Внутритетрадное спаривание: 60 лет спустя

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье описана история открытия и изучения внутритетрадного спаривания как особой формы близкородственных скрещиваний у грибов. Представлены результаты изучения распространенности и генетических особенностей этого явления у фитопатогенного базидиомицета Microbotryum violaceum и дрожжей (Saccharomyces sp., Saccharomycodes ludwigii). Рассмотрены эволюционно-генетические последствия внутритетрадного спаривания.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. А. Захаров

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: iaz34@mail.ru
Россия, 119991, Москва

Список литературы

  1. Захаров И.А. Генетические последствия внутритетрадного спаривания аскоспор у дрожжей // Вестник Ленинградского ун-та. 1965. № 9. С. 98–105.
  2. Захаров И.А. Гомозиготизация при внутритетрадном и внутриоктадном оплодотворении у грибов // Генетика. 1968. Т. 4. С. 98–105.
  3. Oudemans P.V., Alexander H.M., Antonovics J. et al. The distribution of mating-type bias in natural population of the anther-smut Ustilago violacea on Silene alba in Virginia // Mycologia. 1998. V. 90. P. 372–381.
  4. Antonovics J., O’Keefe K., Hood M.E. Theoretical population genetics of mating-type linked haplo-lethal alleles // Int. J. Plant Sci. 1998. V. 159. P. 192–198.
  5. Захаров И.А. Внутритетрадное спаривание и его генетико-эволюционные последствия // Генетика. 2005. Т. 41. С. 508–519.
  6. Emerson E. Meiotic recombination in fungi with special reference to tetrad analysis // Methodology in Basic Genetics. San Francisco: Holden-Day. 1963. P. 167.
  7. Захаров И.А., Мацелюх Б.П. Генетические карты микроорганизмов. Киев: Наук. Думка, 1986. 250 с.
  8. Захаров И.А. Некоторые закономерности расположения генов в хромосомах эукариот // Генетика. 1986. Т. 22. С. 2620–2624.
  9. Hood M.E., Antonovics J. Two-celled promycelia and mating type segregation in Ustilago violacea (= Microbotryum violaceum) // Int. J. Plant Sci. 1998. V. 159. P. 199–205.
  10. Giraud T., Jonot O., Shykoff J.A. Selfing propensity under choice conditions in a parasitic fungus, Microbotryum violaceum, and parameters influencing infection success in artificial inoculations // Int. J. Plant Sci. 2005. V. 166. P. 649–657.
  11. Thomas A., Shykoff J., Jonot O., Giraud T. Sex-ratio bias in populations of the phytopathogenic fungus Microbotryum violaceum from several host species // Int. J. Plant Sci. 2003. V. 164. P. 641–647.
  12. Hood M.E., Antonovics J. Intratetrad mating, heterozygosity, and the maintenance of deleterious alleles in Microbobotryum violaceum (= Ustilago violacea) // Heredity. 2000. V. 85. P. 231–241.
  13. Hood M.E., Antonovics J. Mating within the meiotic tetrad and the maintenance of genomic heterozygosity // Genetics. 2004. V. 166. P. 1751–1759.
  14. Antonovics J., Abrams J.Y. Intratetrad mating and the evolution of linkage relationships // Evolution. 2004. V. 58. P. 702–709.
  15. Hood M.E. Dimorphic mating-type chromosomes in the fungus Microbotryum violaceum // Genetics. 2002. V. 160. P. 457–461.
  16. Hood M.E., Petit E., Giraud T. Extensive divergence between mating-type chromosomes of the anther-smut fungus // Genetics. 2013. V. 193. P. 309–315. https://doi.org/10.1534/genetics.112.146266
  17. Захаров И.А., Юрченко Л.В., Яровой Б.Ф. Цитодукция – автономный перенос цитоплазматических наследственных факторов при спаривании клеток дрожжей // Генетика. 1969. Т. 5. С. 136–141.
  18. Guillermon M.A. Recherches sur la germination des spores et la conjugaison chez les levures // Rev. Genet. Bot. 1905. V. 509. P. 337–376.
  19. Murphy H.A., Zeyl C.W. Yeast sex: Surprisingly high rates of outcrossing between asci // PLoS One. 2010. V. 5(5). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0010461
  20. McClure A.W., Jacobs K.C., Zyla T.R. et al. Mating in wild yeast: Delayed interest in sex after spore germination // Mol. Biol. Cell. 2018. V. 29. P. 3119–3127. https://doi.org/10.1091/mbc.E18-08-0528
  21. James A.P. The spectrum of severity of mutant effects. Haploid effects in yeast // Genetics. 1959. V. 44. P. 1309–1324.
