Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози
Aims. The aim of this work is the elevation of the thermotolerance and improvement the efficiency of high temperature alcoholic fermentation of yeast S. cerevisiae by overexpression of the genes TPS1 and TPS2. Methods. For overexpression of trehalose-6-phosphate synthase and trehalose-6-phosphate ph...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178245 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози / Т.Б. Лужецький, М.В. Семкін, Б.В. Кшановська, К.В. Дмитрук, А.А. Сибірний // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 95-99. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859683581839802368 |
|---|---|
| author | Лужецький, Т.Б. Семкін, М.В. Кшановська, Б.В. Дмитрук, К.В. Сибірний, А.А. |
| author_facet | Лужецький, Т.Б. Семкін, М.В. Кшановська, Б.В. Дмитрук, К.В. Сибірний, А.А. |
| citation_txt | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози / Т.Б. Лужецький, М.В. Семкін, Б.В. Кшановська, К.В. Дмитрук, А.А. Сибірний // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 95-99. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | Aims. The aim of this work is the elevation of the thermotolerance and improvement the efficiency of high temperature alcoholic fermentation of yeast S. cerevisiae by overexpression of the genes TPS1 and TPS2. Methods. For overexpression of trehalose-6-phosphate synthase and trehalose-6-phosphate phosphatase the vector for multicopy integration was constructed, where ORFs of TPS1 and TPS2 genes were placed under the control of strong constitutive promoter ADH1. The resulting vector was linearized and used for transformation of S. cerevisiae industrial strains. Results. Recombinant strains overexpressing genes for trehalose synthesis possessed increased intracellular concentration of trehalose. Thermotolerance and efficiency of high temperature alcoholic fermentation of the constructed strains were increased. Conclusions. Recombinant strains with higher intracellular trehalose concentration produce 17% more ethanol during fermentation at 42°C. Constructed strains are promising for industrial implementation.
Key words: alcoholic fermentation, S. cerevisiae, thermotolerance, trehalose.
|
| first_indexed | 2025-11-30T21:10:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
95
13. Соловьева С.С., Кудряшова Н.В., Ризванов А.А. Перенос рекомбинантных нуклеиновых кислот в клетки
(трансфекция) с помощью гистонов и других ядерных белков // КТТИ. – 2011. – YI, № 3. – С. 29–40.
14. D.Balicki, E.Beutler. Histone H2A significantly enhances in vitro DNA transfection // Mol Med. –1997. – 3, N 11.
– Р. 782–787.
15. Y.Lucius, A. Haberland, S.Zaitsev, R.Dalluge, M.Schneider, M.Bottger. Structure of transfection–active Histone
H1/ DNA complexes // Molecular Biology Reports. – 2002. – 28. – Р. 157–165.
16. Kaouass M., Beaulieu R., Balicki D. Histonefection: Novel and potent non-viral gene delivery // J. Control Release.
– 2006. – 113, N 3. – Р. 245–254.
17. Лихачева Л.И., Шпилевая С.П., Рубан Т.А., Гулько Т.П., Кордюм В.А. К вопросу идентификации и
изучения переноса генетической информации между клетками млекопитающих // Фактори
експериментальної еволюції організмів. – Київ, 2013. – 12. – С. 137–140.
18. Johnson G.D., Davidson R.S., McNamee K.C., Russell G., Holborow E.J.. Fading of immunofluorescence during
microscopy: a study of the phenomena and its remedy // J. Immun. Meth. – 1982 – 55 – Р. 231–242.
LIKHACHOVA L.I., SHPYLOVA S.P., GULKO T.P., RUBAN T.A., KORDIUM V.A.
Institute of Molecular Biology and Genetics National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, 03143, Kiev, Zabolotnogo str., 150, e-mail:kordium@imbg.org.ua
CELLULAR EXTRUSION OF DNA BY MAMMALIAN LEUKOCYTES
Aims. The study of cellular extrusion of DNA of mammalian leukocytes. Methods. Leukocytes were isolated
from human blood and mice in the capillaries by centrifugation. Human leukocytes and part white blood
cells of mice placed onto a slide and fixed. Another portion was applied to mice leukocytes embryonic
fibroblasts, after 1.5–2 hour exposure preparations were fixed. The resulting specimens were stained with
fluorescent dyes Hoechst 33342 DNA. or Syber-Green and analyzed by standard fluorescence microscopy.
