Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи
Створення рослин з трансформованою хлоропластною ДНК є одним з пріоритетних напрямків у сучасній генетичній інженерії рослин, адже протягом останніх двадцяти років досягнуто великих успіхів у розробленні стратегії генетичної трансформації пластому та зроблено практичні кроки у створенні транспластом...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів |
|---|---|
| Datum: | 2009 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18908 |
| 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: | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи / Н.А. Матвєєва // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2009. — Т. 7, № 2. — С. 289-304. — Бібліогр.: 83 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859607400629141504 |
|---|---|
| author | Матвєєва, Н.А. |
| author_facet | Матвєєва, Н.А. |
| citation_txt | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи / Н.А. Матвєєва // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2009. — Т. 7, № 2. — С. 289-304. — Бібліогр.: 83 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів |
| description | Створення рослин з трансформованою хлоропластною ДНК є одним з пріоритетних напрямків у сучасній генетичній інженерії рослин, адже протягом останніх двадцяти років досягнуто великих успіхів у розробленні стратегії генетичної трансформації пластому та зроблено практичні кроки у створенні транспластомних рослин. Це пов’язано з низкоюю переваг, що мають такі рослини, та можливістю їхнього застосування в сільському господарстві і медицині. В огляді наведено основні досягнення у використанні різних методів (біолістична, ПЕГ-індукована трансформація та соматична гібридизація) та подано результати, отримані за створення транспластомних рослин родини Solanaceаe, стійких до біотичних та абіотичних факторів, а також рослин – продуцентів рекомбінантних білків.
Конструирование растений с трансформированной хлоропластной ДНК является одним из приоритетных направлений современной генетической инженерии растений. На протяжении последних двадцати лет достигнуты значительные успехи в разработке стратегии генетической трансформации пластома и сделаны практические шаги по созданию транспластомных растений. Это связано с рядом преимуществ, которые имеют растения с трансформированной хлоропластной ДНК, а также возможностью их практического использования в сельском хозяйстве и медицине. В обзоре приведены основные достижения в использовании различных методов получения транспластомных растених семейства Solanaceae (биолистическая, ПЭГ-индуцированная трансформация, соматическая гибридизация), а также результаты в направлении создания растений – продуцентов рекомбинантных белков.
Designing of plants with transformed plastome is one of priority directions of modern genetic plants engineering. During last twenty years significant success in development of strategy of plastome transformation was achieved and practical steps towards transplastomic plants production were made. In this review the basic achievements in genetic engineering of Solanaceae plants (biolistic and PEG-induced transformation, somatic hybridization) and also the results in the construction of plants, producers of recombinant proteins are discussed.
|
| first_indexed | 2025-11-28T05:52:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 289
© Í.à. ìàòâЄЄâà. 2009
óäê 575.222.7:581.1
ÒрАÍÑфÎрÌАц²я хлÎрÎплАÑÒÍÎї дÍк рÎÑлиÍ
рÎдиÍи solaNaceae:
дÎÑяГÍеÍÍя ÒА перÑпекÒиви
Í.à. ìàòâЄЄâà
Іíñòèòуò êë³òèííî¿ á³îëî㳿 òà ãåíåòè÷íî¿ ³íæåíå𳿠ÍàÍ óêðà¿íè
óêðà¿íà, 03680, ì. êè¿â, âуë. Зàáîëîòíîãî, 148
email: joyna56@gmail.com
Ñтâоðåííÿ ðоñëèí ç тðàíñôоðмоâàíоþ õëоðоïëàñтíоþ ÄÍÊ º оäíèм ç ïð³оðèтåтíèõ íà
ïðÿмê³â ó ñó÷àñí³é ãåíåтè÷í³é ³íæåíåð³ї ðоñëèí, àäæå ïðотÿãом оñтàíí³õ äâàäöÿтè ðоê³â
äоñÿãíóто âåëèêèõ óñï³õ³â ó ðоçðобëåíí³ ñтðàтåã³ї ãåíåтè÷íої тðàíñôоðмàö³ї ïëàñтомó
тà çðобëåíо ïðàêтè÷í³ êðоêè ó ñтâоðåíí³ тðàíñïëàñтомíèõ ðоñëèí. Цå ïоâ’ÿçàíо ç íèç
êоþ ïåðåâàã, що мàþтü тàê³ ðоñëèíè, тà моæëèâ³ñтþ їõíüоãо çàñтоñóâàííÿ â ñ³ëüñüêомó
ãоñïоäàðñтâ³ ³ мåäèöèí³.  оãëÿä³ íàâåäåíо оñíоâí³ äоñÿãíåííÿ ó âèêоðèñтàíí³ ð³çíèõ
мåтоä³â (б³оë³ñтè÷íà, ÏÅóíäóêоâàíà тðàíñôоðмàö³ÿ тà ñомàтè÷íà ã³бðèäèçàö³ÿ) тà ïо
äàíо ðåçóëüтàтè, отðèмàí³ çà ñтâоðåííÿ тðàíñïëàñтомíèõ ðоñëèí ðоäèíè Solanaceàe,
ñт³éêèõ äо б³отè÷íèõ тà àб³отè÷íèõ ôàêтоð³â, à тàêоæ ðоñëèíïðоäóöåíт³â ðåêомб³íàíт
íèõ б³ëê³â.
Êëþ÷оâ³ ñëоâà: Solanaceae, б³отåõíоëоã³ÿ, тðàíñôоðмàö³ÿ ïëàñтомó, ðåêомб³íàíтí³
б³ëêè.
òðàíñôîðìàö³ÿ хëîðîпëàñòíî¿ дÍк. õëîðîïëàñòíà òðàíñôîðìàö³ÿ º ö³
ëьîâîþ ³íòåãðàö³ºþ ÷уæèííîãî ãåíà àáî ãåí³â у ïëàñòèäíèé ãåíîì. ìîæëè
â³ñòь òðàíñôîðìуâàííÿ õëîðîïëàñòíîãî ãåíîìу áуëî ïîêàçàíî у 1988 ð. Boyton
et al., ÿê³ çä³éñíèëè ïåðåíåñåííÿ ÷уæèííîãî ãåíà â õëîðîïëàñò îäíîêë³òèííî¿ âî
äîðîñò³ Chlamydomonas reinhardtii øëÿõîì áîìáàðäуâàííÿ ì³êðî÷àñòêàìè [1].
Іíòåðåñ äî ñòâîðåííÿ ðîñëèí ³ç òðàíñôîðìîâàíîþ õëîðîïëàñòíîþ äÍê
ïîâ’ÿçàíèé ïåðø çà âñå ç âèñîêèì ð³âíåì åêñïðåñ³¿ òà ìîæëèâ³ñòþ íàêîïè÷åí
íÿ ñуòòºâî á³ëьøî¿ ê³ëьêîñò³ á³ëêîâîãî ïðîäуêòу ïîð³âíÿíî ç åêñïðåñ³ºþ òîãî
æ ãåíà, ùî çíàõîäèòьñÿ â ÿäåðí³é äÍê [2], ùî áуëî ç’ÿñîâàíî, çîêðåìà, ïðè
ïåðåíåñåíí³ ãåí³â βãëþêуðîí³äàçè òà íåîì³öèíôîñôîòðàíñôåðàçè ІІ [3, 4].
ó êë³òèíàõ ðîñëèí ì³ñòèòьñÿ áëèçьêî 100 õëîðîïëàñò³â, õî÷à ¿õíÿ ê³ëьê³ñòь çíà
÷íî âàð³þº, à â îäíîìу õëîðîïëàñò³ – äî 100 êîï³é õëîðîïëàñòíîãî ãåíîìу [5].
îòæå, êë³òèíè ðîñëèí ìàþòь âåëèêу ê³ëьê³ñòь êîï³é õëîðîïëàñòíî¿ äÍê (áëèçь
êî 10000) [6]. òàêèì ÷èíîì, ÿêùî ÷уæèííèé ãåí âáуäîâуºòьñÿ â õëîðîïëàñòíу
äÍê, äî 10000 éîãî êîï³é áуäуòь ïðèñуòí³ â òðàíñôîðìîâàí³é êë³òèí³. Зîêðåìà,
öå áуëî ï³äòâåðäæåíî ðîáîòîþ Maliga [7] ïðè òðàíñôîðìàö³¿ òþòþíу øëÿõîì
áîìáàðäуâàííÿ ëèñòîâèõ äèñê³â âîëьôðàìîâèìè ÷àñòêàìè ç íàíåñåíîþ íà íèõ
äÍê. Зàâäÿêè íàÿâíîñò³ âåëèêî¿ ê³ëьêîñò³ êîï³é ìîæíà î÷³êуâàòè íà âèñîêèé ð³
âåíь åêñïðåñ³¿ âíåñåíîãî ãåíà [8]. ×уæèííèé á³ëîê у êë³òèíàõ ³ç òðàíñôîðìîâà
íîþ õëîðîïëàñòíîþ äÍê ñèíòåçуºòьñÿ у çíà÷í³é ê³ëьêîñò³, ñêëàäàþ÷è äî 40 %
çàãàëьíîãî ðîç÷èííîãî êë³òèííîãî á³ëêà [9].
