эксплантов, в более высоких концентрациях, CKs необходимы для столбчатых apple растений, чем на нормальные (Сарвар и Skirvin 1997). Авторы пришли к выводу, что либо колончатый растения могут усваивать избыточного уровня CKs или они компенсируют это, регулируя уровень других регуляторов роста (Lane и Looney 1982). Другим объяснением может быть то, что колончатый яблоки не принимайте слишком большой объем CKs, потому что они имеют более толстые слои клеток, чем стандартный тип яблони (Сарвар et al. 1998).
Вместе взятые, эти уровни CKs кажутся выше в колончатый, чем в обычные яблоки и колонновидный яблонь, которые, кажется, имеют измененную CK метаболизм. Watanabe et al. (2008), предположил, что большие площади листа столбчатых яблони, возможно, вносят вклад в увеличение производства CKs. Однако, как CKs преимущественно произведенную в корни и в меньшей степени в молодые листья только это объяснение кажется весьма маловероятным.
Некоторые фенотипические характеристики цилиндрического деревьев, таких как задержка роста и темно-зеленые листья напоминают характеристики GA-дефицитных мутантов (Koornneef и Веен 1980; Talon et al. 1990; Солнце и Камия 1994; Пэн и Harberd 1997). Таким образом, Газ составляют другого класса фитогормонов, что привлекло внимание исследователей ориентируясь на колончатый роста. Looney и Lane (1984) кратко изложил результаты своих исследований о GA уровнях в колончатый яблони следующим образом: в карликового гороха биопроб, стрелять Совет экстракты колончатый саженцы яблони не способствуют росту как же, как те нормального типа саженец, что свидетельствует о более низких GA-активности. Низкий Заполярному также были найдены в активно растущей верхушки побегов Макинтош Wijcik когда исследовали с помощью силикагель раздел колоночная хроматография и карлик риса биопроб. Однако, Заполярному не обязательно биоактивных (Atzorn и Weiler 1983). После GA3 был применен экзогенно, в Колонном саженцев показал больший процент роста рост, но еще не достигли высоты своего нормального типа аналогов. Сделан вывод, что низкий GA уровни, вероятно, коррелируют с скрючиваются из Макинтош Wijcik, а не его spurriness, и скрючиваются-фенотип характерные независимые компактных роста (Looney и Пер. 1984).
Что касается ABA, более низкие уровни бесплатно СНГ-ABA были найдены в активно растущей верхушки побегов, в том числе пять расширил терминал молодых листьев колончатый потомства Макинтош Wijcik кресты с тремя различными номера-колончатый сортов привитые на М7, чем в обычном типа братьев и сестер (Lee и Looney 1977). Эти данные были статистически значимыми на стрелять Совет основе, принимая во внимание, что данные на свежий весе имел тенденцию к более низких уровней, но не статистическая значимость была достигнута. Биржи бутоны Макинтош Wijcik деревьев было меньше свободного и связанного АБК, чем у стандартных Макинтош на свежий весе, хотя, из-за их большого размера, общая ABA сумма на бутон был выше (Looney и Пер. 1984). ABA в целом выше на свежий вес быстро, вытягивая побеги (Фойхт et al. 1974), так, чтобы нижние ABA уровнях, вероятно, являются следствием, а не причиной замедления роста плодовых шпоры по сравнению с боковых побегов (Looney и Пер. 1984).
В семенах и ранней рассады потомства контролируемых кресты Макинтош Wijcik с не-лов различные уровни ABA и GA были одинаковы для обоих сортов, указывая, что гормональные различия, которые характеризуют компактный и рассаду, наверное, установленных на поздней стадии разработки (Lee и Looney 1978).
Взятые вместе, эти результаты позволяют предположить, что колончатый сортов яблок, показывают различия в фитогормона уровней, но большинство из них являются довольно тонкое, и только гипотезы их корреляции с фенотип может быть сделано. Из-за высокого уровня ИАА и ниже IAA/CK отношение побегов, верхушечный доминирование колончатый деревья выше, чем у нормального типа деревьев и, таким образом, они не производят длинных пазушных побеги. Фрукты шпоры производятся в связи с высоким уровнем CKs в сочетании с низким уровнем ABA, что способствует распускания почек, но замедляет расширение роста. Только в некоторых случаях (напр., когда центральный лидер поврежден) несколько шпоры в состоянии преодолеть доминированию верхушки и расти. На нижних уровнях GA может подавлять рост и расширение относятся к карликовость большинства колончатый деревьев.