Results. Microscopy results showed that the emissions of DNA from leucocytes into the extracellular space
as observed in their monoculture or in the presence of fibroblasts, while the extracellular DNA the nuclei of
leukocytes is contacted with the fibroblasts. Conclusion. These results demonstrate that mammalian
leukocytes may release DNA into the extracellular space as in monoculture and in co-culture with tissue
culture cells. It is suggested that the phenomenon described here can serve as described here can serve as.
Key words: cellular extrusion of DNA, extracellular space.
УДК 577.21:577.164.1
ЛУЖЕЦЬКИЙ Т.Б., СЕМКІВ М.В., КШАНОВСЬКА Б.В., ДМИТРУК К.В., СИБІРНИЙ А.А.
Інститут біології клітини НАН України,
Україна, 79005, м. Львів, вул. Драгоманова, 14/16, e-mail: dmytruk@cellbiol.lviv.ua
ПІДВИЩЕННЯ ТЕРМОТОЛЕРАНТНОСТІ ПРОМИСЛОВИХ СПИРТОВИХ ДРІЖДЖІВ
ШЛЯХОМ ДЕРЕПРЕСІЇ ГЕНІВ СИНТЕЗУ ТРЕГАЛОЗИ
Етанол на сьогодні є найбільш поширеним
рідким паливом, що отримується з
поновлювальної сировини – біомаси. Упродовж
останніх років об’єм промислового виробництва
етанолу зростає за рахунок використання спирту
у транспортному секторі. Етанол
використовується в автомобільних двигунах як
додаток до бензино-етанольних сумішей або у
чистому вигляді в спеціалізованих двигунах.
Основним способом отримання етанолу є
алкогольна ферментація цукристих субстратів за
допомогою спиртових дріжджів Saccharomyces
cerevisiae. Перетворення гексоз до етанолу
шляхом гліколізу – екзотермічний процес,
пов’язаний з вивільненням енергії, що частково
вивільняється у вигляді теплоти. Тому
бродильні апарати потребують охолодження до
оптимальних температурних умов (34–35 °С)
при алкогольної ферментації за участі
сахароміцетів. Охолодження промислових
ємностей вимагає суттєвих енергетичних затрат.
Селекція або конструювання штамів дріжджів
S. cerevisiae здатних до ефективної алкогольної
ферментації при температурах, що перевищують
35 °С, здешевило би отримання спирту за
рахунок зниження затрат на охолодження
бродильних чанів, а також знизило б різницю
температур для подальшої перегонки браги до
етанолу. При підвищеній температурі продукти-
вність алкогольної ферментації зростає. Отже,
96
конструювання термотолерантних штамів
S. сerevisiae, що є на сьогодні основними
промисловими продуцентами етанолу, є
актуальним завданням.
За умов теплового шоку у дріжджів
відбувається накопичення дисахариду
трегалози, який є стресовим протектором [1].
Синтез трегалози здійснюється ферментним
комплексом, що складається з трегалозо-6-
фосфатсинтази, що кодується геном TPS1, та
трегалозо-6-фосфатфосфатази, що кодується
геном TPS2. Трегалозо-6-фосфатсинтаза
каталізує перетворення глюкозо-6-фосфату у
комплексі з УДФ-глюкозою до трегалозо-6-
фосфату. У свою чергу, трегалозо-6-фосфат
перетворюється у трегалозу за участю фермента
трегалозо-6-фосфатфосфатази. Посилення
експресії одного з цих генів TPS1 сприяло
збільшенню внутрішньоклітинної концентрації
трегалози та підвищенню термотолерантності
дріжджів S. cerevisiae [2]. У даній роботі
описано конструювання та біохімічна
характеристика рекомбінантних штамів
S. cerevisiae з посиленою експресією генів TPS1
та TPS2.
Матеріали і методи
У роботі використовували штами
дріжджів S. cerevisiae раса 13 із колекції
мікроорганізмів Інституту біології клітини НАН
України та промисловий штам S. cerevisiae раса
У-563 отриманий з Довжоцького спиртового
заводу (село Довжок Кам’янець-Подільського
району Хмельницької області). Дріжджі
вирощували на багатому середовищі YPD (1 %
дріжджовий екстракт, 1 % пептон, 2 % глюкоза).