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2290
Н.А. Мàòвєєвà
ïëàñòèäíà ãåòåðîïëàñòîìí³ñòь ìîæå çàëè
øàòèñÿ íàâ³òь ïðè äîñèòь òðèâàëîìу êуëь
òèâуâàíí³ íà ñåëåêòèâíîìу ñåðåäîâèù³,
àäæå ïðèñуòí³ñòь îäí³º¿ àáî äåê³ëьêîõ êî
ï³é òðàíñãåí³â íàäຠîðãàíåë³ ñò³éêîñò³ äî
ñåëåêòèâíîãî àãåíòà [15].
îñíîâíîþ ìåòîþ åêñïåðèìåíò³â ç
òðàíñôîðìàö³¿ ïëàñòîìíî¿ äÍê º äîñÿã
íåííÿ ñòàíу ñòàá³ëьíî¿ òðàíñôîðìàö³¿, çà
ÿêîþ âñ³ êîﳿ ïëàñòèäíîãî ãåíîìу º òðàíñ
ôîðìîâàíèìè, òîáòî, çíàõîäÿòьñÿ â ãîìî
ïëàñòèäíîìу ñòàí³, îäíî÷àñíî êîﳿ äèêîãî
òèïу ïëàñòèäíîãî ãåíîìу (ç íåòðàíñôîð
ìîâàíîþ äÍê) åë³ì³íуþòь у ïðîöåñ³ ñå
ëåêö³¿. ñòàá³ëьíу òðàíñôîðìàö³þ õëîðî
ïëàñòíî¿ äÍê òþòþíу áуëî çä³éñíåíî ùå â
1990 ð. [16]. äëÿ òðàíñôîðìуâàííÿ âèêî
ðèñòàíî ïëàçì³äу pZS148 ç ôðàãìåíòîì
ïëàñòèäíî¿ äÍê ñò³éêîãî äî ñòðåïòîì³öèíу
òà ñïåêòèíîì³öèíу ìуòàíòу òþòþíу. â ðå
çуëьòàò³ ñåëåêö³¿ íà ñåðåäîâèù³, ùî ì³ñ
òèëî ñïåêòèíîì³öèí, áуëî îòðèìàíî ãîìî
ïëàñòîìí³ òðàíñãåíí³ ðîñëèíè.
âèêîðèñòàííÿ ñò³éêîñò³ äî ñïåêòèíî
ì³öèíу òà ñòðåïòîì³öèíу, ùî çуìîâëþ
ºòьñÿ ïðèñуòí³ñòþ áàêòåð³àëьíîãî ãåíà
àì³íîãë³êîçèä3àäåí³ëòðàíñôåðàçè
(aadA), º íàé÷àñò³øå çàñòîñîâуâàíèì ñïî
ñîáîì ñåëåêö³¿ ðîñëèí ç òðàíñôîðìîâàíè
ìè ïëàñòèäàìè. òàê, ãåí aadA âèêîðèñòà
ëè Svab et al. ÿê ñåëåêòèâíèé [17]. Пðè ñå
ëåêö³¿ íà ñåðåäîâèù³ ç³ ñïåêòèíîì³öèíîì
â³ðîã³äíà ïîÿâà ðîñëèí, ùî º ÷уòëèâèìè
äî ñòðåïòîì³öèíу. â òîé æå ÷àñ ïðîâåäåí
íÿ ñåëåêö³¿ â ïðèñуòíîñò³ äâîõ àíòèá³îòèê³â
äຠìîæëèâ³ñòь â³ä³áðàòè ðîñëèíè, ÿê³ ñò³é
ê³ ÿê äî ñòðåïòîì³öèíу, òàê ³ äî ñïåêòèíîì³
öèíу, òàêèì ÷èíîì âèêëþ÷àþ÷è àáî çâîäÿ
÷è äî ì³í³ìуìу â³ðîã³äí³ñòь ïîÿâè ñïîíòàí
íèõ ìуòàíò³â.
ñåëåêòèâíèìè ãåíàìè, ÿê³ äàþòь ìîæ
ëèâ³ñòь çä³éñíþâàòè ñåëåêö³þ òðàíñïëàñ
òîìíèõ ðîñëèí çà îçíàêîþ ñò³éêîñò³ äî êà
íàì³öèíу, º aphA6 òà ïåо [18, 19].
ðîñëèíè ç òðàíñãåíàìè â ÿäåðí³é äÍê
ìîæуòь ñòàíîâèòè çàãðîçу äîâê³ëëþ ÷åðåç
íåêîíòðîëьîâàíå ðîçïîâñþäæåííÿ öèõ
ãåí³â ç ïèëêîì òà ïåðåíåñåííÿ ¿õ äî ³íøèõ
ðîñëèí. ðàçîì ç òèì, â³äîìå ìàòåðèíñьêå
уñïàäêуâàííÿ öèòîïëàçìàòè÷íèõ ãåí³â çà
ñòàòåâî¿ ã³áðèäèçàö³¿ [10]. îñê³ëьêè ïèëîê
òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí íå ì³ñòèòь ãåíå
òè÷íî ìîäèô³êîâàíî¿ äÍê, ïðè êуëьòèâу
âàíí³ òàêèõ ðîñëèí âèêëþ÷àºòьñÿ ñïîíòàí
íå, íåêîíòðîëьîâàíå ïåðåíåñåííÿ òðàíñ
ãåí³â äî ãåíîìу áуð’ÿí³â.
Пåðåâàãîþ òðàíñôîðìàö³¿ ñàìå õëîðî
ïëàñòíî¿ äÍê º òå, ùî, íà â³äì³íу â³ä òðàíñ
ôîðìàö³¿ ÿäåðíî¿ äÍê, âîíà çä³éñíþºòьñÿ
øëÿõîì ãîìîëîã³÷íî¿ ðåêîìá³íàö³¿ [11, 12].
âèñîêà ñïåöèô³÷í³ñòь çà ì³ñöåì âáуäîâу
âàííÿ ãåíà, ùî ïåðåíîñèòьñÿ, äຠìîæëè
â³ñòь уíèêíуòè âïëèâу òàê çâàíîãî íåêîí
òðî ëьîâàíîãî åôåêòу ïîëîæåííÿ àáî ÿâè
ùà “ìîâ÷àííÿ” ïåðåíåñåíèõ ãåí³â, ùî â
äåÿêèõ âèïàäêàõ ìຠì³ñöå â ðîñëèíàõ ç
òðàíñôîðìîâàíîþ ÿäåðíîþ äÍê [13]. Пî
ë³öèñòðîííèé òèï åêñïðåñ³¿ ïðè òðàíñôîð
ìàö³¿ õëîðîïëàñò³â çàâäÿêè ïðîêàð³îòí³é
îðãàí³çàö³¿ ïëàñòèä äîçâîëÿº ââîäèòè â
êë³òèíу äåê³ëьêà ãåí³â îäíî÷àñíî [14].
