Expression of uidA gene in tobacco transplastomic plants under the control of 5'-untranslated region of genomic RNA of potato virus Y (original) (raw)
Related papers
Faktori eksperimentalʹnoï evolûcìï organìzmìv, 2018
The aim of our work was to obtain transgenic potato plants of Ukrainian varieties with the expression of a doublestranded RNA suppressor of proline dehydrogenase gene. We propose the decrease of proline degradation level and increase of overall proline concentration in obtained transgenic plants. Methods. The Agrobasterium tumefaciensmediated method of genetic transformation to obtain transgenic plants of potato was used. Internodes of aseptic potato plants were transformed with a binary vector pBi2E containing an inverted repeats of two copies of proline dehydrogenase gene's first exon and the gene of neomycin phosphotransferase II (nptII). Results. As a result of experiments kanamycin resistant transgenic potato lines of Deseiree, Belarusian 12 and Slavianka varieties were obtained. The transgenic nature of the obtained plants was confirmed by PCR with primers specific to the first exon of proline dehydrogenase and to nptII genes. Conclusions. The optimized conditions of genetic transformation and used agrobacterial strain allow to obtain the transgenic plants of a model potato variety Désirée, as well as varieties Belorussian 12 and Slovyanka which are of practical interest for cultivation in Ukraine.
Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Biologiya
Морфофизиологические и биохимические характеристики растений картофеля, экспрессирующих ген SUC2 инвертазы Saccharomyces cerevisiae, при выращивании in vitro Исследовано влияние экспрессии целевого гена suc2, кодирующего внеклеточную инвертазу дрожжей Saccharomyces cerevisiae (апопластный вариант локализации фермента), на морфофизиологические и биохимические показатели трансформированных растений картофеля в процессе их роста и развития в условиях in vitro. По сравнению с контрольными (нетрансформированными) растениями картофеля (Solanum tuberosum L., cv. Désirée) трансформанты в период выращивания на среде Мурасиге и Скуга, содержавшей 2% сахарозы, более активно поглощали из питательной среды осмотически активные соединения (главным образом, сахарозу). Хроматографический анализ показал преобладание в листьях исследуемых растений метаболически активных форм сахаров: глюкозы и фруктозы, а также сахарозы. Повышенная активность кислой инвертазы у трансформантов, по сравнению с контролем, способствовала бóльшему накоплению сахаров в апопласте (фруктозы), листьях (глюкозы, сахарозы) и особенно в корнях (глюкозы). Установлен ростингибирующий эффект сахаров-трансформанты обладали пониженными ростовыми и весовыми параметрами (длина побега, число междоузлий, свежая масса корней и листьев) и большей обводненностью тканей. Морфометрические и физиолого-биохимические различия между линиями обсуждаются с позиции физиологической роли сахаров и апопластной инвертазы в процессах роста и развития растений. Ключевые слова: Saccharomyces cerevisiae; Solanum tuberosum L.; апопласт; ген suc2; инвертаза; культура in vitro; осмотический потенциал; сахара. Введение Картофель (Solanum tuberosum subsp. tuberosum) является важнейшей пищевой и технической культурой не только в нашей стране, но и во всем мире. В настоящее время его выращивают более чем в 100 странах мира, однако примерно 40% мирового производства сосредоточено в Индии, Китае и Российской Федерации. В процессе вегетации картофель способен накапливать вирусную инфекцию, резко снижающую урожайность клубней.
