1.5. Заключение

В результате комбинации мейотического и митотического анализов для таких грибов, как Aspergillus nidulans, Neurospora crassa, Saccharomyces cerevisiae и Schizosaccharomyces pombe, удалось построить детальные карты (табл. 1.11; см. также часть II настоящей книги), причем их составление потребовало около 40 лет работы нескольких коллективов исследователей. Карты других грибов менее детальны. К приведенным в настоящем издании можно было бы также добавить карты аскомицетов Glomerella cingulata [52] и Venturia inaequalis [91 и миксомицета Dictyostelium discoideum [33], построенные при изучении мейотической рекомбинации, а также карты несовершенных грибов, имеющих важное экономическое значение, в частности, продуцентов пенициллина (Penicillium chrysogenum [7]), афлотоксина (Aspergillus flavus [34]) и лимонной кислоты (Asp. niger [26]), фитопатогена (Penicillium expansum [17, 18]). Все они - результат митотического анализа.

Таблица 1.11. Основные итоги генетического картирования грибов

^* (Длина указана для наиболее изученных организмов.)

Для ряда других грибов построены еще менее детальные карты, так как для них получены более отрывочные данные.

Свой вклад в генетическое изучение грибов внесли советские исследователи И. И. Толсторуков и Б. Д. Ефремов [6], которые построили карты для дрожжей Pichia pinus.

Важнейшим объектом генетики и молекулярной биологии стали дрожжи-сахаромицеты. Соответственно особенно интенсивно ведется работа по картированию генов именно этого организма. Накопленный опыт может быть полезен и в работе с другими грибами. Охарактеризуем поэтому стратегии генетического картирования, успешно зарекомендовавшие себя в исследованиях, проведенных на сахаромицетах [32].

Первая стратегия. Штамм, несущий картируемую мутацию, скрещивается со штаммом, в генотипе которого - маркер, например trp1, тесно сцепленный с центромером. Если картируемый ген при анализе потомства от такого скрещивания показывает частоту расщепления при II делении менее 2/3 (сцепление с центромером), то обладающий им штамм скрещивается с набором тестеров, несущих маркеры, сцепленные с центромерами всех известных хромосом. В расщеплении картируемый ген должен показать сцепление с одним из этих маркеров, т. е. будет картирован в известной хромосоме. Если же нет, то этот ген относится к новой, ранее неидентифицированной хромосоме (XVIII).

Если картируемый ген не показал сцепления с центромером, то его принадлежность к хромосоме определяют другим способом - либо трисомным анализом, либо одним из методов, основанных на потере хромосом. Когда хромосома, к которой принадлежит картируемый ген, определена, с помощью митотического кроссинговера определяют плечо, в котором расположен ген. Наконец, его точная локализация определяется путем тетрадного анализа гибрида, несущего соответствующие маркеры.

Вторая стратегия. Создан набор из девяти штаммов-тестеров, несущих в сумме 66 маркеров, разбросанных по всему геному на расстоянии примерно в 50 сМ друг от друга. Штамм, содержащий картируемую мутацию, скрещивают с этими девятью тестерами и при тетрадном анализе полученных гибридов выявляют сцепление с одним или двумя из имеющихся маркеров. Гены, не показавшие сцепления, очевидно, относятся к немаркированным интервалам.

В заключение приведем размерность генетических единиц картирования. Как указывалось выше, наиболее принята единица сМ, соответствующая 1 % наблюдаемой рекомбинации. Успехи генетической инженерии дрожжей позволили точно определить физическое расстояние между сцепленными генами, которое ранее было измерено генетически. Оказалось, что в районе III хромосомы LEU2 - CDC 10 на 1 сМ приходится 3 тыс. пар нуклеотидов (тпн), в более протяженном отрезке той же хромосомы HML - МАТ - 2,7, в области HIS4 - 2,0, в районе 11 хромосомы CDC28 - TYR1 - 1,75 тпн. Таким образом, можно считать, что у дрожжей-сахаромицетов 1 сМ соответствует 2-3 тпн [32].