  22. Инге-Вечтомов С.Г. Новые генетические линии дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Вестн. Ленингр. ун-та. 1963. № 21. С. 117.
  23. Taxis C., Keller P., Kavagiou Z. et al. Spore number control and breeding in Saccharomyces cerevisiae: А key role for a self-organizing system // J. Cell Biol. 2005. V. 171. P. 627–640. https://doi.org/10.1083/jcb.200507168
  24. Johnson L.J., Koufopanou V., Goddard M.R. et al. Population genetics of the wild yeast Saccharomyces paradoxus // Genetics. 2004. V . 166. C. 43–52. https://doi.org/10.1534/genetics.166.1.43
  25. Tsai I.J., Bensasson D., Burt A. et al. Population genomics of the wild yeast Saccharomyces paradoxus: Quantifying the life cycle // Proc. Natl Ac. Sci. 2008. V. 105. P. 4957–4962. https://doi.org/10.1073pnas.0707314105
  26. Ezov T.K., Chang S.-L., Frenkel Z. et al. Heterothallism in Saccharomyces cerevisiae isolates from nature: effect of HO locus on the mode of reproduction // Mol. Ecol. 2010. V. 19. P. 121–131. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2009.04436.x
  27. Miller E.L., Greig D. Spore germination determines yeast inbreeding according to fitness in the local environment // Am. Nat. 2015. V. 185. P. 291–301. https://doi.org/10.5061/dryad.r0g9m
  28. Nishant K.T., Wei W., Mancera E. et al. The baker’s yeast diploid genome is remarkably stable in vegetative growth and meiosis // PLoS Genet. 2010. V. 6(9). https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1001109
  29. Reuter M., Bell G., Greig D. Increased outbreeding in yeast in response to dispersal by an insect vector // Curr. Biol. 2007. V. 17. P. R81–R83. https://doi.org/10.1016/j.cub.2006.11.059
  30. Papaioannou I.A., Dutreux F., Peltie F.A. et al. Sex without crossing over in the yeast Saccharomycodes ludwigii // Genome Biology. 2021. V. 22. P. 303. https://doi.org/10.1186/s13059-021-02521-w
  31. Miyakawa I., Nakahara A., Ito K. Morphology of mitochondrial nucleoids, mitochondria, and nuclei during meiosis and sporulation of the yeast Saccharomycodes ludwigii // J. Gen. Appl. Microbiol. 2012. V. 58. P. 43–51.
  32. Miyakawa I., Matsuo E., Yagi R. et al. Isolation of interspore bridges from the budding yeast Saccharomycodes ludwigii // Cytologia. 2020. V. 85. P. 307–312. https://doi.org/10.1508/cytologia.85.307
  33. Jay P., Tezenas E., Veber A. et al. Sheltering of deleterious mutations explains the stepwise extension of recombination suppression on sex chromosomes and other supergenes // PLoS Biol. 2022. V. 20(7). https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001698
  34. Захаров И.А. Сохранение гетерозиготности по леталям в популяциях при внутритетрадном спаривании // Экол. генетика. 2009. Т. 7. С. 60–63. https://doi.org/10.17816/ecogen7460-63
  35. Johnson L.J., Antonovics J., Hood M.E. The evolution of intratetrad mating rates // Evolution. 2005. V. 59. P. 2525–2532.
  36. Zakharov I.A. Intratetrad mating as the driving force behind the formation of sex chromosomes in fungi // Trends in Genet. and Evol. 2023. V. 6. https://doi.org/10.24294/tge.v6i1.25221

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 0

Скачать (28KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Схема жизненного цикла гетероталличных дрожжей Saccharomyces. D – диплоидная клетка, A – аск с тетрадой гаплоидных спор, H – гаплоидные клетки; 1 – слияние гаплоидных клеток разного типа спаривания (а и α); 2 – внутритетрадное спаривание – слияние спор одного аска; 3 – цитодукция – слияние гаплоидных клеток с образованием гаплоидной зиготы со смешанной цитоплазмой (см. [17]).

Скачать (126KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Ожидаемое изменение доли гетерозигот по летали в ряду поколений при внутритетрадном спаривании и сцеплении летали с локусом типа спаривания (по: [34]). По оси абсцисс – поколения, по оси ординат – доля гетерозигот. а – (k – 2a) > (k – s), при k : a : s = 12 : 1 : 3; б – (k – 2a) < (k – s), при k : a : s = 12 : 1 : 1.

Скачать (343KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025