Транскриптом анализ колонного типа яблони
Другой подход, чтобы разгадать эту функцию Co анализ регуляции изменений в табличном по сравнению с нормальным типом apple деревьев. С учетом фундаментальных фенотипические изменения, можно ожидать, что уровень экспрессии ряда генов меняются, но трудно решить, на один конкретный путь, который, безусловно, влияет, так что метод выбора-это целый транскриптом исследования.
Три последних исследований проанализировали транскриптомов столбчатых и нормального типа деревьев яблони через РНК-seq. Zhang et al. (2012) сбор новых боковых побегов из 4-летний столбчатых и стандартных сеянцев потомства Fuji ч Telamon. Они используются три временных интервала в период с Мая по июль 2010 года, и набирается материал для трех моментов времени для получения двух образцов, один из колонного и один из номера-колончатый apple. Они выполнили в общей выделения РНК и мРНК очищения, и составили около 4 млн. чтения) для каждого образца в Illumina HiSeq 2000 следующего поколения последовательности запуска. 80 % операций чтения были сопоставлены apple генома (Веласко et al. 2010). Монтаж гг. - около 57,000 non-redundant unigenes с contigs имея N50 около 420. По сравнению дифференциальной экспрессии генов на основе говорится в kilobase на миллион сопоставлены считывает значения, 5,237 гены оказались экспрессируемых более чем в два раза, 2,704 будучи upregulated и 2,533 будучи указанных в Колонном по сравнению с нормальным типом apple. Из экспрессируемых генов, 15 % были вовлечены в биосинтеза вторичных метаболитов, и 24 % играют важную роль в метаболических путях, некоторые из них являются ключевыми игроками в GA, IAA и BR биосинтеза. К сожалению, никаких конкретных генов или их точное регулирование упоминались. Кроме того, 287 генов, вовлеченных в пути решающее значение для регулирования архитектура предприятия были определены, скорее всего, на основании функции их гомологов, выявленных ВЗРЫВ поисков (хотя авторы не указывают, как они определены их функции), но опять же никакого значения для их выражения были даны. Среди этих 287 генов, 31 были сопоставлены хромосомы 10, и 25 были Гиббереллиновой Кислоты Бесчувственным, Репрессора Гиббереллиновой Кислоты не пугало (GRAS) факторы транскрипции, как DELLAs, которые играют роль в гиббереллин сигнал трансдукции. Некоторые из этих генов, представляющих интерес, предназначены для того, чтобы быть переведенной на Гала-яблони через Agrobacterium-опосредованной трансформации.
Крост et al. (2012) также сравнили уровни экспрессии генов столбчатых против нормальный вид яблони с помощью РНК-seq. Они собираются стрелять каллуса не дифференцированных клеток апикальной отрогов колончатый Procats 28 (P28), которая имеет Telamon предка и филиалов нормальной А14-190-93 (A14), изолированных общей РНК и очистил мРНК с последующим мРНК усиления. Мая 2009 года и сентябре 2009 года, были использованы в качестве точек времени для A14 и р28, соответственно. 454, а также Illumina sequencings были выполнены на эти образцы, и читает около 250 000 были получены для каждого 454 библиотеки, а также около 80 млн. читает для каждого Illumina библиотека. Они провели ВЗРЫВ поиски сырья последовательности против всех аннотированной Malus x domestica белки (MDPs) и по сравнению с теми, UniProtKB. Впоследствии, дифференциальным выражением и был определен и экспрессируемых гены были сгруппированы в отдельные категории. Гены категориях, представляющих легкие реакции, митохондриальной транспорта электронов, метаболизм липидов и клеточной стенки, модификации (expansins и xyloglucan endotransglucosylases/гидролаз) были значительно указанных в Колонном разнообразие, в то время как другая группа генов, вовлеченных в клеточной стенки модификации, терпеноидов и триптофана синтеза (прекурсоров IAA биосинтез) были upregulated. Генов, участвующих в синтезе ДНК, РНК, обработки и синтеза белка были указанных, которая коррелирует со снижением темпов роста экономики из цилиндрического растений, в то время как те, кто участвует в транспорте и белка модификации были upregulated. Учитывая фитогормона метаболизм, генов биосинтеза и передачу сигнала IAA и jasmonates были наведены. Наоборот сообщалось генов, связанных с GA биосинтез и передачи сигнала. Эти результаты согласуются с данными, полученными на фитогормона уровнях, описанных в предыдущем разделе. Кроме того, там были намеки клеточного цикла в G2 в колончатый яблоки, в результате которого будет меньшим числом клеток и таким образом объяснить отставание в росте. В целом, результаты-предлагаемые изменения в клеточной стенки и формирования клеточных мембран в результате чего мелкие клетки, которые в сочетании с клеточного цикла бы привести к короткому шпоры вместо длинных ветвей. Функции, связанные с целостность мембран, таких как транспорт, фотосинтез и митохондриальной транспорта электронов и, казалось, изменился, которые считались последствия колончатый роста.
