Считается, что генетическая экспертиза может с высокой точностью определить происхождение сорта. Однако, в нашем случае, мы столкнулись с загадкой, которая поставила генетиков в затруднительное положение. История превращается в детектив, который надо распутать. Возможно, не без вашей помощи, коллеги.
В нескольких предыдущих статьях я рассказал – как получил соматический гибрид на кусте винограда. Сам по себе, случай исключительный. Но результаты генетической экспертизы превращают для меня эту историю в головоломку. Для тех, кому не лень могут ознакомиться с прошлыми статьями:
- Маленькая сенсация: впервые получен in vivo соматический гибрид винограда
- Техника получения соматических гибридов плодовых культур в любительской селекции. Сообщение 1
Для остальных даю «краткое содержание предыдущих серий».
В штамб куста Сорта Цитронный Магарача (ЦМ) был привит сорт Рилайнс пинк сидлесс (РПС). Прививка принялась, но через год погибла. Из каллусной мозоли, где была прививка, пошла в рост сначала одна почка – назвал «Метаморфоза». Еще через год – другая – «Парадокс». Оба побега морфологически отличаются листьями, как от ЦМ и РПС, так и между собой. То же самое с ягодами, которые по окраске ближе к РПС, но у Метаморфозы мягкосеменные, у Парадокса – бессемянные. У обоих вкус муската чайной розы. Созревают очень рано. Плоды Парадокса более буро-фиолетовые, у Метаморфозы более розовые.
Можно было предположить, что через каллусную мозоль пробились почки РПС. А новые признаки обусловлены влиянием привоя. Но ведь не в таком же количестве признаков, да ещё морфологических. И тогда, по крайней мере, эти признаки должны быть на двух побегах одинаковые, а не разные.
Поломав голову над этим явлением, я предположил, что в каллусе произошло слияние протопластов. И образовались соматические гибриды. Теоретически, это не исключено. Но достоверно установлено ещё не было. Поэтому решил отправить ткани Метаморфозы на генетическую экспертизу. А для большей достоверности и ткани подвоя ЦМ и привоя РПС. Для надежности материал был собран в двух экземплярах и отправлен в две независимые лаборатории.
Из обеих лабораторий сообщили, что все три образца биологического материала имеют между собой отличия по ДНК-профилям. Это подтверждало мою догадку о соматической гибридизации. Вторая лаборатория провела сравнение с международной базой профилей и установила, что:
1. Профиль подвоя соответствует сорту Цитронный Магарача
2. Профиль привоя соответствует сорту Рилайнс пинк сидлесс
Так и должно быть, здесь всё сходится.
Но полной неожиданностью было, что профиль Метаморфозы соответствует сорту Эйнсет сидлесс, за исключением одного неспецифического аллеля 239, в маркере VrZAG79 который имеется и в профиле Цитронного Магарача. Сорта Эйнсет сидлис у меня на участке никогда не было, а значит пересортицы с привоем случиться не могло. Да и были же подтверждены сортности подвоя (ЦМ) и привоя (РПС).
Надо заметить, что ДНК-профиль это не полное секвенирование генома, а лишь очень малая часть его генов-аллелей, имеющих характерные особенности для данного сорта.
Аллель - различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) родственных хромосом.
Обычно, ДНК-профиль винограда определяют по 6-9 маркерам. Иногда их количество расширяют до 12-ти, если требуются уточнения.
При соматической гибридизации генотип нового организма, обычно, соответствует либо одному из родителей, либо аллели родительских хромосом распределяются по всем хромосомам нового организма.
В комментарии к карте ДНК-профилей, руководитель лаборатории указал, что большинство маркеров родительских нуклеотидов присутствуют в новом гибриде. Исключение составляют два маркера - VVMD25 и VVMD32. Как же получилось, что ДНК-профиль гибрида совпадает с профилем Эйнсет сидлесс? Лаборатория от комментариев отказалась. Понятно, это требует дополнительных экспертиз. Но возможна ли, в принципе, такая ситуация?
Чтобы ответить на этот вопрос, мне пришлось проработать некоторые разделы биологии, просмотреть видеоролики по генетике растений. И пришёл к выводу – да, такое возможно. Дело в том, что при соматической гибридизации, в клетку попадают не половые клетки родителей (гаметы), где одинарный набор хромосом, а ядра с полноценными хромосомами содержащие по две хроматиды. А далее возможно несколько вариантов:
Вариант, когда ядра сливаются и сохраняются все их хромосомы. Тогда получается полиплоидная клетка, с набором хромосом 2n, если слилось два ядра; 3n – слилось три ядра; 4n – 4 ядра; и т.д.
Возможен вариант, и он наблюдается чаще других, когда сохраняется лишь один диплоидный набор хромосом – 2n. Остальные хромосомы разбираются на фрагменты-гены, затем на белки и утилизируются клеткой, либо выводятся прочь. А некоторые так и продолжают "болтаться" в цитоплазме. И в этом случае ретротранспозоны могут вставить в хромосому новый ген-фрагмент из несестринской хромосомы. И таких включений может быть не одно. Наш случай.
Возвращаясь к нашему гибриду, напомним, что у сортов Рилайнс пинк сидлесс и Эйнсет сидлесс много общих предков. Ретротранспозоны могли прихватить из фрагментов-генов те, которые характерны и для Эйнсет и произвести замену аллелей.
Остается вопрос: если новый гибрид соответствует профилю Эйнсет сидлесс, почему у него имеются различия с этим сортом?
Ответить на этот вопрос проще, чем на остальные. При образовании соматического гибрида, из родительских клеток в новую переходят не только ядра, но и митохондрии и пластиды, у которых свои собственные ДНК. И какие бы рекомбинации генов не происходили с ядерными ДНК, митохондриальные и пластидные остаются в клетке навсегда. Их влияние может определять некоторые характерные признаки нового гибрида. Например, в нашем случае, это вкус муската чайной розы. Получился Федот, да не тот. В ядре - Эйнсет сидлесс, а в цитоплазме пластиды и митохондрии РПС и ЦМ.
Несомненно, среди моих читателей найдутся те, кто намного лучше разбирается в генетике. Я буду благодарен всем, кто укажет на ошибки в моих рассуждениях. Или предложит своё толкование явлению.
Теперь, я намерен провести ДНК экспертизу Метаморфозы повторно. А вместе с ней и экспертизу Парадокса. Думаю, сравнение даст возможность сделать более конкретные выводы. Об этом сообщу.
Анонсирую содержание следующей статьи, в которой рассказ об уникальном месте, со своим микроклиматом, на Кольском полуострове. Там в Заполярье растет дикий неукрывной виноград. Наверняка, самый северный в мире. И что получилось, в результате его гибридизации с американским сортом. Подписывайтесь, чтобы не пропустить уникальное сообщение.
Ваш Евгений Родимин
