Влияние экспрессии гетерологичных генов хитинсвязывающих белков и гевеин-подобных антимикробных пептидов в трансгенных растениях томата (Solanum lycopersicum L.) на повышение их устойчивости к фитопатогенам
Оценка экспрессии гетерологичных генов в полученных трансгенных растениях томата и изучение ее влияния на устойчивость к возбудителю фитофтороза. Характер наследования селективного гена в потомстве трансгенных растений. Методика эффективной регенерации.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.10.2018 |
| Размер файла | 1,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
|
Тип экспланта |
Количество эксплантов |
||||||||||
|
общее |
образовавших каллус |
погибших |
прошедших селекцию |
||||||||
|
шт. |
% |
шт. |
% |
от бактерии |
от канамицина |
шт. |
% |
||||
|
шт. |
% |
шт. |
% |
||||||||
|
семядоли |
150 |
100 |
135 |
90,0 |
18 |
12,0 |
131 |
87,3 |
1 |
0,7 |
|
|
гипокотили |
100 |
100 |
10 |
10,0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
0 |
0 |
В результате длительного культивирования на селективной среде (более 6 месяцев) из экспланта семядоли была сформирована одна интенсивно и полноценно развивающаяся каллусная ткань (рис. 9Б, 9В). Впоследствии из неё было регенерировано 5 зелёных побегов. Вероятнее всего, они являются результатом одного трансформационного события, то есть представляют собой клоны. Регенерированные побеги образовали хорошо развитую корневую систему на среде для укоренения, содержащей 100 мг/л канамицина, и были признаны как предположительно трансгенные (рис. 9Г).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 9. Этапы генетической трансформации томата сорта Рекордсмен при использовании вектора pBINmGFP5ER: А) трансформированные и контрольные экспланты семядолей; Б) формирование каллуса и начало регенерации побегов на селективной среде с добавлением 25 мг/л канамицина; В) массовая регенерация канамицин-устойчивых побегов; Г) укоренение побегов на среде для ризогенеза с добавлением 100 мг/л канамицина
В результате проведенного ПЦР-анализа было установлено, что все пять полученных канамицин-устойчивых регенерантов являются трансгенными как по селективному, так и репортерному генам (рис. 10).
Флуориметрический анализ установил наличие стабильной экспрессии репортерного гена GFP в листьях и корнях трансгенных растений (рис. 11).
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 10. Электрофореграмма продукта амплификации геномной ДНК канамицин-устойчивых регенерантов томата на наличие фрагментов генов gfp (А), nptII (Б) и virB (В) при помощи метода ПЦР-анализа: 1 - молекулярный маркер FastRulerTM Low Range DNA ladder; 2 - вода; 3 - отрицательный контроль (дикий тип); 4-8 - трансгенные регенеранты томата; 9 - положительный контроль (плазмида pBINmGFP5ER)
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 11. Детекция экспрессии гена gfp в листьях и корнях растений томата: 1) контрольное (нетрансгенное) растение; 2) трансгенное растение; а) лист; б) корень
Таким образом, в результате проведенных исследований разработана система агробактериальной трансформации томата промышленного сорта Рекордсмен. Эффективность трансформации при использовании эксплантов семядолей составила 0,7%, тогда как применение гипокотилей не привело к получению трансгенных растений. Полученные результаты согласуются с литературными данными, что коммерчески значимые сорта обладают меньшей, чем модельные генотипы эффективностью трансформации и требуют индивидуальной разработки протоколов агробактериальной трансформации (Дрейпер и др., 1991; Sharma et al., 2009; Chaudhry and Rashid, 2010). Разработанная система генетической трансформации позволяет впоследствии интегрировать гетерологичные гены в геном томата промышленного сорта Рекордсмен, в том числе, гены, кодирующие хитинсвязывающий белок из Amaranthus caudatus L. и гевеин-подобные антимикробные пептиды из Stellaria media L.