Во втором изучение экспрессии генов, Крост et al. (2013) сузился гены интерес для тех, кто участвует в фитогормона биосинтез, сигнализации и транспорта. В то же время, они расширили объем данных до шести Illumina наборов данных, на общую сумму почти 500 млн. говорится, из трех различных временных точек (Май 2009 г., сентябрь 2009 г. по июль 2010 г.) и подтвердил их данных с результатами микрочипа гибридизуются с РНК четыре даты сбора между апреле и Мае, а также количественной ПЦР в реальном времени осуществляется на РНК изолированы от in vitro культур р28 и А14. Сомнительно, что в условиях in vitro культур представляют подходящую модель для изучения регуляции изменения, связанные с изменением дерево архитектуры, поскольку они не достигают того же возраста и архитектурной сложности, как деревья, так и in vitro-выросли листья, как было показано, не изменили метилирование структуры по сравнению с поля-выросли листья, которые могли бы оказать влияние на экспрессию гена (Li et al. 2002). Однако, поскольку культур in vitro использовались только для подтверждения результатов, которые уже были получены с помощью РНК-seq и микрочипов анализов in vivo материала в настоящем исследовании, они предоставляют возможность протестировать пригодность результатов растений, которые выращиваются в жестко контролируемых условиях. 619 генов установлено значительно дифференцированно регулируется Крост et al. (2013), 16 были обнаружены, участвуют в регуляции всех основных фитогормона групп, как ожидается, для фенотип, затрагивающих различные аспекты роста растений. Интеграция результаты позволяют предположить, что повышение уровня ИАА вместе с высшим basipetal транспорта IAA (из-за регуляция Ауксина Устойчив и Pin-образована 1) несет ответственность за высокий уровень доминированию верхушки и апикальный контроль колончатый яблони. Это преодолевается путем повышенного уровня CKs когда шпоры формируются; однако, они перестают их удлинения росту в начале. Кроме того, сложное взаимодействие между роста, факторов, способствующих ее развитию (IAA, CKs и аполярных Газа) и рост-тормозящих факторов (ОПК и XTHs), которые показали, регуляция в колончатый деревьев в данном исследовании, является ответственным за достижение нормальной высоты растений. Еще 16 генов, показывая постоянного дифференциального регулирования по крайней мере в двух из трех экспрессии генов проведены исследования, были проанализированы с учетом их расположение хромосомных. Пять из них были признаны проживать в хромосоме 10, что означает статистически утвержден обогащения дифференцированно регулируемых генов в Co гена близости. Четыре из них связаны с фитогормональный правил, так Крост et al. (2013) сделал вывод, что в регионе, скорее всего, покрыта селективного развертки из-за влияния Co ген.
Дальнейшее время курс экспрессии генов эксперименты будут необходимы, чтобы подтвердить и расширить наши знания о функции Co продукт гена. Было бы также целесообразно расширить эти анализы в другие ткани и этапов развития, давая исчерпывающую картину физиологического состояния растений.
Заключение
В то время как ряд отдельных генов и сигнальных молекул, регулирующих архитектура предприятия уже были указаны в модели растений, он еще не удавалось создать точную картину весь процесс, поскольку некоторые ключевые игроки по-прежнему остается неуловимым и знаний о взаимодействии отдельных путей является дефицитным. Столбчатые роста привычка apple является естественным мутант, показывающий измененные формы растения и, следовательно, может быть ключом к важным фактором регулирования дерево архитектуры. За последние несколько лет достигнут значительный прогресс в понимании колончатый привычка роста был достигнут. Это обусловлено доминантный аллель Колончатый гена на хромосоме 10, в котором, вероятно, влияет IAA, CK и GA метаболизм и сигнальной трансдукции, ведущие к задержке роста и почти отсутствуют ветвления. Молекулярные маркеры, созданные с помощью apple последовательности генома (Веласко et al. 2010) успешно используются для точной карте Co локус в 18.51-19.09 Мб на хромосоме 10. Так как всесторонний анализ этой области уже ведутся, раскрытия личности Co может быть, поступление которых ожидается в ближайшем будущем. Дополнительные сравнения регулятор роста концентрации в табличном и нормального типа яблони, а в глубине транскриптом анализ будет способствовать раскрытию Co функции и пострадавших сигнальных путей.
