ИСТИНА

Томат – одна из наиболее экономических значимых сельскохозяйственных культур в мире. Наиболее важные хозяйственно-ценные признаки томата (размер плодов, сроки созревания и вкусовые качества) зависят от работы ферментов, контролирующих метаболизм углеводов в нефотосинтезирующих органах. В настоящей работе определены полноразмерные последовательности комплекса ключевых генов углеводного обмена: кислой апопластической инвертазы LIN7, вакуолярной инвертазы TAI, сахарозосинтазы SUS2 и альфа-глюкан фосфорилазы STP23 у диких и культивируемых видов томатов (Solanum section Lycopersicon). Идентифицировано 48 новых генов-гомологов. Оценена экзон-инронная структура генов LIN7, TAI, SUS2 и STP23. В последовательностях всех анализируемых генов выявлен высокий уровень полиморзизма, найдены как единичные нуклеотидные замены, так и инсерции и делеции, что указывает на сильную межвидовую дивергенцию тестированных видов томатов. Кодирующие последовательности генов были транслированы и проведен анализ аминокислотной варибельности белков LIN7, TAI, SUS2 и STP23. Методами биоинформатического моделирования были предложены модели третичных структур белков LIN7, TAI, SUS2 и STP23 у представителей секции Lycopersicon. Впервые определены экспрессионные паттерны генов LIN7, TAI, SUS2 и STP23 у диких и культивируемых видов томатов. Показаны органоспецифичность экспрессии и межвидовые различия в экспрессионных паттернах у зеленоплодных и красноплодных видов. Низкокопийные ядерные гены представляют большой интерес для геносистематики. На сегодняшний день нет четких критериев установления межвидовых связей у представителей секции Lycopersicon рода Solanum. Поэтому отдельное внимание было обращено на оценку возможности использования генов-гомологов LIN7, TAI, SUS2 и STP23 для установления филогении представителей секции Lycopersicon рода Solanum. Для установления межвидовых филогенетических взаимосвязей использовались как полноразмерные последовательности новых генов-гомологов, так последовательности кДНК и белков. Показано, что наиболее высокие коэффиценты бутстреп-поддержки имеют дендрограммы, основанные на полных нуклеотидных последовательностях. На полученных дендрограммах, четко выделяются группы красноплодных и более древних зеленоплодных видов томатов, самоопыляемых и перекресноопыляемых видов. В целом, полученные данные соответствуют ранее известным, полученным на основе моно-и мультилокусных маркеров, а также результатам полногеномного секвенирования видов томатов. Характеристика нуклеотидной, аминокислотной и функциональной вариабельности генов углеводного метаболизма плодов томатов у различных представителей секции Lycopersicon имеет как прикладное так и фундаментальное значение, так как данная группа генов не только определяет качественные характеристики плодов томатов, но и является хорошим инструментом для установления и уточнения филогении внутри рода Solanum.