МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ, ГЕНЕТИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ К ФИТОПАТОГЕНАМ

Е.Н. Васильченко, Т.П. Федулова, Д.Н. Федорин

Скачать

№ 4 (32)

Генетика. Селекция. Биотехнологии

Аннотация: 

Представлены результаты  по разработке методов проведения генетической трансформации сахарной свеклы (Beta vulgaris L.)  с использованием генетической конструкции  AGLO + pBilt7 с геном mf2  в штамме Agrobacterium tumefaciens.  В качестве донора генов устойчивости  выступает  микробный фактор (MF2), который был выделен из клеточных экстрактов Bacillus thuringiensis. Выделенный фактор (MF2), является термостабильным, низкомолекулярным белком и имеет большую степень гомологии с колд-шок белками  (cold shock proteins, CSP) видов Bacillus и других бактерий. Действие MF2 заключается в индукции защитных механизмов растения, а не в непосредственном угнетении фитопатогенов. Наилучшим способом трансформации явилось нанесение поранений за 24 часа до кокультивирования, частота регенерации при этом составила в среднем 25.9 %. Оценка первичных трансформантов, предположительно несущих ген mf2, на селективных средах in vitro с канамицином, показала относительную устойчивость  растений. Проведенная проверка на наличие целевого гена mf2 с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) дала возможность отобрать 7 растений, в которых амплифицировался фрагмент ДНК соответствующего размера (20 п.н.). Сравнительный анализ изоферментного спектра пероксидазы трансформированных растений выявил 5 зон активности, по которым образцы различались между собой. Выявленная  высокая активность пероксидазы, играющей ключевую роль при окислительно-восстановительных реакциях, имеет тесную взаимосвязь с защитными реакциями при действии индукторов устойчивости к фитопатогенам. Фитопатологическая оценка отобранных трансформантов сахарной свеклы  в условиях закрытого грунта показала их относительную устойчивость к экзогенному воздействию штаммами грибов Fusarium oxysporum+ Fusarium solani. В результате проведенных исследований  получены трансгенные растения сахарной свеклы, несущие ген MF2, связанные с устойчивостью к фитопатогенам, которые могут найти широкое применение в селекционном процессе.

 

Ключевые слова: 

сахарная свекла, регенерация,  Agrobacterium tumefaciens, генетическая трансформация, ПЦР- анализ, фитопатогены

 

Для цитирования: 

Васильченко, Е. Н. Молекулярно-генетическая оценка форм сахарной свеклы, генетически устойчивых к фитопатогенам / Е. Н. Васильченко, Т. П. Федулова, Д. Н. Федорин // Лесотехнический журнал. – 2018. – Т. 8. – № 4 (32). – С. 12–19. – Библиогр.: с. 17–18 (10 назв.). – DOI: 10.12737/article_5c1a320c2543c1.27313910.

 

Литература: 
  1. Atanasov, A. L. Sugar Beet [Text] / A. L. Atanasov // Handbook of Plant Cell Culture, V. 4 ; Eds. Evans D.A. et al. N. Y.: MacMillan, 1986. – 720 p.
  2. Ingersoll, J. L. Effect of Promotor-Leader Sequences on Transient Expression of Reporter Gene Chimeras Biolistically Transferred into Sugar Beet (Beta vulgaris) Suspension Cells [Text] / J. L. Ingersoll, T. M. Heutte, L. D. Owens // Plant Cell Rep. – 1996. – Vol. 15. – pp. 836-840.
  3. Thomas, T. H. Biotechnological Advances in Sugar Beet Research [Text] / T. H. Thomas // Genet. Engen. Biotechnol. – 1991. – Vol. 11. – pp. 14-17.
  4. Васильченко, Е. Н. Получение растений сахарной свеклы, несущих ген МF2, индуцирующий неспецифическую устойчивость к фитопатогенам [Текст] / Е. Н. Васильченко, Т. П. Жужжалова., О. А. Землянухина, Д. Н. Федорин // Сахарная свекла. – 2009. – № 2. – С. 20-21.
  5. Джавахия, В. Г. Бактериальные белки -индукторы неспецифической устойчивости растений к фитопатогенам / В. Г. Джавахия // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии Материалы Всероссийского совещания. – Голицино, 2003. – C. 196-198.
  6. Общая молекулярная фитопатология / Ю. Т. Дьяков, О. Л. Озерецковская, В. Г. Джавахия, С. Ф. Багирова. – М.: Общество фитопатологов, 2001. – C. 254-291.
  7. Захарченко, Н. С. Техника генетической трансформации разных сортов сахарнойсвеклы / Н. С. Захарченко, М. А. Каляева, Я. И. Бурьянов // Физиология растений. – 2000. – Т. 47. – № 1. – С. 79-85.
  8. Корниенко, Ф. С. Комплексная защита сахарной свеклы от болезней, вредителей и сорняков при индустриальной технологии ее выращивания / Ф. С. Корниенко, В. Т. Саблук, С. И. Матушкин // Технические культуры: селекция, технология, переработка ; под ред. В.С. Шевелухи [и др.]. – М.: Агропромиздат, 1991. – С. 57-64.
  9. Кромина, К. А. Создание трансгенных растений табака и рапса с геном MF2 белка из Bacillus thuringiensis, индуцирующего неспецифическую устойчивость к фитопатогенам [Текст] / К. А. Кромина, Д. В. Шумилина, В. Г. Джавахия // Современные системы защиты растений от болезней и перспективы использования достижений биотехнологии и генной инженерии. – Голицино, 2003. – С. 201-203.
  10. ПЦР-анализ трансгенных форм сахарной свеклы с геном Mf2 / А. С. Хуссейн, Н. Н. Богачева, А. А. Налбандян, Е. Н. Васильченко // Доклады РАСХН. – 2014. – № 5. – С. 10-13.