Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite

Aims. Triticum aestivum L., being one of the world’s most important staple crops, remains a challenge for genetic transformation. This paper describes the application of in planta method to obtain transformants by treating cells of intact plants with argobacterium. Methods. Analysis of the plant mat...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :Фактори експериментальної еволюції організмів
Дата:2014
Автори: Горбатюк, І.Р., Бавол, А.В., Моргун, Б.В.
Формат: Стаття
Мова:Українська
Опубліковано: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2014
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178264
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite / І.Р. Горбатюк, А.В. Бавол, Б.В. Моргун // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 35-39. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859479795588399104
author Горбатюк, І.Р.
Бавол, А.В.
Моргун, Б.В.
author_facet Горбатюк, І.Р.
Бавол, А.В.
Моргун, Б.В.
citation_txt Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite / І.Р. Горбатюк, А.В. Бавол, Б.В. Моргун // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 35-39. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Фактори експериментальної еволюції організмів
description Aims. Triticum aestivum L., being one of the world’s most important staple crops, remains a challenge for genetic transformation. This paper describes the application of in planta method to obtain transformants by treating cells of intact plants with argobacterium. Methods. Analysis of the plant material for the presence of nptII transgene was carried out using polymerase chain reaction (PCR). Results. Fresh agrobacterium containing vector p014 was transferred into spikes of wheat. There were 13 seeds (18.0%) collected of cv. Bobwhite out of 72 possible from 12 spikes and 293 seeds (46.4%) of cv. Podolyanka out of 620 possible from 24 spikes. Based on the results of PCR for the presence of nptII transgene there were no positive signals found for the cv. Bobwhite. On the other hand there were 4 clear positive samples detected for cv. Podolyanka indicating the presence of nptII sequence. Conclusions. Agrobacterium-mediated in planta transformation was conducted for winter cv. Podolyanka and spring cv. Bobwhite. The ambient temperature below 28°C during the next 18 hours after agrobacterium application was crucial. Tested probes of cv. Podolyanka (13.3%) were positive for the presence of transgene nptII. Key words: wheat, transformation, nptII, agrobacterium, GFP.
first_indexed 2025-11-24T11:48:38Z
format Article
fulltext     35 4. Luzhetskyy A., Fedoryshyn M., Gromyko O., Ostash B., Rebets Y., Bechthold A., Fedorenko V. IncP plasmids are most effective in mediating conjugation between Escherichia coli and Streptomyces // Genetica. – 2006. – N 42. – P. 595–601. 5. Horbal L., Zaburannyy N., Ostash B., Shulga S., Fedorenko V. Manipulating the regulatory genes for teicoplanin production in Actinoplanes teichomyceticus // World J. Microbiol. Biotechnol. – 2012. – N 28. – P. 2905–2100. 6. Wagner N., Osswald C., Biener R., Schwartz D. Comparative analysis oftranscriptional activities of heterologous promoters in the rare actinomycete Actinoplanes friuliensis // J. Biotechnol. – 2009. – N 142. – P. 200–204. 7. Myronovskyi M., Welle E., Fedorenko V., Luzhetskyy A. в-Glucuronidase as a sensitive and versatile reporter in actinomycetes // Appl. Environ. Microbiol. – 2011. – N 77. – P. 5370–5383. 8. Horbal L., Kobylyanskyy A., Yushchuk O., Zaburannyi N., Luzhetskyy A., Ostash B., Marinelli F., Fedorenko V. Evaluation of heterologous promoters for genetic analysis of Actinoplanes teichomyceticus-Producer of teicoplanin, drug of last defense // J. Biotechnol. – 2013. – N 168. – P. 367–372. 9. van Wezel P.G., McDowall J.K. The regulation of the secondary metabolism of Streptomyces: new links and experimental advances // Nat. Prod. Rep. – 2011. – N 28. – P. 1311–1333. HORBAL L.O. 1, YUSHCHUK O.S. 1, ZABURANNYI N. 1, KOBYLYANSKYY A.M. 2, OSTASH B.O. 1, MARINELLI F. 2, LUZHETSKYY A.M. 3, FEDORENKO V.O. 1 1 Ivan Franko national university of Lviv, Ukraine, 79005, Lviv, Hrushevskogo str., 4, e-mail: v_fedorenko@franko.lviv.ua 2 Department of Biotechnology and Life Sciences, University of Insubria, Varese, Italy 3 Helmholtz-Institute for Pharmaceutical Research Saarland, Germany, Saarbrucken GENE ENGINEERING METHODS FOR THE CONSTRUCTION OF THE ACTINOPLANES TEICHOMYCETICUS STRAINS WITH INCREASED