Онтогенетические функции R-генов растений. Дупликация и кластеризация R-генов и расположение их на хромосомах

Общепринятыми обозначениями являются R для доминантной аллели гена устойчивости растения и Avr для доминантной аллели авирулентности фитопатогенного организма, а соответствующие белковые продукты генов обозначают как R и Avr.
Гены авирулентности патогена — Avr-гены. Для выявления специализированного ответа растений требуется идентификация не только растительных R-генов, но и генов авирулентности паразита, контролирующих синтез расоспецифического элиситора.

LRR – содержит большое число повторяющихся последовательностей с высоким содержанием лейцина
NBS – область, обеспечивающая связывание с нуклеотидами
CC – супер-скрученная область, состоящая из α-спиралей с повторяющимися последовательностями в N-терминальном участке

Типы расположения генов устойчивости:
Одиночное диаллельное
Одиночное мультиаллельное
Сцепленное

У льна обнаружено около 30 кодоминантных генов устойчивости к расам ржавчины, расположенных в 5 локусах: в локусе L картировано 13 аллельных генов, в сложном локусе M – 7 тесно сцепленных генов, в локусе P – 5, в локусе N – 3, в локусе K – один ген.
На коротком плече хромосомы V ячменя находится изофенический блок из пяти локусов, определяющих устойчивость к мучнистой росе; в одном из локусов – Mla – картировано более 30 кодоминантных аллелей

Возможные пути образования новых сочетаний и новых вариантов генов устойчивости растений. а –Точечные мутации (1) и вставка и неточное удаление транспозонов (2). Результирующий ген может иметь специфику распознавания родительского типа или измененную.

б –Дупликация единственной копии гена посредством неэквивалентного кроссинговера.
в – Пересортировка генов устойчивости в результате межгенного кроссинговера.

г – Пересортировка генов устойчивости и образование новых специфик распознавания в результате внутригенного кроссинговера.
д – Пересортировка генов устойчивости, изменение числа генов в сложном локусе и образование новых специфик распознавания в результате внутригенного неэквивалентного кроссинговера.