Áåçïîñåðåäíьî â ïðîöåñ³ òðàíñôîðìу
âàííÿ ðîñëèííèõ êë³òèí â³äáуâàºòьñÿ âáу
äîâуâàííÿ ÷уæèííîãî ãåíà ëèøå â îäíу àáî
äåê³ëьêà êîï³é õëîðîïëàñòíî¿ äÍê. îòæå,
ùîéíî òðàíñôîðìîâàí³ êë³òèíè ì³ñòÿòь
õëîðîïëàñòè, ÿê³, êð³ì òðàíñôîðìîâàíî¿,
òàêîæ ìàþòь äÍê äèêîãî òèïу; òàêèì ÷è
íîì, ñïîñòåð³ãàºòьñÿ ÿâèùå ãåòåðîïëàñ
òîìíîñò³ – ³íòåðïëàñòèäíî¿ àáî ³íòðàïëàñ
òèäíî¿. ó ïåðøîìу âèïàäêу â êë³òèí³ ïðè
ñуòí³ õëîðîïëàñòè ÿê ç òðàíñôîðìîâàíîþ
äÍê, òàê ³ õëîðîïëàñòè äèêîãî òèïу. Пðè
³íòðàïëàñòèäíîìу ñòàí³ â îäíîìу õëîðî
ïëàñò³ ïðèñуòí³ òðàíñôîðìîâàíà òà íå
òðàíñôîðìîâàíà äÍê. Пðè ñåëåêö³¿ â³ä
áуâàºòьñÿ åë³ì³íàö³ÿ õëîðîïëàñò³â äèêîãî
òèïу, îòæå, çíèêຠ³íòåðïëàñòèäíà ãåòåðî
ïëàñòîìí³ñòь. Íà â³äì³íу â³ä öьîãî, ³íòðà
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 291
Тðàíñфоðмàц³я хëоðопëàñòíої ДНК ðоñëèí ðодèíè solanaceae: доñяãíеííя òà пеðñпекòèвè
ìåòîäу ìîæíà òðàíñôîðìуâàòè á³ëьø³ñòь
ñ³ëьñьêîãîñïîäàðñьêèõ ðîñëèí, ÿê äâî
äîëьíèõ, òàê ³ îäíîäîëьíèõ, à òàêîæ ì³êðî
îðãàí³çìè òà êë³òèíè òâàðèí [26]. ìåòîäîì
á³îë³ñòè÷íî¿ òðàíñôîðìàö³¿ ñòâîðåíî ðÿä
ðîñëèí ðîäèíè ïàñëьîíîâèõ ç òðàíñôîð
ìîâàíèì ïëàñòîìîì – òþòþí [19], êàðòî
ïëþ [27], òîìàò [28], ïåòуí³þ [29].
ìåòîä Пåã³íäуêîâàíî¿ òðàíñôîðìàö³¿
ïîëÿãຠу ïðÿìîìу âíåñåíí³ äÍê äî ïðîòî
ïëàñò³â ³ç âèêîðèñòàííÿì ïîë³åòèëåíãë³êî
ëþ (Пåã), ðîç÷èíу ç ³îíàìè êàëьö³þ òà ëуæ
íèì ðÍ [30, 31]. ìîæëèâ³ñòь âèêîðèñòàííÿ
öьîãî ìåòîäу äëÿ îòðèìàííÿ òðàíñïëàñ
òîìíèõ ðîñëèí áуëî ïîêàçàíî á³ëьøå 20
ðîê³â òîìу. òàê, â ðîáîò³ Spörlein et al. [32]
âèÿâëåíî íàÿâí³ñòь åêñïðåñ³¿ ðåïîðòåð
íîãî gasãåíà â ïðîòîïëàñòàõ Nicotiana
plumbaginifolia ï³ñëÿ Пåã³íäуêîâàíî¿
òðàíñôîðìàö³¿. öèì ìåòîäîì áуëî îòðè
ìàíî òðàíñïëàñòîìí³ ðîñëèíè Nicotiana
tabacum [33], Lycopersicon esculentum
[34], Solanum tuberosum [35]. âèêîðèñ
òàííÿ Пåã³íäуêîâàíî¿ òðàíñôîðìàö³¿ ïî
òðåáуº íàÿâíîñò³ åôåêòèâíèõ ìåòîäèê
êуëьòèâуâàííÿ ³çîëьîâàíèõ ïðîòîïëàñò³â,
ùî îáìåæуº çàñòîñуâàííÿ öьîãî ìåòîäу.
ñîìàòè÷íà ã³áðèäèçàö³ÿ äຠìîæëè
â³ñòь ðåêîíñòðуþâàòè íå ëèøå ÿäåðíèé,
àëå ³ ïëàñòîìíèé ãåíîì [36], àäæå çëèòòÿ
ïðîòîïëàñò³â º ñèñòåìîþ òðàíñïîðòу ãåíå
òè÷íî¿ ³íôîðìàö³¿, çàâäÿêè ÿê³é ìîæå áуòè
çä³éñíåíî ïåðåíåñåííÿ ãåí³â, çîêðåìà òèõ,
ùî çíàõîäÿòьñÿ â õëîðîïëàñòàõ, ì³æ ðîñ
ëèííèìè êë³òèíàìè. Зàâäÿêè öьîìу ìåòîä
ñîìàòè÷íî¿ ã³áðèäèçàö³¿ ìîæíà ââàæàòè òà
êèì, ùî äîçâîëÿº çä³éñíþâàòè êîíñòðуþ
âàííÿ êë³òèí ³ç íîâèì уí³êàëьíèì íàáîðîì
ãåí³â òà îòðèìуâàòè ðîñëèíè ç òðàíñôîð
ìîâàíèì õëîðîïëàñòíèì ãåíîìîì.
Òðàíñпëàñòîìí³ ðîñëèíè ðîäèíè
solanaceae. äî òåïåð³øíьîãî ÷àñу íàä³é
í³, â³äòâîðþâàí³ ìåòîäèêè òðàíñôîðìàö³¿
õëîðîïëàñòíî¿ äÍê ðîçðîáëåíî ò³ëьêè äëÿ
ðîñëèí ðîäу Nicotiana. îäíèìè ç ïåðøèõ
äëÿ уíèêíåííÿ ïîòåíö³éíî¿ øê³äëè
âîñò³ ãåí³â ðåçèñòåíòíîñò³ äî àíòèá³îòèê³â
ñòàíîâèòь ³íòåðåñ îòðèìàííÿ òðàíñïëàñ
òîìíèõ ðîñëèí, â³ëьíèõ â³ä ìàðêåð³â ñò³é
êîñò³ äî àíòèá³îòèê³â. äëÿ öьîãî âèêîðèñ
òîâуþòь, çîêðåìà, ãåí áåòà¿íàëьäåã³ääåã³
äðîãåíàçè øï³íàòу (badh), íàÿâí³ñòь ÿêîãî
äîçâîëÿº ³íàêòèâуâàòè òîêñè÷íèé áåòà¿
íàëьäåã³ä, ïðè÷îìу òàêà ñåëåêö³ÿ çíà÷íî
åôåêòèâí³øà, í³æ çà âèêîðèñòàííÿ ñïåê
òèíîì³öèíу [20]. Áàêòåð³àëьíèé ãåí bar,
ÿêèé êîäуº ôîñô³íîòðèöèíàöåòèëòðàíñ
ôåðàçу òà çуìîâëþº ñò³éê³ñòь äî ãåðá³öèäу
ôîñô³íîòðèöèíу, â ïîºäíàíí³ ç ãåíîì aadA
òàêîæ çàñòîñîâуþòь äëÿ ñòâîðåííÿ òðàíñ
ïëàñòîìíèõ ðîñëèí [21]. äëÿ îòðèìàííÿ
òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí âèêîðèñòîâуþòь
ðåïîðòåðí³ ãåíè gus òà GFP, íàÿâí³ñòь ÿêèõ
ìîæíà âèçíà÷èòè â³çуàëьíî [22, 27].
Ìåòîäè ñòâîðåííÿ òðàíñпëàñòîì‑
íèх ðîñëèí. Пðîöåñ òðàíñôîðìàö³¿
ïëàñòèäíîãî ãåíîìу ðîñëèí ñêëàäàºòь
ñÿ ç òðьîõ ïîñë³äîâíèõ åòàï³â: ³íòðîäуê
ö³¿ òðàíñôîðìуþ÷îãî âåêòîðà â ïëàñòèäè;
³íòåãðàö³¿ òðàíñãåíà â ïëàñòèäíèé ãåíîì
øëÿõîì ãîìîëîã³÷íî¿ ðåêîìá³íàö³¿; ñåëåê
ö³¿ êë³òèí, ùî ìàþòь òðàíñôîðìîâàíèé ãå
íîì ç ïîäàëьøîþ ðåãåíåðàö³ºþ ðîñëèí у
ñåëåêòèâíèõ уìîâàõ.
äëÿ ââåäåííÿ ãåí³â у ðîñëèíí³ êë³òèíè
âèêîðèñòîâуþòь ìåòîäè Пåã³íäуêîâàíî¿
òà á³îë³ñòè÷íî¿ òðàíñôîðìàö³¿. ðîñëèíè
³ç òðàíñôîðìîâàíèìè ïëàñòèäàìè òàêîæ
ñòâîðþþòь øëÿõîì ñîìàòè÷íî¿ ã³áðèäè
çàö³¿.
