INFLUENCE OF CHANGE IN THE PROPORTION OF H1 HISTONE VARIANTS ON MICROSPOROGENESIS AND DEVELOPMENT OF MALE GAMETOPHYTE IN TRANSGENIC PLANTS OF TOBACCO (NICOTIANA TABACUM L.)

摘要

Kontynuując badania nad mechanizmem działania histonu H1, kluczowego składnika białkowego chromosomów wszystkich organizmów eukariotycznych, analizowano transgeniczne rośliny tytoniu z różnym poziomem wariantów histonu H1. Tytoń posiada sześć wariantów sekwencyjnych histonu H1: dwa duże (H1 A i H1B) stanowiące około 90% wszystkich H1 i cztery małe (H1C, H1D, H1E i H1F) występujące w śladowych ilościach. Badano następujące grupy roślin: K - grupa kontrolna z pełnym składem wariantów histonowych, -AB - z wyłączonymi wariantami A i B, -ABCD - z wyłączonymi wariantami A, B, C i D oraz -CD - z wyłączonymi wariantami C i D. Analiza mikrosporogenezy u tych roślin, wykonana w oparciu o preparaty gniecione w acetoorceinie, ujawniła asynchroniczny przebieg mejozy w roślinach -AB oraz -ABCD, występowanie aberracji chromosomowych i w efekcie powstawanie sterylnych ziaren pyłku (odpowiednio: 84,4% oraz 81,4%). W roślinach -CD procent aberracji i sterylnych ziaren pyłku był zbliżony do poziomu materiału kontrolnego. Obserwacje mikrosporogenezy w mikroskopie elektronowym wykazały występowanie zmian na poziomie ultrastrukturalnym. W przypadku roślin z wyłączonymi wariantami AB oraz ABCD powstające ziarna pyłku były w znacznej części zdegradowane. Najmniej zdegradowanych ziaren pyłku w stosunku do kontroli obserwowano u roślin z wyłączonymi wariantami CD.%As continuation of investigations in to the mechanism of the role of the H1 histone, which is a crucial protein component chromosomes of all eukaryotes, transgenic tobacco plants with different levels of the H1 histone variants were examined. Tobacco has six sequential variants of the H1 histone: two major ones (H1A and H1B), constituting ca. 90% of all H1, and four minor ones (H1C, H1D, H1E and H1F), occurring in very small quantities. The following groups of plants were examined: K — control group with a full set of histone variants; -AB -with the A and B variants removed; -ABCD - with the A, B, C and D variants removed; and -CD - with the C and D variants removed. The analysis of microsporogenesis in those plants, based on preparations squeezed in acetoorcein, revealed the asynchronous course of meiosis in -AB and -ABCD plants, occurrence of chromosomal aberration, and, consequently, the formation of sterile pollen grains (accordingly: 84,4% and 81,4%). In -CD plants, the percentage of aberration and sterile pollen grains was similar to the control material. Electron microscope observations of microsporogenesis showed ultrastructural changes. In -AB and -ABCD plants, a major portion of the pollen grains were degraded. The smallest number of degraded pollen grains, in comparison with the control, was found in the -CD group.