Для селекції дріжджових трансформантів YPD
середовище містило 200 мг/л генетицину.
Бактерійний штам E. coli DH5α
(Ц80dlacZДM15, recA1, endA1, gyrA96, thi-1,
hsdR17(rK
-, mK
+), supE44, relA1, deoR, Д(lacZYA-
argF)U169) вирощували при 37оС на багатому
середовищі LB (0,5 % дріжджовий екстракт, 1 %
пептон, 1 % NaCl). Для селекції
плазмідовмісних бактерій використовували
ампіцилін у концентрації 100 мг/л.
У роботі були використані стандартні
молекулярно-генетичні методи [3]. Транс-
формація дріжджів S. cerevisiae проводилася
методом електропорації [4]. Активність
трегалозо-6-фосфатсинтази, внутрішньо-
клітинну концентрацію трегалози та
термотолерантність визначали як описано в
роботах [5, 6]. Для визначення рівня алкогольної
ферментації глюкози клітини дріжджів
нарощували в багатому середовищі YPD
протягом доби. Біомасу (1,2 мг/мл клітин)
переносили в мінеральне середовище YNB з
додаванням 10 % глюкози. Ферментація
проводилася при температурі 42 °С за умов
обмеженої аерації (120 обертів/хв.).
Концентрація етанолу в середовищі визначалася
за допомогою стандартного набору
«Алкотест» [7].
Результати та обговорення
Конструювання вектора для посилення
експресії генів TPS1 та TPS2 в клітинах
S. cerevisiae здійснювалося у декілька етапів.
Базова плазміда pUC57-delta1_2 містила д-
послідовності, що забезпечує мультикопійну
інтеграцію модулів експресії в геномі
S. cerevisiae. д-послідовності S. cerevisiae
YJRWdelta12 були ампліфіковані за допомогою
ПЛР із використанням праймерів SM16(CCG
GAA TTC GAC GGG CAG TCT GTT GGA ATA
GAA ATC AAC TAT C)/SM17(CAT CAT TTT
ATA TGT TTA TAT TCA TCT AGA CCC GGG
GTC GAC TTG ATC CTA TTA CAT TAT CAA
TCC) та SM18(GGA TTG ATA ATG TAA TAG
GAT CAA GTC GAC CCC GGG TCT AGA TGA
ATA TAA ACA TAT AAA ATG
ATG)/SM19(CCC AAG CTT GAC GGG CAG
TCT GAG AAA TAT GTG AAT GTT GAG),
поєднані між собою за допомогою ПЛР, що
перекривається, використовуючи праймери
SM16/SM19. Ампліфікований фрагмент ДНК
було оброблено рестриктазами EcoRI і HindIII та
клоновано у відповідні сайти у вектор pUC57.
Промотор гена ADH1 (кодує
алкогольдегідрогеназу) та термінатор CYC1
(цитохром С) ампліфікували з геномної ДНК
штаму S. cerevisiae BY4742 за допомогою
праймерів Ко419(CGC GTC GAC TTA ATT
AAA GTC CAA TGC TAG)/Ко420(GAT ATC
GAC AAA GGA AAA GGG GCG GCC GCG
GAT CCC TCG AGT GTA TAT GAG ATA GTT
GAT TG) та Ко453(CAA TCA ACT ATC TCA
TAT ACA CTC GAG GGA TCC GCG GCC GCC
CCT TTT CCT TTG TCG ATA TC)/Ко454(CCC
CCC GGG GCA AAT TAA AGC CTT CGA GC)
та об’єднали з використанням праймерів
Ко419/Ко454. Фрагмент, що містить промотор
ADH1 та термінатор CYC1 було оброблено
рестриктазами SalI і XmaI та клоновано у
pUC57-delta1_2. Отриману плазміду було
позначено pUC57-delta1_2-ADHpr-CYCt. ВРТ
гена TPS1 S. cerevisiae ампліфікували з
використанням праймерів Ko590(CGC GGA
TCC ATG ACT ACG GAT AAC GCT AAG
GCG)/Ko591(TTT GCG GCC GCT CAG TTT
TTG GTG GCA GAG GAG CTT G) та клонували
97
у сайти BamHI i NotI попередньо
сконструйованої плазміди. Отриманий вектор
позначили pUC57-delta1_2-ADHpr-TPS1-CYCt.