Выводы
1) Методом агробактериальной трансформации получены трансгенные растения томата селекционной линии ЯЛФ (6, 7, 6 и 8 независимых линий с генами ас, Rs-intron-Shir, amp1 и amp2 соответственно), у которых экспрессия гетерологичных генов хитинсвязывающих белков и гевеин-подобных антимикробных пептидов подтверждена молекулярно-генетическим анализом.
2) Экспрессия генов хитинсвязывающих белков из Amaranthus caudatus L. и гевеин-подобных антимикробных пептидов из Stellaria media L. в трансгенных растениях томата селекционной линии ЯЛФ приводит к повышению устойчивости к возбудителю фитофтороза.
3) Установлен различный характер наследования селективного гена npt II в поколении Т1-трансгенных растений томата селекционной линии ЯЛФ. У семи трансгенных линий содержится одна инсерция гена npt II, у одной линии - две инсерции гена npt II. У одной линии наблюдалось замолкание экспрессии селективного гена.
4) Разработана методика эффективной регенерации и агробактериальной трансформации томата промышленного сорта Рекордсмен.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Халилуев М.Р., Харченко П.Н., Долгов С.В. Разработка системы регенерации и изучение трансформационного потенциала томата промышленного сорта // Доклады РАСХН. 2010. №3. С. 22-26.
2. Халилуев М.Р., Харченко П.Н., Долгов С.В. Генетическая трансформация томата (Solanum lycopersicum L.) генами защитных хитинсвязывающих белков и антимикробных пептидов // Известия ТСХА. 2010. №6. С. 75-83.
3. Чабан И.А., Халилуев М.Р., Долгов С.В. Цитоэмбриологическое изучение трансгенных растений томатов с аномальным фенотипом // Тезисы III Всероссийского симпозиума «Физиология трансгенного растения и фундаментальные основы биобезопасности» (Москва, 18-21 октября 2010 г.). С. 84.
4. Халилуев М.Р., Мамонов А.Г., Смирнов А.Н., Долгов, С.В. Получение трансгенных растений томата (Solanum lycopersicum L.) с повышенной устойчивостью к фитофторозу // Тезисы Всероссийского симпозиума «Растение и стресс» (Москва, 9-12 ноября 2010 г.). С. 373-374.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Регуляция экспрессии у генетически модифицированных растений. Исследование функционирования промоторов бактериального и вирусного происхождения в трансгенных растениях. Регуляторные последовательности, используемые в генетической инженерии растений.
курсовая работа [39,4 K], добавлен 03.11.2016Этапы получения трансгенных организмов. Агробактериальная трансформация. Схема создания генетически модифицированного организма. Пример селективного маркера растений. Процесс подавления экспрессии генов (сайленсинг). Направления генной инженерии растений.
презентация [6,2 M], добавлен 24.06.2013Использование трансгенных организмов: изучение роли определенных генов и белков; получение новых сортов растений и пород животных; в биотехнологическом производстве плазмид и белков. Выведение флуоресцентных свиней и генетический модифицированных кошек.
презентация [676,7 K], добавлен 25.12.2012Дифференциальная экспрессия генов и ее значение в жизнедеятельности организмов. Особенности регуляции активности генов у эукариот и их характеристики. Индуцибельные и репрессибельные опероны. Уровни и механизмы регуляции экспрессии генов у прокариот.
лекция [2,8 M], добавлен 31.10.2016Изучение регуляции экспрессии генов как одна из актуальных проблем современной генетики. Строение генома Drosophila melanogaster. Характеристика перекрывающихся генов leg-arista-wing complex и TBP-related factor 2. Подбор рациональной системы экспрессии.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 02.02.2018Основные группы ферментов генетической инженерии: рестриктазы и лигазы. Регуляция экспрессии гена у прокариот. Способы прямого введения гена в клетку. Генетическая трансформация соматических клеток млекопитающих. Получение трансгенных животных.
курсовая работа [337,4 K], добавлен 24.11.2010Основные положения и этапы процесса экспрессии генов. Перенос информации о нуклеотидной последовательности ДНК на уровень РНК. Процессинг РНК у прокариот. Генетический код, его назначение и порядок формирования. Общие особенности процесса трансляции.