Зíà÷íà ê³ëьê³ñòь ðîá³ò ç³ ñòâîðåííÿ
òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí âèêîíàíà ³ç âè
êîðèñòàííÿì ìåòîäу á³îë³ñòè÷íî¿ òðàíñ
ôîðìàö³¿. öåé ìåòîä ïîëÿãຠâ ïðÿìîìу
âíåñåíí³ äÍê у êë³òèíè çà äîïîìîãîþ ñïå
ö³àëьíî¿ уñòàíîâêè “short gun”, â ÿê³é ÷àñò
êè ³ç çîëîòà àáî âîëьôðàìу ç íàíåñåíîþ
äÍê ï³ä òèñêîì ãåë³þ ðуõàþòьñÿ ç âåëèêîþ
øâèäê³ñòþ òà òðàíñïîðòуþòь äÍê у êë³òè
íè ðîñëèí [24, 25]. Зà âèêîðèñòàííÿ öьîãî
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2292
Н.А. Мàòвєєвà
âåêòîðà pMON30125 14 ë³í³é, ñò³éêèõ äî
ñïåêòèíîì³öèíу, áуëî îòðèìàíî ï³ñëÿ 104
áîìáàðäуâàíь. òðè ç íèõ âèÿâèëè òàêîæ
ðåçèñòåíòí³ñòь äî ñòðåïòîì³öèíу. ìåòî
äîì áëîòã³áðèäèçàö³¿ çà ñàуçåðíîì áуëî
ïîêàçàíî, ùî òðè ñïåêòèíîì³öèí/ñòðåïòî
ì³öèíñò³éê³ ë³í³¿, îòðèìàí³ ï³ñëÿ òðàíñôîð
ìàö³¿ ïëàçì³äîþ pZS197, º ãîìîïëàñòîì
íèìè òðàíñôîðìàíòàìè. âîíè ìàëè ò³ëьêè
òðàíñãåííу õëäÍê ïðè â³äñуòíîñò³ äÍê äè
êîãî òèïу. àíàëîã³÷í³ ðåçуëьòàòè îòðèìà
íî ï³ñëÿ áëîòã³áðèäèçàö³¿ çà ñàуçåðíîì
ë³í³é, ðåãåíåðîâàíèõ ï³ñëÿ òðàíñôîðìà
ö³¿ ïëàçì³äîþ pMON30125. åôåêòèâí³ñòь
òðàíñôîðìàö³¿, ùî ñêëàëà 1 ïîä³þ íà 15
àáî 30 áîìáàðäуâàíь, âèÿâèëàñÿ íèæ÷îþ,
í³æ òà, ùî îïèñàíà äëÿ òþòþíу [17] – îäíà
ïîä³ÿ íà 1 ïîñòð³ë. àâòîðè ââàæàþòь, ùî öå
ìîæå áуòè ðåçуëьòàòîì ð³çíèö³ åôåêòèâ
íîñò³ ðåãåíåðàö³¿ òþòþíу òà êàðòîïë³ àáî
âíàñë³äîê çàñòîñуâàííÿ у âåêòîðíèõ êîí
ñòðуêö³ÿõ ôëàíêуþ÷èõ ïîñë³äîâíîñòåé ç
ãåíîìу òþòþíу.
Щå îäí³ºþ ðîáîòîþ ç òðàíñôîðìàö³¿
õëîðîïëàñòíî¿ äÍê êàðòîïë³ [35] áуëî ïî
êàçàíî ìîæëèâ³ñòь ³íòåãðàö³¿ òà åêñïðåñ³¿
÷уæèííèõ ãåí³â у ïëàñòèäíèé ãåíîì êîìåð
ö³éíîãî ñîðòу êàðòîïë³ Desiree ïðè âèêî
ðèñòàíí³ âåêòîðíèõ êîíñòðуêö³é pZS197,
pMSK18 òà pNtcZ70 ç ñåëåêòèâíèì ãå
íîì aadA. П³ñëÿ áîìáàðäуâàííÿ ëèñòîâèõ
ïëàñòèíîê òà íàñòуïíî¿ ñåëåêö³¿ íà ñåðåäî
âèù³ ç 3 ìã/ë çåàòèíðèáîçèäу, 2 ìã/ë ³í
äîë³ëîöòîâî¿ êèñëîòè, 1 ìã/ë ã³áåðåëîâî¿
êèñëîòè òà 300 ìã/ë ñïåêòèíîì³öèíу ç 179
áîìáàðäуâàíь (pZS197) áуëî îòðèìàíî 21
ñò³éêу äî ñïåêòèíîì³öèíу ë³í³þ, 10 ç ÿêèõ
âèÿâèëèñÿ ñò³éêèìè òàêîæ äî ñòðåïòîì³
öèíу â êîíöåíòðàö³¿ 300 ìã/ë. 9 ñò³éêèõ äî
ñïåêòèíîì³öèíу ïàãîí³â îòðèìàíî ï³ñëÿ
òðàíñôîðìàö³¿ êîíñòðуêö³ºþ pMSK18, 4 ç
ÿêèõ áуëè ñò³éêèìè ³ äî ñòðåïòîì³öèíу. З 8
ñïåêòèíîì³öèíñò³éêèõ ë³í³é, òðàíñôîðìî
âàíèõ âåêòîðîì pNtcZ70, âñ³ áуëè ÷уòëèâè
ìè äî ñòðåïòîì³öèíу. Пëðàíàë³ç ïîêàçàâ,
ðîá³ò áуëè äîñë³äæåííÿ Svab et al. [17, 37]
ùîäî ñòâîðåííÿ òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí
òþòþíу ç âèñîêîþ åôåêòèâí³ñòþ, Daniell
et al. [22] ùîäî åêñïðåñ³¿ ãåíà õëîðàìôå
í³êîëàöåòèëòðàíñôåðàçè â õëîðîïëàñòàõ
òþòþíу. Koop et al. [31] òðàíñôîðìуâà
ëè ïëàñòèäíу äÍê Nicotiana tabacum, îá
ðîáëÿþ÷è ðîç÷èíîì Пåã ïðîòîïëàñòè ç
ëèñòê³â òþòþíу. àâòîðàìè áуëî îïòèì³çî
âàíî ïðîòîêîë òðàíñôîðìàö³¿ ³ ñåëåêö³¿ íà
ñåðåäîâèù³ ç àíòèá³îòèêàìè (ñïåêòèíî
ì³öèíîì òà ñòðåïòîì³öèíîì) òà îòðèìàíî
òðàíñ ïëàñòîìí³ ðîñëèíè.
òðàíñôîðìàö³ÿ õëîðîïëàñòíî¿ äÍê ³í
øèõ ðîñëèí, çîêðåìà êàðòîïë³ òà òîìàò³â,
ÿê çà äîïîìîãîþ Пåã³íäуêîâàíî¿ òðàíñ
ôîðìàö³¿ ïðîòîïëàñò³â, òàê ³ ïðè çàñòîñу
âàíí³ á³îë³ñòè÷íîãî ìåòîäу, âèìàãຠíà
ÿâíîñò³ âèñîêî¿ åôåêòèâíîñò³ ðåãåíåðà
ö³¿ ðîñëèí ³ç ëèñòê³â, ìåæâуçëь, áуëьá àáî
³íøèõ åêñïëàíò³â. îá’ºêòèâí³ òðуäíîù³
òðàíñôîðìуâàííÿ õëîðîïëàñòíî¿ äÍê âè
êëèêàí³ ÿê â³äñуòí³ñòþ åôåêòèâíèõ ìåòî
äèê ðåãåíåðàö³¿ ðîñëèí ç ïðîòîïëàñò³â, òàê
³ çíà÷íèìè â³äì³ííîñòÿìè â ðåãåíåðàö³éí³é
çäàòíîñò³ ðîñëèí ð³çíèõ ñîðò³â [38].