Ген kanMX4, що забезпечує резистентність до
антибіотика генетицину, у складі SacI/SmaI-
фрагмента, обробленого Т4-ДНК-полімеразою,
клонували у Xba-лінеаризований та оброблений
Т4-ДНК-полімеразою вектор pUC57-delta1_2-
ADHpr-TPS1-CYCt. Плазміда отримала назву
pUC57-delta1_2-ADHpr-TPS1-CYCt-kanMX. Для
конструювання касети експресії гена TPS2
промотор ADH1 та термінатор CYC1 були
ампліфіковані за допомогою праймерів
SM23(CCC CCC GGG TTA ATT AAA GTC CAA
TGC TAG)/SM24(GAT ATC GAC AAA GGA
AAA GGG GAG CTC GGG CCC GGT ACC TGT
ATA TGA GAT AGT TGA TTG) та SM25(CAA
TCA ACT ATC TCA TAT ACA GGT ACC GGG
CCC GAG CTC CCC TTT TCC TTT GTC GAT
ATC)/Ко454(CCC CCC GGG GCA AAT TAA
AGC CTT CGA GC), об’єднані з використанням
праймерів SM23/Ко454 та клоновані в XmaI сайт
плазміди pUC57-delta1_2-ADHpr-TPS1-CYCt-
kanMX. ВРТ гена TPS2 S. cerevisiae було
ампліфіковано з використанням праймерів
SM26(GGT ACC ATG ACC ACC ACT GCC CAA
GAC AAT TC)/SM27(GAG CTC TCA AAC CTT
TGC GCC GGT GTA AGA AG) та клоновано у
сайти KpnI i SacI попередньо сконструйованої
плазміди. Кінцева конструкція отримала назву
pdelta-TPS1-TPS2 (рис. 1, А).
Штами що містять гени TPS1 та TPS2 від
контролем сильного конститутивного промотора
гена ADH1 було одержано шляхом
трансформації штамів 13 та У-563 плазмідою
pdelta-TPS1-TPS2, попередньо обробленою
рестриктазою AhdI (при цьому видаляється
частина вектора, що відповідає плазміді pUC57).
Після трансформації клітини висівали на
селективне середовище YPD з генетицином (200
мг/л). Колонії здатні рости на селективному
середовищі з’являлися після 3 днів інкубації з
частотою 100 трансформантів на 1 мкг ДНК.
Наявність в одержаних трансформантів ВРТ
TPS1 та TPS2 під контролем промотора ScADH1,
а також гена резистентності до генетицину була
підтверджена за допомогою ПЛР.
Наступний етап роботи включав
проведення фізіологічного та біохімічного
аналізу отриманих рекомбінантних штамів S.
cerevisiae з посиленою експресією генів TPS1 та
TPS2. У отриманих трансформантів було
визначено специфічну активність трегалозо-6-
фосфатсинтази. Встановлено, що штам
13/TPS1/TPS2 виявляв підвищену в 6,5 рази
активність Tps1 у порівнянні з вихідним
штамом. Активність Tps1 штаму У-
563/TPS1/TPS2 була підвищена в 23 рази у
порівнянні з батьківським штамом (табл.).
Підвищена активність свідчить про ефективну
експресію цільових генів.
+TPS1/TPS2
10 x 100 x 1000 x 10 x 100 x 1000 x
№13У-563
AhdI XmaI SacI KpnI XmaI NotI BamHI AhdI
kanMX4 CYC1 TPS2
ORIAmpR
TPS1 CYC1ADH1 ADH1
A)
Б)
pdelta-TPS1-TPS2
Рис. 1. А) Лінійна схама плазміди pdelta-TPS1-TPS2. Гени kanMX4, TPS1, TPS2 позначено
стрілками, промотор гену ADH1 та термінатор гену CYC1 позначено сірими відрізками, AmpR – ген
ble, що забезпечує селекцію бактерійних трансформантів на середовищі в ампіциліном, ORI –
бактерійна точка початку реплікації (пояснення у тексті). Б) Крапельний тест для визначення
термотолерантності дріжджових трансформантів та вихідних штамів після інкубації клітин за умов
теплового шоку при 52 °С протягом 30 хв. 10х, 100х, 1000х – розведення клітинної біомаси. Вихідна
біомаса становила 0,1 ОГ
98
У сконструйованих штамів визначали
внутрішньоклітинний вміст трегалози
Встановлено, що вміст трегалози отриманих
трансформантів на основі штаму 13, підвищений
на 50 % у порівнянні з вихідним штамом, тоді як
підвищення внутрішньоклітинного вмісту
трегалози трансформанта промислового штаму
У-563, що містить гени TPS1 та TPS2 сягає 2,2
раза у порівнянні з батьківським штамом (табл.).