LEVEL OF TEICOPLANIN PRODUCTION Aims. Random mutagenesis and selection were extensively applied to teicoplanin producers, while the gene engineering methods were not used, because of the paucity of genetic tools for A. teichomyceticus. Methods. A set of microbiological, biochemical and genetic methods were used in the study. Results. We worked out an effective method of transfer of integrative and replicative vectors in A. teichomyceticus by means of conjugation. Successful adaptation of the gusA reporter for the use in this strain let us to estimate the strength of different heterologous promoters that might be used for gene expressions in it. Several strains with in average 30–40 times increased level of teicoplanin production in comparison to the wild type were obtained. Conclusions. Based on the obtained results we proposed a new approach for the improvement of teicoplanin production. Key words: Actinoplanes, teicoplanin, conjugation, reporter system, overproducer. УДК 577.21: 57.085.1:577.233.3:633.11 ГОРБАТЮК І.Р., БАВОЛ А.В., МОРГУН Б.В. Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Україна, 03680, м. Київ, вул. Акад. Заболотного, 148, e-mail: molgen@icbge.org.ua АГРОБАКТЕРІАЛЬНА ТРАНСФОРМАЦІЯ IN PLANTA ПШЕНИЦІ ОЗИМОГО СОРТУ ПОДОЛЯНКА ТА ЯРОГО СОРТУ BOBWHITE На даний час у молекулярній біології рослин науковці значну увагу приділяють розвитку методів трансформації, що дозволяє запобігти довготривалим процедурам отримання культури тканин. Останні досягнення у сфері генетичної трансформації показали, що можливе отримання трансгенних рослин без будь-яких процедур in vitro. У 1998 р. Bechtold зі співавторами [1] запропонували новий метод трансформації, названий трансформація in planta. Однією із проблем трансформації in vitro, яка пов’язана з регенерацією, є химерність отриманих трансформантів і сомаклональна мінливість. Для однодольних рослин регенерація ускладнюється ще й низьким морфогенетичним потенціалом, що у деяких випадках не дозволяє отримати фертильні     36 рослини [2]. Технологія агробактеріальної трансформації in planta дозволяє подолати наведені вище труднощі під час отримання трансгенних рослин шляхом трансформації клітин інтактної рослини [3]. З огляду на зазначене вище, метою нашої роботи було провести агробактеріальну трансформацію пшениці озимого сорту Подолянка [4] та ярого сорту іноземної селекції Bobwhite в умовах in planta. Матеріали і методи Колоски рослин, які були вибрані для трансформації in planta, у довжину становили приблизно 6–7 см і ще не повністю вийшли з прапорцевого листка [5, 6]. Проводили кастрування, залишаючи по 12–14 колосочків. Після закінчення на кожний колосок вдягався індивідуальний ізолятор із пергаментного паперу. Через 3 доби проводили інокуляцію суспензією агробактерії. Однодобову суспензійну культуру наносили на приймочки маточок та проводили запилення після повного висихання розчину. У дослідженні використовувалася генетична конструкція р014 в Agrobacterium tumefaciens штамі АВІ (рис. 1). Бактерія нарощувалася у рідкому живильному середовищі Himedia М002 (аналог LB) з відповідними антибіотиками (спектиноміцин 50 мг/л та канаміцин 100 мг/л) [7] на шейкері протягом 16 годин. Бактеріальні клітини осаджували центрифугуванням при 5000×g 10 хв. і ресуспендували у стерильній дистильованій воді до оптичної щільності OD600 = 1,0 [3, 5–7]. До суспензії бактерій додавали 100 мкM acetosyringone [5, 6] та 0,05 % Silvet L77, pH доводилося до 4,0 [2]. Отримане насіння, у випадку Bobwhite, обробляли протруйником Максим Стар 025 FS (Сінгента), пророщували на фільтрувальному папері [7]. Проростки були висаджені у вегетаційні посудини. У випадку озимого сорту Подолянка насіння висаджувалося безпосередньо у посудини з ґрунтом і культивувалося у тепличних умовах. Зелений матеріал аналізували полімеразною ланцюговою реакцією (ПЛР) на присутність трансгену nptII. Для цього використовувалися праймери: форвардний – 5’- CCT-GAA-TGA-ACT-CCA-GGA-CGA-GGC-A- 3’ та реверсний – 5’-GCT-CTA-GAT-CCA-GAG- TCC-CGC-TCA-GAA-G-3’, очікуваний фрагмент становив 647 п.