курсовая работа [54,6 K], добавлен 27.07.2009Основные методы введения рекомбинантных ДНК в клетки. Генетически модифицированные микроорганизмы и их использование. Получение трансгенных растений, устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды. Создание и применение трансгенных животных.
методичка [476,5 K], добавлен 13.09.2012Механизмы регуляции экспрессии генов у прокариот и эукариот. Регуляция содержания РНК в процессе биосинтеза. Согласованная регуляция экспрессии прокариотических родственных генов. Репрессия триптофанового оперона. Суммарный эффект аттенуации и репрессии.
лекция [24,2 K], добавлен 21.07.2009Определение влияния гипотермии на содержание водорастворимых белков в тканях высших растений, бактерий и водорослей. Применение электрофореза для разделения растительных белков. Влияние развития морозоустойчивости на синтез белков, изменение экспрессии.
реферат [22,1 K], добавлен 11.08.2009Методы трансгенеза в животноводстве. Использование половых клеток семенников. Факторы повышения экспрессии трансгенов в организме животных. Особенности пересадки ядер клеток, культивируемых in vitro. Перспективы генно-инженерных работ в животноводстве.
реферат [38,6 K], добавлен 26.09.2009Транскрипция и основные ферменты, которые осуществляют транскрипцию, ДНК-зависимые РНК-полимеразы. Структурные и функциональные домены больших субъединиц эукариотической РНК-полимеразы. Регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции у прокариот.
реферат [373,5 K], добавлен 29.09.2009Генная инженерия и трансгеноз. Методология получения трансгенных мышей. Использование ретровирусных векторов. Использование метода микроинъекций ДНК. Использование модифицированных эмбриональных стволовых клеток. Использование трансгенных мышей.
реферат [32,2 K], добавлен 18.09.2015Основные типы взаимодействия неаллельных генов. Комплементарное взаимодействие на примере наследования формы гребня у кур. Расщепление по фенотипу. Эпистатическое взаимодействие генов. Доминантный эпистаз на примере наследования масти у лошадей.
презентация [121,3 K], добавлен 12.10.2015Изменения в содержании нуклеиновых кислот при гипотермии. Гены дегидринов и гены, индуцируемые экзогенной абсцизовой кислотой, семейства генов Wcs 120, Y-бокс белков. Данные об отдельных индуцируемых низкой температурой генах у различных видов растений.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 11.08.2009Особенности транскрипции генов оперонов на примере пластома ячменя. Структурно-термодинамические исследования генов. Поиск, картирование элементов геномных последовательностей. Анализ гена растительных изопероксидаз. Характеристика модифицированных генов.
реферат [23,2 K], добавлен 12.04.2010Эволюция представлений о гене. Основные методы идентификации генов растений. Позиционное клонирование (выделение) генов, маркированных мутациями. Выделение генов, маркированных делециями методом геномного вычитания и с помощью метода Delet-a-gen.
контрольная работа [937,4 K], добавлен 25.03.2016Изучение экспрессии генов и поиск мутаций в биомедицинских исследованиях. Электронные микросхемы, предназначенные для одновременного выявления множества определенных последовательностей ДНК. История изобретения, классификация и технология ДНК-микрочипов.
презентация [3,1 M], добавлен 27.01.2015История развития генетического модифицирования. Определение преимуществ использования трансгенных технологий как усовершенствованного скрещивания с целью создания улучшенных сортов растений. Изучение вопроса безопасности модифицированных организмов.
статья [25,0 K], добавлен 12.06.2010Формы взаимодействия аллельных генов: полное и неполное доминирование; кодоминирование. Основные типы взаимодействия неаллельных генов: комплементарность; эпистаз; полимерия; гены-модификаторы. Особенности влияния факторов внешней среды на действие генов.
курсовая работа [601,5 K], добавлен 21.09.2010