Пåðøîþ ç òðàíñôîðìàö³¿ õëîðîïëàñò
íî¿ äÍê Solanum tuberosum ñòàëà ðî
áîòà Sidorov et al. [27]. Зà âèêîðèñòàííÿ
âåêòîð³â pZS197 òà pMON30125, ùî áуëè
ñêîíñòðуéîâàí³ äëÿ òðàíñôîðìàö³¿ ïëàñ
òèäíîãî ãåíîìу òþòþíу, àâòîðè ìåòîäîì
áîìáàðäуâàííÿ îòðèìàëè ðîñëèíè êàð
òîïë³ ç òðàíñôîðìîâàíèìè õëîðîïëàñòà
ìè. Зàïîðуêîþ уñï³õу áуëî âèêîðèñòàííÿ
ë³í³¿ FL1607, äëÿ ÿêî¿ ñïîñòåð³ãàëè âèñî
êîåôåêòèâíу ïðÿìу ðåãåíåðàö³þ ïàãîí³â ç
ëèñòîâèõ ïëàñòèíîê íà ñåðåäîâèù³ ç 5 ìã/ë
çåàòèíу òà 0,1 ìã/ë Íîê. سñòь ðîñëèí,
ñò³éêèõ äî ñïåêòèíîì³öèíу, áуëî îòðèìàíî
ï³ñëÿ 46 áîìáàðäуâàíь (pZS197). òðè ë³í³¿
ç îòðèìàíèõ âèÿâèëèñь ñò³éêèìè äî äâîõ
àíòèá³îòèê³â – ñïåêòèíîì³öèíу òà ñòðåïòî
ì³ö³íу (êîíöåíòðàö³¿ 300 òà 500 ìã/ë â³äïî
â³äíî). â åêñïåðèìåíòàõ ³ç âèêîðèñòàííÿì
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 293
Тðàíñфоðмàц³я хëоðопëàñòíої ДНК ðоñëèí ðодèíè solanaceae: доñяãíеííя òà пеðñпекòèвè
ãåíà aadA, ùî ï³äòâåðäèëî ïëàñòîìíу ïðè
ðîäу òðàíñôîðìàö³¿ îòðèìàíèõ ðîñëèí.
Zubko et al. [29] ñòâîðèëè òðàíñïëàñ
òîìí³ ðîñëèíè Petunia hybrida. âèõ³äíèì
ìàòåð³àëîì äëÿ åêñïåðèìåíòу ñëуãуâà
ëè ëèñòîâ³ åêñïëàíòè êîìåðö³éíîãî ñîðòу
Pink Wave, ùî â³äð³çíÿëèñÿ âèñîêîþ ðåãå
íåðàö³éíîþ çäàòí³ñòþ. ìåòîäîì áîìáàð
äуâàííÿ îòðèìàíî ðîñëèíè ç ãåíîì aadA,
ïðè÷îìу åôåêòèâí³ñòь òðàíñôîðìàö³¿ áуëà
äîñèòь âèñîêîþ òà äîð³âíþâàëà 1 ïî䳿 íà
10 ïîñòð³ë³â. àâòîðè, âðàõуâàâøè íåãà
òèâíèé äîñâ³ä ïîïåðåäí³õ åêñïåðèìåíò³â,
çä³éñíþâàëè ñåëåêö³þ òðàíñôîðìàíò³â íà
ñåðåäîâèù³, ùî ì³ñòèëî îäíî÷àñíî ñïåê
òèíîì³öèí òà ñòðåïòîì³öèí äëÿ уíèêíåííÿ
ïîÿâè ñïîíòàííèõ ìуòàíò³â. öåé ï³äõ³ä äî
åòàïу ñåëåêö³¿ âèÿâèâñÿ âäàëèì, àäæå áуëî
â³ä³áðàíî òðàíñôîðìîâàí³ ðîñëèíè, ÿê³ çà
ðåçуëьòàòàìè ìîëåêуëÿðíîá³îëîã³÷íîãî
àíàë³çу áуëè ãîìîïëàñòîìíèìè òðàíñôîð
ìàíòàìè. ö³ ðîñëèíè уêîð³íþâàëèñÿ, öâ³ëè
òà çà ôåíîòèïîì íå â³äð³çíÿëèñÿ â³ä ðîñ
ëèí äèêîãî òèïу.
Іç çàñòîñуâàííÿì ìåòîäу á³îë³ñòè÷íî¿
òðàíñôîðìàö³¿ îòðèìàíî òðàíñïëàñòîì
í³ ðîñëèíè Solanum rickii [39]. äëÿ òðàíñ
ôîðìàö³¿ âèêîðèñòàíî âåêòîðíу êîíñòðуê
ö³þ ç ãåíîì aadÀ ï³ä êîíòðîëåì ïðîìîòîðу
16S ðäÍê òþòþíу òà òåðì³íàòîð ãåíà rbcL
³ç ïëàñòîìу Chlamydomonas reinhardtii.
ñåëåêòèâíèé ãåí aadÀ ôëàíêîâàíèé ä³
ëÿíêàìè õëîðîïëàñòíî¿ äÍê, ÿê³ âêëþ÷àëè
ãåíè rpl32 (ðèáîñîìíèé á³ëîê) ³ trnL (òðÍê
ëåéöèíу) òþòþíîâîãî ïëàñòîìу, ùî ìàâ
çàáåçïå÷уâàòè âáуäîâуâàííÿ ãåíà aadÀ у
ãîìîëîã³÷íу ä³ëÿíêу õëîðîïëàñòíîãî ãå
íîìу. ×àñòîòà òðàíñôîðìàö³¿ ñòàíîâèëà 1
ïîä³ÿ íà 10 áîìáàðäуâàíь, ùî, î÷åâèäíî,
ïîâ’ÿçàíî ç âèñîêîþ çäàòí³ñòþ äî ðåãå
íåðàö³¿ âèêîðèñòàíèõ ñòåáëîâèõ òà ëèñòî
âèõ åêñïëàíò³â S. rickii, ÷àñòîòà ðåãåíåðàö³¿
ÿêèõ ñòàíîâèëà äî 100 %. Пîêàçàíî, ùî âè
êîðèñòàííÿ îäíî÷àñíî äâîõ àíòèá³î òèê³â,
ñòðåïòîì³öèíу òà ñïåêòèíîì³öèíу, äîçâî
ùî âñ³ ñïåêòèíîì³öèí/ñòðåïòîì³öèíñò³é
ê³ ë³í³¿ ì³ñòÿòь ãåí aadA, â òîé ÷àñ ÿê ðîñ
ëèíè, ñò³éê³ ëèøå äî îäíîãî àíòèá³îòèêу, º
ñïîíòàííèìè ìуòàíòàìè òà íå ì³ñòÿòь ñå
ëåêòèâíîãî ãåíà.
åôåêòèâí³ñòь òðàíñôîðìàö³¿ êàðòîïë³
ñîðòу Desiree â îáãîâîðþâàíîìу äîñë³
äæåíí³ (1 òðàíñôîðìàíò íà 18 ïîñòð³ë³â
äëÿ êîíñòðуêö³¿ pZS197 òà 1 íà 25 ïîñòð³ë³â
äëÿ êîíñòðуêö³¿ pMSK18) íàáëèæàºòьñÿ äî
ðåçуëьòàò³â, îòðèìàíèõ Sidorov et al. [27].
Íà äуìêу àâòîð³â, äîñèòь âèñîêà åôåêòèâ
í³ñòь º ðåçуëьòàòîì âèêîðèñòàííÿ âåêòîð
íèõ êîíñòðуêö³é pZS197 òà pMSK18, â ÿêèõ
ôëàíêуþ÷³ ïîñë³äîâíîñò³ òþòþíу äî 98 % º
³äåíòè÷íèìè ä³ëÿíêàì accDrbcL (pZS197)
òà rps12rrn16 (pMSK18) õëîðîïëàñòíîãî
ãåíîìу êàðòîïë³.
ðîñëèíè Lycopersicon esculentum òà
êîæ áуëè îá’ºêòîì òðàíñôîðìàö³¿ ç ìå
òîþ îòðèìàííÿ òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí.
òàê, Ruf et al. [28] òðàíñôîðìуâàëè õëîðî
ïëàñòíу äÍê ðîñëèí òîìàòу øëÿõîì áîì
áàðäуâàííÿ ëèñòîâèõ äèñê³â, õî÷à åôåê
òèâí³ñòь òðàíñôîðìàö³¿ âèÿâèëàñÿ íèæ
÷îþ, í³æ çà ïëàñòèäíî¿ òðàíñôîðìàö³¿
òþòþíу. òðàíñãåí åêñïðåñуâàâñÿ ÿê â ëèñò
êàõ, òàê ³ â ïëîäàõ, õî÷à â ïëîäàõ òðàíñôîð
ìîâàíèõ ðîñëèí òðàíñãåí åêñïðåñуâàâñÿ â
ê³ëьêîñò³, ùî ñòàíîâèëà ïðèáëèçíî 50 %
â³ä ð³âíÿ åêñïðåñ³¿ â ëèñòêàõ. àâòîðè ââà
æàþòь, ùî çàïðîïîíîâàíà ñèñòåìà îòðè
ìàííÿ òðàíñïëàñòîìíèõ òîìàò³â ìîæå áуòè
çàñòîñîâàíà äëÿ ïðîäуêуâàííÿ ¿ñòèâíèõ
âàêöèí, àíòèò³ë òà ôàðìàöåâòè÷íèõ ïðåïà
ðàò³â.