н. [8]. Результати та обговорення Кастрували та обробляли агробактеріальною суспензією 12 колосків сорту Bobwhite. З них нами отримано 13 насінин із 72 можливих. Середня зав’язуваність становила 18,0 % (рис. 2). Одержане насіння було поміщене у чашки Петрі для проростання без періоду спокою. Приблизно через 3 тижні з’явилися проростків, які були перенесені у вегетаційні посудини об’ємом 0,65 л. Після того, як рослини вкоренилися, частину одного з листків зрізали для виділення загальної ДНК та ПЛР аналізу. Паралельно проводилася робота з озимим сортом Подолянка, наданим Інститутом фізіології рослин і генетики НАН України. Загалом було кастровано 24 колоски, проведено обробку агробактерією і запилено власним пилком відповідно до зазначеної методики. Після завершення вегетаційного періоду отримано 293 насінини з 620 можливих. За нашими спостереженнями середня зав’язуваність насіння складала 46,4 % (табл.). Отримане насіння відзначалося виповненістю і задовільним зовнішнім виглядом (рис. 3). Зерна Т0 висаджувалися у вегетаційні посудини по 2 зернини, і культивувались в умовах теплиці за температури 22 °С і 16- годинного фотоперіоду. Після того, як рослини досягли фази двох листків, частину одного з них зрізали для проведення ПЛР-аналізу. Рис. 1. Схематичне зображення Т-ДНК генетичної конструкції р014. Показано кодуючі послідовності генів неоміцин фосфотрансферази (nptII) та зеленого флуоресцентного білку (GFP), підсилений промотор вірусу мозаїки цвітної капусти (P35e), термінатори нопалінсинтази (Tnos) і білку теплового шоку (Thsp), плечі Т-ДНК (RB, LB)     37 Рис. 2. Зав’язуваність насіння у досліджуваних сортів Таблиця. Зведені дані мінімальної та максимальної кількості очікуваного і отриманого насіння, відсоток зав’язуваності Кількість насінин всього отримано максимально можлива Зав’язуваність насіння, % 293 620 min 1 18 3,6 max 23 30 88,5 Середнє значення % зав’язуваності 46,4 Середня довжина колоса, см 5,9 Рис. 3. Типовий колосок та насіння, отримане після обробки in planta агробактеріальною суспензією За результатами ПЛР на присутність трансгену nptII із 12-ти протестованих проб сорту Bobwhite позитивних сигналів не виявлено. Із 30 проб сорту Подолянка, тільки у чотирьох (48A, 51A, 56A, 57B) виявлено позитивний сигнал присутності nptII трансгену (рис. 4).     38 Рис. 4. Електрофореграма проб озимого сорту пшениці Подолянка на присутність послідовності трансгену nptII. Доріжки 1-5 – досліджувані проби 57B, 62B, 56A, 48A, 51A відповідно, 6 – позитивний контроль, N. tabacum трансформований конструкцією p014, 7 – нетрансформована пшениця сорту Подолянка у якості негативного контролю, 8 – негативний контроль (ТЕ буфер), М – маркер молекулярної маси DNA Ladder Mix Слід зазначити, що температура навколишнього середовища може мати вирішальне значення на перебіг процесу трансформації і суттєво впливати на його ефективність. Не завжди можна ефективно контролювати цей параметр. Нами було помічено, що під час обробки колосків пшениці сорту Подолянка температура навколишнього середовища становила 17–18 °С, а в процесі обробки колосків пшениці ярого сорту іноземної селекції Bobwhite – 22–25 °С. Таким чином, було проведено агробактеріальну трансформацію in planta озимого сорту Подолянка та ярого Bobwhite. Для ефективного перебігу трансформації та забезпечення життєдіяльності агробактерій важливо, щоб температура навколишнього середовища була нижчою 28 °С протягом наступних 18 годин. У випадку сорту Подолянка було зібрано 293 насінини з 620 можливих, що становить 46,4 %. Аналіз отриманих форм за допомогою ПЛР дозволив виявити 4 чітких позитивних сигнали на присутність трансгена nptII, що становить 13,3 % від загальної кількості протестованого матеріалу. Разом з тим було отримано 13 насінин сорту Bobwhite із 72 можливих, що становить лише 18,0% зав’язуваності. Подальша перевірка рослинного матеріалу на присутність трансгених послідовностей дала негативний результат. Ймовірно, що у даному випадку саме висока температура навколишнього середовища під час нанесення бактеріальної суспензії була кри- тичним фактором і вчинила негативний вплив на процес агробактеріальної трансформації in planta. Література 1. Bechtold N., Pelletier G. In planta Agrobacterium-mediated transformation of adult Arabidopsis. – 266. 2. Curtis I.S., Nam H.G. Transgenic radish (Raphanus sativus L. Longipinnatus Bailey) by floral-dip method – plant development and surfactant are important in optimizing transformation efficiency // Transgenic Research – 2001. – 10. – P. 363–371. 3. Чумаков М.И., Моисеева Е.М. Технологии агробактериальной трансформации растений in planta // Биотехнология. – 2012. – № 1. – С. 8–20. 4. Гончарук О.М., Бавол А.В., Дубровна О.В. Морфогенний потенціал високопродуктивних сортів озимої пшениці в культурі апікальних меристем пагонів // Фактори експериментальної еволюції організмів: збірник наукових праць – 2011. – 11. – С. 237–241. 