Biotehnologiâ i selekciâ rastenij, 2022
Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия Актуальность. Вредные организмы, поражающие растения картофеля, наносят большой экономический ущерб во всех зонах, где выращивают эту культуру. Одним из наиболее экономически значимых патогенов является возбудитель фитофтороза картофеля (Phytophthora infestans Mont. (de Bary)). Также существенные потери урожая вызывают Y вирус картофеля (PVY) и золотистая картофельная нематода (ЗКН) единственного распространенного в РФ патотипа Ro1. Материалы и методы. В фитопатологических опытах и молекулярно-генетических исследованиях изучали клоны оригинальных межвидовых гибридов, полученных в 11-ти комбинациях скрещиваний, 7 из которых изучены впервые. Гибриды получены с участием образцов диких мексиканских и южноамериканских видов-источников устойчивости к фитофторозу и PVY. Оценку полевой устойчивости к фитофторозу проводили в условиях повышенного инфекционного фона в течение трех лет, часть материала проходила оценку в лабораторных опытах. В ПЦР тестах использовали 9 ДНК-маркеров генов устойчивости к Ph. infestans, PVY и ЗКН (патотип Ro1), которые применяли в наших предыдущих исследованиях. Результаты. В полевом изучении гибридные клоны в большинстве проявляли высокую, часть из них-умеренную устойчивость к фитофторозу. У большинства клонов из комбинаций скрещиваний, изученных впервые, выявлено не менее двух, у части из них до четырех маркеров генов устойчивости к Ph. infestans. У ряда гибридных генотипов также выявлены маркеры генов устойчивости к PVY и ЗКН. Отобраны клоны с маркерами нескольких генов устойчивости к PVY. Заключение. В небольшой, но разнообразной по происхождению выборке межвидовых гибридов детектированы маркеры генов устойчивости ко всем трем вредным организмам. У части клонов, полученных с участием выделенных нами источников устойчивости к Ph. infestans и PVY, идентифицированы маркеры двух и более генов устойчивости к этим патогенам. Оригинальные межвидовые гибриды с определенными в данном изучении уровнями устойчивости к фитофторозу, типом цитоплазмы и маркерами генов устойчивости могут быть использованы в дальнейших возвратных скрещиваниях с сортами картофеля. Ключевые слова: картофель, межвидовые гибриды, ДНК-маркеры, устойчивость, фитофтороз, Y вирус картофеля, золотистая картофельная нематода Благодарности: Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 16-16-04125 и государственного задания согласно тематическому плану ВИР по теме № 0481-2022-0004 «Совершенствование подходов и методов ex situ сохранения идентифицированного генофонда вегетативно размножаемых культур и их диких родичей, разработка технологий их эффективного использования в селекции» (номер государственной регистрации ЕГИСУ НИОКР АААА-А16-116040710361-8). Авторы выражают благодарность внс «Лаборатории устойчивости растений к болезням» А.В. Хютти (ВИЗР) за предоставление культуры Ph. infestans.
Biopolymers and Cell, 1994
Растения картофеля сортов Луговской и Дезирее трансформированы конструкциями, содероюащими мутантный ген ацетолактатсинтазы A. thaliana под контролем мощного конститутивного промотора, в результате кокультивирования различных экспланта тов с Agrobaclerium tumefaciens. С использованием методов Саузерн-и нозерн-блоттинг-гибридизаций показана интеграция гена в состав геномной ДНК и его экспрес сия на уровне транскрипции. Введение. Несколько различных классов гербицидов, таких как сульфонилмочевина [1], имидазолиноны [2] и триазолопиримидины [3], ингибируют фермент ацетолактатсинтазу (AHAS; ALS; ES 4.1.3.18), который является ключевым в биосинтезе аминокислот валина, лейци на и изолейцина. Подобное ингибирование, как правило, приводит к гибели растений. В последнее время получен ряд растений, устойчивых к сульфонилмочевине [4, 5] и имидазолинонам [6-8]. В большинстве проанали зированных случаев устойчивость их была связана с синтезом изменен ной формы ALS, являющейся менее чувствительной к ингибированию гербицидами [9]. Вскоре были клонированы гены ALS растений, ус тойчивых к гербицидам. Ли и сотр. клонировали гены двух мутантных линий табака, устойчивых к сульфонилмочевине и имидазолинонам [10]. В первом случае устойчивость была вызвана одной точечной за меной в нуклеотидной последовательности гена. Во втором-двумя. Хогн и сотр. изолировали ген, кодирующий ацетолактатсинтазу мутантного растения A. thaliana, и ввели его в табак, выделив устойчивые к гербициду трансгенные линии табака [11]. Введение подобных мутантных генов в ценные сельскохозяйствен ные культуры является одним из подходов к получению устойчивых к гербицидам растений, что имеет как важное научное значение, так и большую коммерческую ценность. Цель настоящей работы состояла в получении трансгенных расте ний картофеля, экспрессирующих мутантный ген ацетолактатсинтазы A. thaliana. Материалы и методы. Плазмиды и штаммы. Для трансфор мации растений использовали плазмиды рАС350 и рАС351, любезно предоставленные д-ром Р. Чалеффом (Cyanamid Corporation, США). Плазмиды созданы на базе бинарного растительного вектора и содер жат мутантный ген ацетолактатсинтазы A. thaliana под контролем мощного промотора. Основой для наработки плазмидной ДНК служил штамм Е. coll XL-1 blue. Плазмидную ДНК выделяли по методу щелочного лизиса. Трансформацию растений осуществляли с помощью штамма A. tu mefaciens C58ClRif R (pMP90) [12]. Растительный материал. Растения картофеля сортов Лу говской и Дезирее выращивали в асептических условиях на среде Мурасиге и Скуга (МС) [13]. Для трансформации использовали листовые
Journal of Stress Physiology & Biochemistry, 2016
the essential cell-wall invertase activity in the leaves of transformed plants indicates significant changes in the cellular carbohydrate metabolism and regulatory function of this enzyme. The activity of yeast invertase changed the composition of intracellular sugars in the leaves of the transformed potato plant. The total content of sugars (sucrose, glucose, fructose) in the leaves and apoplast was higher in the transformants, in comparison by WTplants. Our data indicate higher constitutive resistance of transformants to severe hypothermia conditions compared to WT-plants. This fact allows us to consider cell-wall invertase as a enzyme of carbohydrate metabolism playing an important regulatory role in the metabolic signaling upon forming increased plant resistance to low temperature. Thus, the potato line with the integrated SUC2 gene is a convenient tool to study the role of the apoplastic invertase and the products of its activity during growth, development and formation constit...
Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series, 2020
Аннотация. Изучены содержание активных форм кислорода (АФК), активность ферментов аскорбат-глутатионового цикла, проанализировано количество низкомолекулярных антиоксидантов: аскорбата и глутатиона, активность фенольной пероксидазы, содержание водорастворимых фенолов и уровень экспрессии гена маркера гиперчувствительного ответа (HSR) и генов PR-белков (Chit, Glu и TLP) в рассаде картофеля, выращенной на ионо обменном субстрате в присутствии жасмоновой кислоты (ЖК) в концентрациях 10-8 и 10-6 М, при заражении Х-вирусом картофеля (ХВК). Показано накопление АФК, увеличение содержания восстановленного аскорбата и интенсивное потребление восстановленного глутатиона в рассаде картофеля под действием ЖК, а также резкое усиление экспресcии генов HSR, Chit, Glu и TLP в листьях рассады картофеля, выращиваемой на субстрате с добавлением 10-6 М ЖК, до заражения ХВК. В контрольных растениях уровень экспрессии генов HSR и TLP увеличивался только после заражения ХВК. Ключевые слова: Solanum tuberosum, картофель, PR-белки, индуцированная устойчивость, Х-вирус картофеля, защитная система, активные формы кислорода, жасмоновая кислота Для цитирования: Влияние экзогенной жасмоновой кислоты на функционирование защитной системы рассады картофеля (Solanum tuberosum L.) при выращивании на искусственном ионообменном субстрате и заражении X-вирусом картофеля / Е. В. Вязов [и др.] // Вес. Нац. aкад. навук Беларусі.
Innovative Biosystems and Bioengineering
Background. Constant changes in environmental conditions cause the development of stress reactions in plants. Under conditions of moderate intensity and temporary action of the stress factor, the strengthening of protective systems and the mobilization of energy resources take place. However, if the stress factor has a long-term effect, the cells begin the processes of lipid peroxidation (LPO), inhibition of energy production and reduction of protein synthesis with its subsequent destruction. Under conditions of excessive stress, there is a balance between antioxidant activity (AOA) and LPO, which is necessary to maintain normal cell function. Oxidation intermediates can serve as inducers and mediators of stress. Phytovirus infection can lead to pathological changes in the body of a plant. The progression of the infectious process in the body of the affected plant is associated with stress reactions and disruption of its normal viability. Objective. We are aimed to assess the degree...
Перебудови рослинного геному в культурі клітин in vitro
Biopolymers and Cell, 2004
Підсумовано результати багаторічних досліджень геному рослинних клітин у культурі in vitroодного з напрямків наукової роботи відділу генетики клітинних популяцій ІМБіГ HAH України. Отримані результати свідчать про наявність спільних рис перебудов геному в рослинних клітинах in vitro та при еволюції рослин у природі при видоутворенні. Зокрема, геномна гетерогенність клітинних популяцій в культурі in vitro на цитологічному рівні визначається особливостями формування геному в процесі еволюції. З іншого боку, виявлено кореляцію між перебудовами окремих послідовностей ДНК в культурі клітин та їхньою міжвидовою варіа бельністю в інтактних рослинах. Все це дозволяє припустити існування певних загальних закономірностей, які визначають характер і спрямованість перебудов рослинного геному в культурі клітин in vitro та в процесі видоутворення. Використання культури рослинних клітин, зважаючи на значні темпи мутацій у порівнянні з інтактними рослинами, відкриває нові перспективи для вивчення еволюції геному.
Regulatory regions of plant genes promoters and proteins-regulators of promotive activity
Biopolymers and Cell, 2004
В обзоре проведен системный анализ литературных данных о структуре и функциональном назначении проксимально расположенных специфических последовательностей ДНК (цис-элементов) в регуляторних областях растительных генов и транс-факторов белковой природы Рассмотрены особенности взаимодействия цис-и транс-регуляторных элементов, детерминиру ющих видо-и органоспецифическую экспрессию генов, реакцию клеток на внешние и внутренние сигналы, адаптацию клеток к неблагоприятным факторам внешней среды и защиту растений от повреждений и болезней.