òðàíñïëàñòîìí³ ðîñëèíè òîìàòу îòðè
ìàíî íå ò³ëьêè øëÿõîì áîìáàðäуâàííÿ
ì³êðî÷àñòêàìè, àëå é çà äîïîìîãîþ Пåã
³íäуêîâàíî¿ òðàíñôîðìàö³¿. òàêу ðîáîòу
áуëî ïðîâåäåíî ç âèêîðèñòàííÿì âåêòî
ðà ç ãåíîì ñò³éêîñò³ äî ñïåêòèíîì³öèíу òà
ñòðåïòîì³öèíу [34]. âèâ÷àþ÷è уñïàäêу
âàííÿ îçíàêè ñò³éêîñò³ äî àíòèá³îòèê³â, àâ
òîðè âèÿâèëè ìàòåðèíñьêå уñïàäêуâàííÿ
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2294
Н.А. Мàòвєєвà
sinuatà) ìåòîäîì Пåã³íäуêîâàíî¿ òðàíñ
ôîðìàö³¿ ââîäèëè ãåí ñò³éêîñò³ äî ñïåê
òèíîì³öèíу [42, 43]. äëÿ îòðèìàííÿ òðàí
ñïëàñòîìíèõ ðîñëèí çä³éñíþâàëè ñîìàòè÷
íу ã³áðèäèçàö³þ ïðîòîïëàñò³â Salpiglosis
sinuatà ç ïðîòîïëàñòàìè ç ìåçîô³ëу ëèñòê³â
òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí N. tabacum+(S.
sinuatà), îïðîì³íåíèìè γïðîì³ííÿì â äîç³
500–600 ãð. â ðåçуëьòàò³ áуëî îòðèìàíî
ðîñëèíè S. sinuatà, ñò³éê³ äî ñïåêòèíîì³
öèíу òà ñòðåïòîì³öèíу. òàêèì ÷èíîì, ïî
ºäíàííÿ äâîõ ìåòîä³â – òðàíñôîðìàö³¿ òà
ñîìàòè÷íî¿ ã³áðèäèçàö³¿ – äຠìîæëèâ³ñòь
ñòâîðåííÿ òðàíñãåííèõ ðîñëèí, ÿê³ íå âäà
ºòьñÿ çà ïåâíèõ ïðè÷èí îòðèìàòè øëÿõîì
ïðÿìîé òðàíñôîðìàö³¿.
Òðàíñпëàñòîìí³ ðîñëèíè, ñò³йê³ äî
ãåðá³öèä³â òà êîìàх. åêñïåðèìåíòè ç³
ñòâîðåííÿ ðîñëèí ðîäèíè Solanaceae ç
òðàíñôîðìîâàíîþ õëîðîïëàñòíîþ äÍê
áуëî ñïðÿìîâàíî ÿê íà ðîçðîáëåííÿ ìå
òîäîëî㳿 òðàíñôîðìàö³¿ ³ç âèêîðèñòàííÿì
ëèøå ñåëåêòèâíèõ ãåí³â, òàê ³ íà ñòâîðåí
íÿ ðîñëèí ç ïðàêòè÷íî êîðèñíèìè âëàñ
òèâîñòÿìè. òàêèìè âëàñòèâîñòÿìè º, çî
êðåìà, ñò³éê³ñòь äî ãåðá³öèä³â ³ øê³äíèê³â
òà ìîæëèâ³ñòь ñèíòåçуâàííÿ â òðàíñãåí
íèõ ðîñëèíàõ á³îëîã³÷íî àêòèâíèõ àáî ôàð
ìàöåâòè÷íèõ ðå÷îâèí. îá’ºêòîì, ç ÿêèì
áуëî ïðîâåäåíî ïåðåâàæíу á³ëьø³ñòь åêñ
ïåðèìåíò³â, º òþòþí, çàãàëьíî âèçíàíèé
ìîäåëьíèé îá’ºêò á³îòåõíîëîã³÷íèõ äîñë³
äæåíь. ó ÷èñëåííèõ åêñïåðèìåíòàõ у õëî
ðîïëàñòíèé ãåíîì ðîñëèí òþòþíу áуëî ³í
òðîäуêîâàíî á³ëьø í³æ 40 òðàíñãåí³â, ùî
íàäàâàëè ðîñëèíàì áàæàíèõ àãðîíîì³÷íèõ
âëàñòèâîñòåé àáî åêñïðåñ³ÿ ÿêèõ ïðèçâî
äèëà äî ñèíòåçуâàííÿ â òðàíñãåííèõ ðîñ
ëèíàõ àíòèãåí³â òà ³íøèõ á³ëê³â ìåäè÷íîãî
ïðèçíà÷åííÿ [44, 45].
Пðàêòèêà äîñèòь øèðîêîãî âèêîðèñ
òàííÿ ãåðá³öèä³â, çîêðåìà, ãë³ôîñàòу òà
ôîñô³íîòðèöèíу, âèìàãຠñòâîðåííÿ ñîð
ò³â ñ³ëьñьêîãîñïîäàðñьêèõ êуëьòуð, ùî º
ñò³éêèìè äî öèõ ñïîëуê. Зàñòîñуâàííÿ ³í
ëÿº åôåêòèâíî ïðîâîäèòè ñåëåêö³þ òðàíñ
ôîðìàíò³â òà уíèêàòè ïîÿâè ñïîíòàííèõ
ìуòàíò³â, ùî ï³äòâåðäæåíî ðåçуëьòàòàìè
Пëð àíàë³çу ðåãåíåðîâàíèõ ðîñëèí.
Щå îäíèì ìîæëèâèì øëÿõîì îòðèìàí
íÿ òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí º ñîìàòè÷
íà ã³áðèäèçàö³ÿ. öå ìîæå áуòè çä³éñíåíî
ïðè çëèòò³ ³çîëьîâàíèõ ïðîòîïëàñò³â ðîñ
ëèí, ÿê³ ìàþòь ö³ëьîâèé ãåí у õëîðîïëàñò
í³é äÍê, ³ç ïðîòîïëàñòàìè ðîñëèí, â ÿê³
öåé ãåí íåîáõ³äíî ïåðåíåñòè. òàêèé ñïî
ñ³á âèêîðèñòàíî äëÿ ïåðåíåñåííÿ òðàíñ
ôîðìîâàíèõ õëîðîïëàñò³â S. rickii äî ã³
áðèä³â ç L. ðeruvianum [40] òà Solanum
tuberosum [41]. äëÿ ïåðåíåñåííÿ õëîðî
ïëàñò³â S. rickii äî ã³áðèä³â L. ðeruvianum +
(S. rickii) çàñòîñîâàíî ìåòîä γçëèòòÿ. âè
êîðèñòàííÿ õëîðîô³ëäåôåêòíîãî ìуòàíòà
L. peruvianum òà ðîñëèí S. rickii ç ñåëåê
òèâíèì ãåíîì у õëîðîïëàñòàõ äîçâîëèëî
â³ä³áðàòè çåëåí³ ðîñëèíè, ùî ìàëè ñàìå
òðàíñôîðìîâàí³ ïëàñòèäè S. rickii, à îïðî
ì³íåííÿ äîíîðà õëîðîïëàñò³â òà âèêîðèñ
òàííÿ ïîæèâíîãî ñåðåäîâèùà äëÿ ðåãå
íåðàö³¿ ðîñëèí L. peruvianum äîçâîëèëî
â³ä³áðàòè ðîñëèíè ç ÿäåðíèì ìàòåð³àëîì
ðåöèﳺíòà.
Пåðåíåñåííÿ òðàíñôîðìîâàíèõ õëîðî
ïëàñò³â ³ç ãåíîì â³ä äèêîãî âèäу S. rickii äî
êàðòîïë³ òàêîæ çä³éñíåíî øëÿõîì ñîìàòè÷
íî¿ ã³áðèäèçàö³¿ ìåçîô³ëьíèõ ïðîòîïëàñò³â
[41]. ðîñëèíè êàðòîïë³ äâîõ ñîðò³â – ëуã³â
ñьêèé ³ ñëîâ'ÿíêà – ì³ñòèëè â ÿäåðí³é äÍê
ãåí nptII, S. rickii – ãåí aadA у ïëàñòèäàõ.