5. Agarwal S., Loar S., Steber C.M., Zale J. Floral transformation of wheat // Methods in Molecular Biology. Transgenic Wheat, Barley and Oats. – 2009. – 478. – P. 105–113. 6. Zale J.M., Agarwal S., Loar S., Steber C.M. Evidence for stable transformation of wheat by floral dip in Agrobacterium tumefaciens // Plant Cell Rep. – 2009. – N 28. – Р. 903–913. 7. Supartana P., Shimizu Ts., Nogawa M., Shioiri H., Nakajima T., Haramoto N., Nozue M., Kojima M. Development of simple and efficient in planta transformation method for wheat (Triticum aestivum L.) using Agrobacterium tumefaciens // Journal of Bioscience and Bioengineering. – 2006. – 102, N 3. – P. 162–170.     39 8. Kim Y.-Y., Kim D.-Y., Shim D. et al. Expression of the novel wheat gene TM20 confers enhanced cadmium tolerance to bakers’ yeast // J. of Biological Chemistry. – 2008. – 283 (23). – P. 15893–15902. GORBATYUK I.R, BAVOL A.V., MORGUN B.V. Institute of Cell Biology and Genetic Engineering, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine, 03680, Kyiv, Akad. Zabolotnoho str., 148, е-mail: molgen@icbge.org.ua AGROBACTERIUM-MEDIATED IN PLANTA TRANSFORMATION OF WINTER WHEAT CV. PODOLYAKA AND SPRING WHEAT CV. BOBWHITE Aims. Triticum aestivum L., being one of the world’s most important staple crops, remains a challenge for genetic transformation. This paper describes the application of in planta method to obtain transformants by treating cells of intact plants with argobacterium. Methods. Analysis of the plant material for the presence of nptII transgene was carried out using polymerase chain reaction (PCR). Results. Fresh agrobacterium containing vector p014 was transferred into spikes of wheat. There were 13 seeds (18.0 %) collected of cv. Bobwhite out of 72 possible from 12 spikes and 293 seeds (46.4 %) of cv. Podolyanka out of 620 possible from 24 spikes. Based on the results of PCR for the presence of nptII transgene there were no positive signals found for the cv. Bobwhite. On the other hand there were 4 clear positive samples detected for cv. Podolyanka indicating the presence of nptII sequence. Conclusions. Agrobacterium-mediated in planta transformation was conducted for winter cv. Podolanka and spring cv. Bobwhite. The ambient temperature below 28 °C during the next 18 hours after agrobacterium application was crucial. Tested probes of cv. Podolyanka (13.3 %) were positive for the presence of transgene nptII. Key words: wheat, transformation, nptII, agrobacterium, GFP. УДК 167.33:616.36-004+599.323.41 ГУЛЬКО Т.П. 1, 5, ДРАГУЛЯН М.В. 1, ДЕРЯБИНА Е.Г. 1, 5, КОРДЮМ В.А. 1, ЛЕВКИВ М.Ю. 2, БУБНОВ Р.В. 3, 4 1 Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Украина, 03143, г. Киев, ул. Акад. Заболотного, 150, e-mail: kordium@imbg.org.ua 2 Киевский национальный университет им. Тараса Шевченка, Украина, 01601, г. Киев, ул. Владимирская, 64/13 3 Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Украина, 03143, г. Киев, ул. Акад. Заболотного, 154 4 Центр ультразвуковой диагностики и интервеционной сонографии Клинической больницы «Феофания» Государственного Управления делами, Украина,03680, г. Киев, ул. Акад. Заболотного, 21 5 ГУ «Институт генетической и регенеративной медицины НАМНУ», Украина, 04114, г. Киев, ул. Вышгородская, 67 МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ ПОВРЕЖДЕНИЯ, КОМПЕНСАЦИИ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ В ПАТОЛОГИЧЕСКИ ИЗМЕНЕННОЙ ПЕЧЕНИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ССl4 Многие заболевания печени характеризуются наличием воспалительного процесса, при котором происходит интенсивное отмирание гепатоцитов, в результате чего орган теряет свои функции. Однако следует заметить, что многие авторы при комплексном лечении заболеваний печени рассматривают компенсаторно-приспособительные (адаптив- ные) реакции. К таким реакциям исследователи относят регенерацию, гипертрофию и перестройку тканей [1, 2]. В связи с этим, актуальным представляется исследование повреждения печени на экспериментальной модели, индуцированной четыреххлористым углеродом (ССl4), а также изучение регенеративной способности в измененной печени на протяжении 2 месяцев после окончания затравки токсином. Материалы и методы Исследования проведены на 20 мышах- самцах линии ICR, которые в начале эксперимента были разделены на 3 группы.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-178264
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 2219-3782
language Ukrainian
last_indexed 2025-11-24T11:48:38Z
publishDate 2014
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
record_format dspace
spelling Горбатюк, І.Р.
