Том 14, № 1

Для решения задач по созданию специальных коллекций растений в целях интродукции, сохранения биоразнообразия и обогащения растительного мира, а также осуществления научной, учебной и просветительской деятельности, по всему миру создаются ботанические сады и дендрарии, которые, кроме того, помогают в борьбе с изменением климата. В нашем проекте впервые предлагается создание специализированного нектароносного дендрария, получившего название нектароносного ландшафтного участка непрерывного цветения или нектарного леса, который кроме вышеперечисленных функций обычных дендрариев будет нести также хозяйственную ценность в виде создания универсальной кормовой базы для эффективного пчеловодства в нашем регионе. Первый нектарный лес площадью около 18 га будет создан на юге Нуримановского района Республики Башкортостан рядом с д. Кызыл-Баржау. Планируется посадка нектарного леса, который на 50% будет состоять из разных видов и форм лип, на 20% из видов ивы и клена, а доля всех остальных медоносных древесных растений составит 30%. Общее число таксонов рода Tilia L. (липа) составит 24, также планируется использовать не менее 6 видов клена и 12 видов и форм ивы. Общее число задействованных древесных таксонов составит не менее 100. Общая продолжительность цветения медоносов на ландшафтном нектароносном участке непрерывного цветения с участием всей совокупности планируемых таксонов составит не менее 193 дней (с 13 апреля по 24 октября), что позволит охватить весь пчеловодческий сезон в выбранном регионе. Организация нектарного леса с большим видовым разнообразием позволит повысить количество получаемого меда с единицы площади как минимум на 114% больше по сравнению с насаждениями липы мелколистной. Увеличение разнообразия кормовой базы и ее доступность в течение всего сезона будет способствовать повышению здоровья и стрессоустойчивости пчелосемей и увеличению расплода. Кроме производства меда нектарный лес будет выполнять и традиционные функции дендрариев: научные, образовательные, природоохранные, эстетические, рекреационные. Так как закладка нового дендрария предполагает выращивание молодого леса, который наиболее эффективно усваивает углекислый газ, нектарный лес может быть использован в качестве одной из площадок Евразийского карбонового полигона, планируемого в Республике Башкортостан.
Замены одиночных нуклеотидов (SNP) составляют наибольшую долю полиморфизма ДНК практически любых организмов, включая человека, и оказывают заметное влияние на их жизненный статус. Детекция уже известных полиморфных нуклеотидов (SNP-типирование) приобретает важное значение, чем объясняется чрезвычайно большое разнообразие существующих методов анализа SNP. Одним из наиболее широко применяемых подходов является аллель-специфичная ПЦР (АС-ПЦР) с праймерами, характеризующимися различиями в строении и обусловленной этим способностью дискриминировать полиморфные нуклеотиды в ДНК. АС-ПЦР реализована во множестве вариантов (около полусотни), кратко рассмотренных в данном обзоре.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) является основным и широко применяемым способом амплификации нуклеиновых кислот in vitro. Предложенная почти 40 лет назад, ПЦР получила с тех пор значительное развитие; были предложены не только различные варианты проведения этой реакции, но и существенные модификации метода. Однако несмотря на имеющиеся достижения, совершенствование ПЦР, обусловленное необходимостью решения новых сложных задач, продолжается до сих пор. Одним из способов повышения специфичности и чувствительности ПЦР является добавление в реакционные смеси низкомолекулярных соединений - так называемых ПЦР-энхансеров, среди которых наиболее популярным является диметилсульфоксид (ДМСО). В данной работе нами впервые описывается возможность использования в качестве ПЦР-энхансера дейтерированной (тяжелой) воды - D2O. На примере GC-богатых нуклеотидных последовательностей гена 28S рРНК богомола обыкновенного показано, что наибольший эффект данный агент оказывает при его содержании более 50% от объема ПЦР-смеси и при амплификации относительно протяженных GC-богатых нуклеотидных последовательностей.