Термотолерантність сконструйованих
рекомбінантних штамів визначали за здатністю
до росту після інкубації клітин за умов
теплового шоку при 52 °С протягом 30 хв. Було
встановлено, що сконструйовані штами з
дерепресією генів TPS1 та TPS2 виявляли
підвищену термотолерантність у порівнянні з
вихідними штамами (рис. 1, Б).
Алкогольна ферментація глюкози
проводилася при підвищеній температурі
(42 °С). Найвищій вихід спирту спостерігали на
другу добу ферментації. Максимальна кількість
синтезованого етанолу становила 38 г/л у штама
13/TPS1/TPS2. Підвищення сягало 17 %.
Аналогічне підвищення синтезу етанолу
спостерігалося і у трансформанта, похідних
штаму У-563, проте максимальна кількість
синтезованого етанолу не перевищувала
концентрації 31 г/л (табл.). Отримані результати
були отримані без врахування випаровування.
Висновки
В результаті проведеної роботи було
сконструйовано рекомбінантні штами
S. cerevisiae з посиленою експресією генів
біосинтезу трегалози TPS1 (кодує трегалозо-6-
фосфатсинтазу) та TPS2 (кодує трегалозо-6-
фосфатфосфатазу). Встановлено, що
сконструйовані штами характеризуються
підвищеним внутрішньоклітинним вмістом
трегалози, підвищеною термотолерантністю та
підвищеною ефективністю синтезу етанолу на
17 % при температурі 42 °С у порівнянні з
батьківськими штамами. Сконструйовані штами
є перспективними для впровадження у
виробництво.
Робота виконувалась в рамках цільової
комплексної програми наукових досліджень
НАН України «Біологічні ресурси і новітні
технології біоенергоконверсії», проект № 6–14.
Таблиця. Активність трегалозо-6-фосфатсинтази, Внутрішньоклітинний вміст тергалози та
синтез етанолу штамами S. cerevisiae
Штам
Активність
трегалозо-6-фосфат
синтази (нМ/мг/хв)
Внутрішньоклітинний
вміст тергалози
(нМ/мг)
Етанол
(г/л)
13 1,3 ± 0,06 19,9 ± 0,9 31,8 ± 1,6
13/TPS1/TPS2 8,4 ± 0,4 44,1 ± 2,2 38,3 ± 2,1
У-563 1,5 ± 0,07 9,8 ± 0,5 25,8 ± 1,3
У-563/TPS1/TPS2 35,2 ± 1,7 13,4 ± 0,7 31,0 ± 1,6
Література
1. Wiemken A. Trehalose in yeast, stress protectant rather than reserve carbohydrate // Antonie van Leeuwenhoek. –
1990. – 58, N 3. – P. 209–217.
2. An M.Z., Tang Y.Q., Mitsumasu K., Liu Z.S., Shigeru M., Kenji K. Enhanced thermotolerance for ethanol
fermentation of Saccharomyces cerevisiae strain by overexpression of the gene coding for trehalose-6-phosphate
synthase // Biotechnol. Lett. – 2011. – 33. – P. 1367–1374.
3. Sambrook J., Fritsh E.F., Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. – New York: Cold Spring Harbor
Laboratory Press, 1989. – 253 p.
4. Thompson J.R., Register E., Curotto J., Kurtz M., Kelly R. An improved protocol for the preparation of yeast cells
for transformation by electroporation. Yeast. – 1998. – 14, N 6. – P. 565–571.
5. Guo Z.P., Zhang L., Ding Z.Y., Shi G.Y. Minimization of glycerol synthesis in industrial ethanol yeast without
influencing its fermentation performance // Metabolic Engineering. – 2011. – 13, N 1. – Р. 49–59.