Бавол, А.В.
Моргун, Б.В.
2021-02-18T12:25:03Z
2021-02-18T12:25:03Z
2014
Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite / І.Р. Горбатюк, А.В. Бавол, Б.В. Моргун // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 15. — С. 35-39. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
2219-3782
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178264
577.21: 57.085.1:577.233.3:633.11
Aims. Triticum aestivum L., being one of the world’s most important staple crops, remains a challenge for genetic transformation. This paper describes the application of in planta method to obtain transformants by treating cells of intact plants with argobacterium. Methods. Analysis of the plant material for the presence of nptII transgene was carried out using polymerase chain reaction (PCR). Results. Fresh agrobacterium containing vector p014 was transferred into spikes of wheat. There were 13 seeds (18.0%) collected of cv. Bobwhite out of 72 possible from 12 spikes and 293 seeds (46.4%) of cv. Podolyanka out of 620 possible from 24 spikes. Based on the results of PCR for the presence of nptII transgene there were no positive signals found for the cv. Bobwhite. On the other hand there were 4 clear positive samples detected for cv. Podolyanka indicating the presence of nptII sequence. Conclusions. Agrobacterium-mediated in planta transformation was conducted for winter cv. Podolyanka and spring cv. Bobwhite. The ambient temperature below 28°C during the next 18 hours after agrobacterium application was crucial. Tested probes of cv. Podolyanka (13.3%) were positive for the presence of transgene nptII. Key words: wheat, transformation, nptII, agrobacterium, GFP.
uk
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
Фактори експериментальної еволюції організмів
Клітинні, генні та молекулярні біотехнології
Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite
Agrobacterium-mediated in planta transformation of winter wheat cv. Podolyaka and spring wheat cv. Bobwhite
Article
published earlier
spellingShingle Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite
Горбатюк, І.Р.
Бавол, А.В.
Моргун, Б.В.
Клітинні, генні та молекулярні біотехнології
title Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite
title_alt Agrobacterium-mediated in planta transformation of winter wheat cv. Podolyaka and spring wheat cv. Bobwhite
title_full Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite
title_fullStr Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite
title_full_unstemmed Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite
title_short Агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту Подолянка та ярого сорту Bobwhite
title_sort агробактеріальна трансформація in planta пшениці озимого сорту подолянка та ярого сорту bobwhite
topic Клітинні, генні та молекулярні біотехнології
topic_facet Клітинні, генні та молекулярні біотехнології
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178264
work_keys_str_mv AT gorbatûkír agrobakteríalʹnatransformacíâinplantapšenicíozimogosortupodolânkataârogosortubobwhite
AT bavolav agrobakteríalʹnatransformacíâinplantapšenicíozimogosortupodolânkataârogosortubobwhite
AT morgunbv agrobakteríalʹnatransformacíâinplantapšenicíozimogosortupodolânkataârogosortubobwhite
AT gorbatûkír agrobacteriummediatedinplantatransformationofwinterwheatcvpodolyakaandspringwheatcvbobwhite
AT bavolav agrobacteriummediatedinplantatransformationofwinterwheatcvpodolyakaandspringwheatcvbobwhite
AT morgunbv agrobacteriummediatedinplantatransformationofwinterwheatcvpodolyakaandspringwheatcvbobwhite