Для выявления полиморфизма ДНК у собак и их диких сородичей применен довольно простой способ в виде виртуальной амплификации неких случайных участков генома с помощью мультиплексного RAPD-анализа с праймерами с произвольными нуклеотидными последовательностями, не требующий предварительного знания последовательностей азотистых оснований детектируемых фрагментов ДНК. При этом информация о полных геномах исследуемых видов прогнозировать ожидаемые результаты, что дает возможность до проведения «мокрых» экспериментов произвести отбраковку неподходящих праймеров. Проведенный in silico мультиплексный RAPD-анализ с 12 декамерными праймерами, последовательности которых исключают образование в ПЦР гомо- и гетеродимеров показал как геномное сходство, так и отличия между разными видами псовых. Если удалять из конечных результатов такой виртуальной амплификации общие для всех исследуемых образцов собак ампликоны, оставляя только значимые, выступающие фактически индивидуализирующими, то потенциально можно ДНК-паспортизировать каждую особь с вероятностью случайного совпадения их геномных штрихкодов в среднем одно событие на квадриллион.
Хотя материал данной статьи больше похож на научную фантастику, создание в недалеком будущем с помощью генной инженерии «говорящих» собак исключать нельзя. Ключевой мишенью может стать транскрипционный фактор FOXP2, отвечающий у человека за коммуникационные способности и членораздельную речь. Данный белок очень консервативен и отличается у разных организмов единичными заменами аминокислот. FOXP2 человека и его ближайшего родственника шимпанзе отличаются двумя аминокислотами, а человека и собаки - только одной (p.N303T), вызываемой заменой лишь одного нуклеотида, что может быть исправлено с помощью технологии геномного редактирования CRISPR/Cas. Попытки создания говорящих собак могут внести существенный вклад в развитие исследований, посвященных изучению эффектов, вызываемых нормальным и дефектным генами FOXP2 человека. В этом случае собаки могут послужить более подходящим модельным объектом для такого рода исследований. Наибольший интерес в плане придания способности собакам говорить представляют породы собак-компаньонов, а также декоративные породы ввиду их большей востребованности и соответственно коммерческой привлекательности. При этом лай собак, который практически не используют их предки – волки, можно считать некой самостоятельной попыткой собак при одомашнивании установить коммуникацию с человеком. Несомненно, что появление говорящих собак должно повлечь за собой разработку новых биоэтических принципов.
В качестве подтверждения огромного разнообразия содержания ДНК в ядрах растительных клеток приведены граничные значения минимальных и максимальных показателей таких параметров, как число хромосом, варьирующее у растений на гаплоидный геном от двух хромосом до 480 (или даже до 720) хромосом, а также «весовые» размеры геномов в пикограммах в виде 1C-value с диапазоном от 0,065 до 152,23 пг на гаплоидный набор хромосом. Отмечена важность знаний количества ДНК и числа хромосом для выполнения проектов по секвенированию полных еще неизвестных геномов растений. Приведены также примеры секвенированных полных геномов растений резко отличающихся размеров (менее 100 млн.п.н. и свыше 30 млрд.п.н.). Уделено внимание необходимости придания столетнему термину «геном» нового смысла, согласно которого под ним должно пониматься уже все количество ДНК во всех хромосомах, независимо от плоидности, а не гаплоидный набор, как прежде, поскольку только совокупность всей ДНК (всех аллелей, как гомологичных, так и гомеологичных хромосом) определяет жизненный статус растения, да и любого другого эукариотического организма. Обращено внимание на то, что в понятие «полного генома» вкладываются различные уровни их завершенности от контигов и прочих черновых квазигаплоидных геномов до так называемых T2T геномов, представляющих собой установленные нуклеотидные последовательности по-хромосомно «от теломеры до теломеры». Наиболее полную информацию об организме может дать диплоидный геном, при определении которого производится так называемая фазированная сборка по гаплотипам. При этом для растений, и особенно для сортов культурных растений, эталонным геномом должен служить пангеном, несущий в себе максимальную информацию о различиях нуклеотидных последовательностей, характерных для исследуемого образца. Использование в селекции данных по пангеномам растений ознаменует собой переход на новый уровень подобных работ. Возможно в будущем, когда начнется массовое секвенирование действительно полных диплоидных геномов в формате T2T, для них потребуется новый термин, каким мог бы стать «дигеном» или коротко «дином».

Обратный звонок
Представьтесь, мы вам перезвоним.
Ваша заявка успешно отправлена!
Необходимо принять условия соглашения
Вы заполнили не все обязательные поля
Произошла ошибка, попробуйте ещё раз