ñåëåêö³þ êëîí³â ³ç òðàíñôîðìîâàíîþ õëî
ðîïëàñòíîþ äÍê ç ãåíîì aadA çä³éñíþ
âàëè íà ñåðåäîâèù³ ç òðьîìà àíòèá³îòè
êàìè – êàíàì³öèíîì, ñòðåïòîì³öèíîì òà
ñïåêòèíîì³öèíîì. Íàÿâí³ñòь у ã³áðèäíèõ
ðîñëèí ãåíà aadÀ ñâ³ä÷èëà ïðî ïåðåíåñåí
íÿ õëîðîïëàñò³â ³ç òðàíñôîðìîâàíîþ äÍê
â ã³áðèäè S. tuberosum+ S. rickii.
î’ºêòàìè òðàíñôîðìàö³¿ ìîæуòь áуòè
ã³áðèäí³ òà öèáðèäí³ ðîñëèíè. ó öèáðèäí³
ðîñëèíè Nicotiana tabacum+(Salpiglossis
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 295
Тðàíñфоðмàц³я хëоðопëàñòíої ДНК ðоñëèí ðодèíè solanaceae: доñяãíеííя òà пеðñпекòèвè
íу ³íòåãðàö³þ â õëîðîïëàñòíèé ãåíîì ãåíà
ñry2Aa2 у âåëèê³é ê³ëьêîñò³ (5000–10000
êîï³é íà êë³òèíу).
McBride et al. [2] ïîêàçàíî, ùî àìïë³
ô³êàö³ÿ õèìåðíîãî ãåíà B. thuringiensis â
õëîðîïëàñòàõ òþòþíу ïðèçâîäèòь äî ñèí
òåçу ³íñåêòèöèäíîãî á³ëêà. ñуïåðåêñïðå
ñ³ÿ â õëîðîïëàñòíîìу ãåíîì³ ãåíà cry2Aa2
äîçâîëèëà îòðèìàòè ðîñëèíè ç âèñîêèì
ð³âíåì ñèíòåçу ïðîòå¿íу. âîíè âèÿâèëè
ñÿ òîêñè÷íèìè äëÿ H. virescens, H. zea,
Spodoptera exigua, ïðè÷îìу çàãèáåëь êî
ìàõ ñêëàëà 100 % [9]. ðîñëèíè òþòþíу ç
ãåíîì cry2Aa2 у õëîðîïëàñòí³é äÍê òàêîæ
îòðèìàíî Chakrabarti et al. [49], êîíöåí
òðàö³ÿ ö³ëьîâîãî á³ëêà ñòàíîâèëà áëèçьêî
10 %.
рîñëèíè з òðàíñôîðìîâàíèì хëîðî‑
пëàñòíèì ãåíîìîì – пðîäуöåíòè ôàð‑
ìàöåâòèчíèх á³ëê³â òà àíòèãåí³â. ðîñëè
íè ÿê á³îôàáðèêè ôàðìàöåâòè÷íèõ á³ëê³â
ìàþòь íèçêу ïåðåâàã ïîð³âíÿíî ç áàêòåð³
àëьíèìè àáî òâàðèííèìè ñèñòåìàìè. ðîñ
ëèíè ç òðàíñôîðìîâàíèì ÿäåðíèì ãåíî
ìîì ìîæуòь áуòè âèêîðèñòàí³ äëÿ ïðîäуêу
âàííÿ òåðàïåâòè÷íèõ ïðîòå¿í³â [50], îäíàê
íèçьêèé ð³âåíь åêñïðåñ³¿ ñòຠíà ïåðåøêî
ä³ êîìåðö³àë³çàö³¿ òàêèõ ïðîäуêò³â. òðàíñ
ïëàñòîìí³ ðîñëèíè òàêîæ ìîæуòь ñèíòåçу
âàòè ôàðìàöåâòè÷í³ á³ëêè, áàêòåð³àëьí³ òà
â³ðуñí³ àíòèãåíè. Їõí³ ïåðåâàãè ïîâ’ÿçàí³
ïåðø çà âñå ç â³äíîñíî íåâåëèêîþ ñîá³âàð
ò³ñòþ á³ëê³â ðîñëèííîãî ïîõîäæåííÿ, ùî у
10–30 ðàç³â ìåíøà çà âàðò³ñòь áàêòåð³
àëьíèõ á³ëê³â, àäæå ðîñëèíè äëÿ ðîñòу ïî
òðåáуþòь ëèøå ì³íåðàëьí³ åëåìåíòè ґðуí
òу, ñâ³òëî òà âîäу. âèêîðèñòàííÿ ðîñëèí ç
òðàíñôîðìîâàíîþ õëîðîïëàñòíîþ äÍê
äîçâîëÿº äîñÿãíуòè âèñîêî¿ ïðîäуêòèâ
íîñò³ ñèíòåçу ö³ëьîâèõ á³ëê³â. Пîçèòèâíè
ìè ìîìåíòàìè âèêîðèñòàííÿ òðàíñãåííèõ
ðîñëèí º á³ëьøà áåçïåêà ãåííî³íæåíåðíèõ
ïðîäуêò³â ÷åðåç â³äñуòí³ñòь у ðîñëèííèõ
êë³òèíàõ â³ðуñ³â ³ ïð³îí³â, ìîæëèâ³ñòь òðè
âàëîãî çáåð³ãàííÿ (íàïðèêëàä, у çåðí³) òà
ñåêòèöèäíèõ ïðåïàðàò³â äëÿ çàõèñòу ðîñ
ëèí â³ä êîìàõ ìîæå áуòè íåáåçïå÷íèì òà
çàâäຠøêîäè äîâê³ëëþ. îòæå, âèíèêàº
ïîòðåáà у ñòâîðåíí³ ñîðò³â ñ³ëьñьêîãîñïî
äàðñьêèõ êуëьòуð, ÿê³ íå уøêîäæуþòьñÿ êî
ìàõàìè. òàê³ ðîñëèíè ìîæуòь áуòè îòðè
ìàí³ øëÿõîì ãåíåòè÷íî¿ òðàíñôîðìàö³¿, à
ñòâîðåííÿ ñàìå òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí
³ç ãåíàìè ñò³éêîñò³ äî ãåðá³öèä³â àáî êîìàõ
ìຠñуòòºâ³ ïåðåâàãè, àäæå ÷åðåç ìàòå
ðèíñьêå уñïàäêуâàííÿ ïîïåðåäæຠïåðå
íåñåííÿ öèõ ãåí³â äî ³íøèõ ðîñëèí.
ñò³éê³ äî ãåðá³öèäу ðîñëèíè òþòþíу
ñòâîðåíî Daniell et al. [46] øëÿõîì ñòàá³ëь
íî¿ ³íòåãðàö³¿ ãåíà 5åíîëï³ðуâ³ëøèêèìàò
3ôîñôàòñèíòàçè ïåòуí³¿ â õëîðîïëàñòíèé
ãåíîì. ðîñëèíè ïåðøîãî ïîêîë³ííÿ, îòðè
ìàí³ ï³ñëÿ ñàìîçàïèëåííÿ òðàíñïëàñòîì
íèõ ðîñëèí, çàëèøàëèñÿ íîðìàëьíèìè â
ïðèñуòíîñò³ ñåëåêòèâíîãî àãåíòà. òðàíñ
ãåíí³ ðîñëèíè, íà â³äì³íу â³ä êîíòðîëьíèõ,
âèòðèìуâàëè îáðîáêу âèñîêèìè êîíöåí
òðàö³ÿìè ãë³ôîñàòу. ðîáîòà, âèêîíàíà Dan
iell et al. ñòàíîâèòь ³íòåðåñ, àäæå âèêîðèñ
òàííÿ ñàìå òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí, ùî
ìàþòь ãåíè ñò³éêîñò³ äî ãåðá³öèä³â у õëî
ðîïëàñòíîìу ãåíîì³, ìîæå ïîïåðåäèòè íå
êîíòðîëьîâàíå ðîçïîâñþäæåííÿ öèõ ãåí³â
ç ïèëêîì.
Á³ëîê äåëьòàåíäîòîêñèí, ñèíòåçîâà
íèé Bacillus thuringiensis [47], º òîêñè÷
íèì äëÿ êîìàõ òà çàñòîñîâуºòьñÿ äëÿ áî
ðîòьáè ç íèìè у ³íñåêòèöèäíèõ ïðåïàðàòàõ.
