1.2.3. Расщепление полиплоидов и анеуплоидов

Экспериментально полученные полиплоиды известны у нескольких видов грибов. Легче всего выделяются и наиболее тщательно изучены они у дрожжей-сахаромицетов. Тетрадный анализ расщепления у полиплоидов позволяет, даже когда расщепление наблюдается только по одному гену и анализируются неупорядоченные тетрады, определить сцепление гена с центромером [44, 25а].

У тетраплоида генотипа ААаа ожидается появление трех типов тетрад со следующими генотипическим и фенотипическим расщеплениями: 4A⁺ : OA^-, все споры генотипа Аа; 3А⁺ : 1А^- или 1АА : 2Аа : 1аа; 2А⁺ : 2А^- или 2АА : 2аа. Частота их появления зависит от силы сцепления гена и центромера: для несцепленных генов ожидается 4:4:1, а для тесно сцепленных 2:0:1. По частоте асков с фенотипическим расщеплением 3:1 можно, таким образом, судить об удаленности гена от центромера.

В настоящее время в генетике дрожжей-сахаромицетов широко при-меняется так называемый трисомный анализ, позволяющий довольно легко относить ген к определенной группе сцепления. Основан этот метод на том, что в диплоиде-трисомике (большинство хромосом в двух, одна или несколько в трех копиях) по всем генам выявляется расщепление 2:2, кроме тех, которые находятся в хромосоме, присутствующей в трех копиях. В последнем случае при генотипе ААа будут наблюдаться тетрады с расщеплением 4:0, 3:1, 2:2. Такой характер расщепления по картируемому гену сразу позволяет отнести его к хромосоме в трисомном состоянии.

Различные необходимые для проведения анализа гаплоиды-дисомики могут быть выделены в потомстве триплоидов. Последние получают, скрещивая генетически маркированные диплоидный и гаплоидный штаммы. Триплоидные гибриды отличаются низкой жизнеспособностью аскоспор, но среди культур, полученных от проросших аскоспор, могут быть найдены различные гаплоиды-дисомики (большинство хромосом в гаплоидном состоянии, 1-5 - в двух копиях). Их скрещивание с нормальными гаплоидами дает диплоиды-трисомики, в потомстве которых и анализируют расщепление. Известны несколько вариантов трисомного анализа.

Если удается выделить гаплоидный штамм, в котором хромосома с картируемой мутацией находится в двух копиях, то этот дисомик скрещивают с тестерами, несущими маркеры всех хромосом. Мутация будет локализована в той хромосоме, маркер которой покажет расщепление, отличающееся от 2:2.

Другой обычно применяемый вариант метода состоит в том, что выделяют гаплоид с картируемой мутацией и стандартными маркерами (это наиболее сложный этап в описываемом методе). Затем такой гаплоид скрещивают с несколькими дисомиками из потомства триплоидов. В потомстве этих гибридов маркеры в конфигурации +/- дадут расщепление 2 + : 2-, в конфигурации +/+/- 4+ : 0-, 3+ : 1-, 2+ : 2-. Одновременное наблюдение таких расщеплений по картируемой мутации и какому-либо стандартному маркеру позволяет отнести их к одной группе сцепления. Различный характер расщепления мутации и маркера исключает кар-тируемую мутацию из той хромосомы, которая несет данный маркер [32].

Был предложен также "супертриплоидный метод", не требующий введе-ния картируемой мутации в геном множественно маркированного штамма [54]. В его основе - получение одного триплоида, несущего в гетерози-готном состоянии маркеры всех 17 хромосом дрожжевого набора (в конфигурации +/+/-). Гаплоид с картируемой мутацией скрещивается со случайной выборкой дисомиков, выделенных из спор "супертриплоида". В потомстве полученных диплоидов-трисомиков анализируют расщепления, что в конце концов позволяет связать картируемую мутацию с определенной хромосомой или исключить ее из тех хромосом, по маркерам которых было учтено расщепление.

В заключение отметим, что тетрадный анализ был впервые выполнен на водоросли Chlamydomonas немецким альгологом А. Пашером, который правильно понял значение этого анализа для генетики, в частности для доказательства законов Менделя [35, 40]. В дальнейшем этот анализ применялся для грибов, хотя подробные генетические карты хромосом одноклеточной зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardii также построены с его помощью (см. ниже).