6. Ishchuk O., Voronovsky A., Abbas C., Sibirny A. Construction of Hansenula polymorpha strains with improved
thermotolerance // Biotechnology and Bioengineering. – 2009. – 104, N 5. – Р. 911–919.
7. Gonchar M.V., Maidan M.M., Sibirny A.A. A new oxidase-peroxidase kit “Alcotest” for ethanol assays in
alcoholic beverages // Food Technol. Biotechnol. – 2001. – 39. – Р. 37–42.
99
LUZHETSKYI T.B., SEMKIV M.V., KSHANOVSKA B.V., DMYTRUK K.V., SIBIRNY A.A.
Institute of Cell Biology, NAS of Ukraine,
Ukraine, 79005, Lviv, Drahomanova str., 14/16, е-mail: dmytruk@cellbiol.lviv.ua
ELEVATION OF THERMOTOLERANCE OF INDUSTRIAL ETHANOL PRODUCING YEASTS
VIA DEREPRESSION OF THE GENES FOR TREHALOSE SYNTHESIS
Aims. The aim of this work is the elevation of the thermotolerance and improvement the efficiency of high
temperature alcoholic fermentation of yeast S. cerevisiae by overexpression of the genes TPS1 and TPS2.
Methods. For overexpression of trehalose-6-phosphate synthase and trehalose-6-phosphate phosphatase the
vector for multicopy integration was constructed, where ORFs of TPS1 and TPS2 genes were placed under
the control of strong constitutive promoter ADH1. The resulting vector was linearized and used for
transformation of S. cerevisiae industrial strains. Results. Recombinant strains overexpressing genes for
trehalose synthesis possessed increased intracellular concentration of trehalose. Thermotolerance and
efficiency of high temperature alcoholic fermentation of the constructed strains were increased. Conclusions.
Recombinant strains with higher intracellular trehalose concentration produce 17 % more ethanol during
fermentation at 42 °C. Constructed strains are promising for industrial implementation.
Key words: alcoholic fermentation, S. cerevisiae, thermotolerance, trehalose.
УДК 581.1:582.475:2
ЛУКИНА А.В. 1, ТРЕТЬЯКОВА И.Н. 2
1 Красноярская краевая станция юннатов,
Россия, г. Красноярск, ул. ак. Киренского, 23, e-mail: yunnatu@gmail.com
2 Институт леса им. В.Н. Сукачева,
Россия, 660036, г. Красноярск, Академгородк, стр. 50, e-mail: culture@ksk.krasn.ru
ФАКТОРЫ ИНДУКЦИИ СОМАТИЧЕСКОГО ЭМБРИОГЕНЕЗА PINUS SIBIRICA DU TOUR
Соматический эмбриогенез –
стремительно набирающий силу метод
биотехнологии, находящий широкое
применение в современном лесоводстве. За
рубежом созданы плантации из генетически
тестированных деревьев, полученных методами
клеточной культуры. Программы селекции,
сочетающие традиционные подходы и
клеточные биотехнологии особенно актуальны.
Многочисленными исследованиями,
проведенными на разных видах рода Pinus,
показано, что частота индукции соматического
эмбриогенеза остается очень низкой, что
значительно ограничивает практическое
применение данного метода. Определение
условий, влияющих на индукцию соматического
эмбриогенеза будет способствовать увеличению
числа клеточных линий из которых могут быть
получены массовые регенеранты. [1]
Целью нашей работы являлось: выявить
факторы, влияющие на индукцию сомати-
ческого эмбриогенеза у Pinus sibirica Du Tour.
Задачи: оценить значение гормонального
состава и сахаров в индуцирующей среде на
соматический эмбриогенез P. sibirica; выявить
роль генотипа дерева-донора для индукции
соматического эмбриогенеза
Материалы и методы
В качестве эксплантов использовали
зародыши семян, полученных в результате
контролируемого (6 деревьев) и свободного
опыления (22 дерева). Для стерилизации семена
обрабатывали водным раствором перманганата
калия в течении 15 минут, затем отмывали в
проточной воде и очищали твердые покровы.
Далее мегагаметофиты выдерживали в течении
10 минут в гипохлорите натрия, трижды
промывали в стерильной дистиллированной
воде и помещали на 5 минут в 10 % раствор
перекиси водорода. Интактные мегагаметофиты
с заключенными в них зародышами,
находящимися на предсемядольной стадии
развития помещали на питательные среды. Были
протестированы 5 питательных сред,
различающиеся гормональным составом и
сахарами (табл.).
Во все среды добавляли: глутамин 1 г/л,
гидролизат казеина 0,5 г/л, мезоинозит 1 г/л,
агар 6 г/л.
Результаты введения в культуру
фиксировали на 21 и 42 сутки (рис. 1–3). При
этом определяли изменение массы эксплантов,
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-178245 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T21:10:51Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лужецький, Т.Б. Семкін, М.В. Кшановська, Б.В. Дмитрук, К.В. Сибірний, А.А. 2021-02-18T12:18:47Z 2021-02-18T12:18:47Z 2014 Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози / Т.Б. Лужецький, М.В. Семкін, Б.В. Кшановська, К.В. Дмитрук, А.А. Сибірний // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 95-99. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178245 577.21:577.164.1 Aims. The aim of this work is the elevation of the thermotolerance and improvement the efficiency of high temperature alcoholic fermentation of yeast S. cerevisiae by overexpression of the genes TPS1 and TPS2. Methods. For overexpression of trehalose-6-phosphate synthase and trehalose-6-phosphate phosphatase the vector for multicopy integration was constructed, where ORFs of TPS1 and TPS2 genes were placed under the control of strong constitutive promoter ADH1. The resulting vector was linearized and used for transformation of S. cerevisiae industrial strains. Results. Recombinant strains overexpressing genes for trehalose synthesis possessed increased intracellular concentration of trehalose. Thermotolerance and efficiency of high temperature alcoholic fermentation of the constructed strains were increased. Conclusions. Recombinant strains with higher intracellular trehalose concentration produce 17% more ethanol during fermentation at 42°C. Constructed strains are promising for industrial implementation. Key words: alcoholic fermentation, S. cerevisiae, thermotolerance, trehalose. uk Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Клітинні, генні та молекулярні біотехнології Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози Elevation of thermotolerance of industrial ethanol producing yeasts via derepression of the genes for trehalose synthesis Article published earlier |
| spellingShingle | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози Лужецький, Т.Б. Семкін, М.В. Кшановська, Б.В. Дмитрук, К.В. Сибірний, А.А. Клітинні, генні та молекулярні біотехнології |
| title | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози |
| title_alt | Elevation of thermotolerance of industrial ethanol producing yeasts via derepression of the genes for trehalose synthesis |
| title_full | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози |
| title_fullStr | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози |
| title_full_unstemmed | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози |
| title_short | Підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози |
| title_sort | підвищення термотолерантності промислових спиртових дріжджів шляхом дерепресії генів синтезу трегалози |
| topic | Клітинні, генні та молекулярні біотехнології |
| topic_facet | Клітинні, генні та молекулярні біотехнології |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178245 |
| work_keys_str_mv | AT lužecʹkiitb pídviŝennâtermotolerantnostípromislovihspirtovihdríždžívšlâhomderepresíígenívsintezutregalozi AT semkínmv pídviŝennâtermotolerantnostípromislovihspirtovihdríždžívšlâhomderepresíígenívsintezutregalozi AT kšanovsʹkabv pídviŝennâtermotolerantnostípromislovihspirtovihdríždžívšlâhomderepresíígenívsintezutregalozi AT dmitrukkv pídviŝennâtermotolerantnostípromislovihspirtovihdríždžívšlâhomderepresíígenívsintezutregalozi AT sibírniiaa pídviŝennâtermotolerantnostípromislovihspirtovihdríždžívšlâhomderepresíígenívsintezutregalozi AT lužecʹkiitb elevationofthermotoleranceofindustrialethanolproducingyeastsviaderepressionofthegenesfortrehalosesynthesis AT semkínmv elevationofthermotoleranceofindustrialethanolproducingyeastsviaderepressionofthegenesfortrehalosesynthesis AT kšanovsʹkabv elevationofthermotoleranceofindustrialethanolproducingyeastsviaderepressionofthegenesfortrehalosesynthesis AT dmitrukkv elevationofthermotoleranceofindustrialethanolproducingyeastsviaderepressionofthegenesfortrehalosesynthesis AT sibírniiaa elevationofthermotoleranceofindustrialethanolproducingyeastsviaderepressionofthegenesfortrehalosesynthesis |