îòæå, ñòàíîâèëî ³íòåðåñ ñòâîðèòè ðîñëè
íè ç òðàíñôîðìîâàíèì õëîðîïëàñòíèì
ãåíîìîì, â ÿêèõ ñèíòåçуºòьñÿ öåé á³ëîê.
ó òðàíñãåííèõ ðîñëèíàõ òþòþíу, ùî áуëè
çêîíñòðуéîâàí³ Kota et al. [48], ñïîñòåð³
ãàëîñÿ íàêîïè÷åííÿ â ëèñòêàõ á³ëêîâîãî
ïðîäуêòу â êîíöåíòðàö³¿, ùî äîð³âíþâàëà
2–3 % â³ä çàãàëьíîãî ðîç÷èííîãî á³ëêà. ö³
ðîñëèíè áуëè ðåçèñòåíòí³ äî уðàæåííÿ òþ
òþíîâîþ ëèñòîâ³éêîþ Heliothis virescens,
áàâîâíèêîâîþ ñîâêîþ Helicoverpa zea.
Áëîòàíàë³ç çà ñàуçåðíîì âèÿâèâ ñòàá³ëь
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2296
Н.А. Мàòвєєвà
äèíè. âèñîêèé ð³âåíь åêñïðåñ³¿ öьîãî á³ëêà
(äî 11,1 %) â òðàíñôîðìîâàíèõ ðîñëèíàõ
ïîêàçàíî FernándezSan Millán et al. [59].
âèÿâëåíî, ùî ³íòåðôåðîíα2b ñèíòå
çуºòьñÿ â ðîñëèíàõ êàðòîïë³ òà òþòþíу ç
òðàíñôîðìîâàíîþ ÿäåðíîþ äÍê [60, 61],
îäíàê ð³âåíь åêñïðåñ³¿ ãåíà âèÿâèâñÿ íèçь
êèì. ðàçîì ç òèì, ³íòåãðàö³ÿ ãåíà ifn α2b у
õëîðîïëàñòíèé ãåíîì äຠìîæëèâ³ñòь çíà
÷íî çá³ëьøèòè ñèíòåç ³íòåðôåðîíу. òàê,
ðîñëèíè òþòþíу áуëè òðàíñôîðìîâàí³ ãå
íîì ifnα2b [62]. òðàíñãåíí³ ðîñëèíè ñèí
òåçуâàëè ³íòåðôåðîí у ê³ëьêîñò³ äî 20 %
çàãàëьíîãî ðîç÷èííîãî á³ëêà àáî 3 ìã íà
ãðàì ëèñòê³â. Іíòåðôåðîí ðîñëèííîãî ïî
õîäæåííÿ ìàâ á³îëîã³÷íу àêòèâí³ñòь, àíà
ëîã³÷íу êîìåðö³éíîìу ïðåïàðàòу PEGIn
tronTM, òà ³íã³áуâàâ ðîçâèòîê â³ðуñ³â ³ìуíî
äåô³öèòу ³ âåçèêуëÿðíîãî ñòîìàòèòу.
Áàêòåð³àëьí³ ãåíè òàêîæ ìîæуòь åêñ
ïðåñуâàòèñÿ у òêàíèíàõ ðîñëèí. Зîêðåìà,
у õëîðîïëàñòàõ ðîñëèí ñèíòåçуâàâñÿ àíòè
ãåí TetC, ùî çуìîâëþº ñò³éê³ñòь äî ïðàâ
öåâî¿ ³íôåêö³¿, ïðè÷îìу ê³ëьê³ñòь ö³ëьîâîãî
á³ëêà ñòàíîâèëà 10–25 % çàãàëьíîãî ðîç
÷èííîãî á³ëêà [63, 64].
äëÿ ñòâîðåííÿ ðîñëèíïðîäуöåíò³â àí
òèãåí³â ñèá³ðñьêî¿ âèðàçêè ³íòåãðîâàíî
ãåí pagA у õëîðîïëàñòíèé ãåíîì òþòþíу
[65]. ó ëèñòêàõ îòðèìàíèõ òðàíñïëàñòîì
íèõ ðîñëèí êîíöåíòðàö³ÿ àíòèãåíà ñòàíî
âèëà 14,2 % çàãàëьíîãî ðîç÷èííîãî á³ëêà.
äîñë³äæåííÿ ïîêàçàëè, ùî àêòèâí³ñòь àí
òèãåíà, âèä³ëåíîãî ç òþòþíу, íå â³äð³çíÿ
ºòьñÿ â³ä àêòèâíîñò³ àíòèãåíà, ñèíòåçîâà
íîãî Bacillus anthracis, à ³ìуí³çàö³ÿ ìèøåé
àíòèãåíîì õëîðîïëàñòíîãî ïîõîäæåííÿ у
100 % âèïàäê³â äîçâîëÿëà çàïîá³ãòè çàãè
áåë³ òâàðèí ï³ñëÿ ââåäåííÿ ëåòàëьíèõ äîç
òîêñèíу.
Зä³éñíåíî åêñïåðèìåíòè ç ìåòîþ âè
êîðèñòàííÿ òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí äëÿ
ñòâîðåííÿ âàêöèíè ïðîòè ñèá³ðñьêî¿ âè
ðàçêè. Пîêàçàíî, ùî àíòèãåí ðîñëèííî
ãî ïîõîäæåííÿ âèêëèêຠåôåêòèâíу ³ìуííу
âèêîðèñòàííÿ áåç äîäàòêîâî¿ ïåðåðîáêè
ÿê ¿ñò³âí³ âàêöèíè.
òþòþí º ïðèâàáëèâèì îá’ºêòîì åêñïå
ðèìåíò³â ç³ ñòâîðåííÿ ðîñëèíïðîäуöåíò³â
àíòèãåí³â çàâäÿêè ì³í³ì³çàö³¿ ðèçèê³â ïî
òðàïëÿííÿ òðàíñãåííèõ ðîñëèí äî õàð÷î
âèõ ëàíöþã³â. êð³ì òîãî, äëÿ òþòþíу ðîç
ðîáëåíî âèñîêîåôåêòèâí³ ìåòîäèêè êуëь
òèâуâàííÿ in vitro, ðåãåíåðàö³¿ ðîñëèí,
ãåíåòè÷íî¿ òðàíñôîðìàö³¿, ùî äຠìîæëè
â³ñòь âèêîðèñòàííÿ ðîñëèí öьîãî âèäу ÿê
îäíîãî ç îñíîâíèõ îá’ºêò³â äëÿ ñòâîðåííÿ
òðàíñãåííèõ ðîñëèí – ïðîäуöåíò³â ôàðìà
öåâòè÷íèõ á³ëê³â. Íàÿâí³ñòь í³êîòèíу º ïå
ðåøêîäîþ äëÿ âèêîðèñòàííÿ òðàíñôîðìî
âàíèõ ðîñëèí ÿê ¿ñò³âíèõ âàêöèí, àëå ñòâî
ðåííÿ ðîñëèí ³ç íèçьêèì âì³ñòîì í³êîòèíу
â³äêðèâຠïåðñïåêòèâè äëÿ îðàëьíîãî çà
ñòîñуâàííÿ òðàíñãåííîãî òþòþíу [51].
ó õëîðîïëàñòàõ òþòþíу ïîêàçàíî åêñ
ïðåñ³þ ñåêðåòîðíîãî á³ëêà ñîìàòîòðîï³
íу â ðîç÷èíí³é ô³ç³îëîã³÷íî àêòèâí³é ôîðì³
[52]. êîíöåíòðàö³ÿ öьîãî á³ëêà âèÿâèëàñÿ
äîñèòь âèñîêîþ – á³ëьø í³æ 7 % òîòàëьíîãî
ðîç÷èííîãî á³ëêà. òàêèé ïîêàçíèê çíà÷íî
âèùèé çà êîíöåíòðàö³þ á³ëêà ïðè ÿäåðí³é
òðàíñôîðìàö³¿, ùî º ñâ³ä÷åííÿì áåçуìîâ
íî¿ ïåðåâàãè òðàíñôîðìàö³¿ ñàìå õëîðî
ïëàñòíî¿ äÍê.
Guda et al. [53] ïîð³âíÿëè ð³âí³ íàêîïè
÷åííÿ у òðàíñãåííèõ òà òðàíñïëàñòîìíèõ
ðîñëèíàõ òþòþíу ïîë³ìåð³â ðâð (bioelastic
proteinbased polymers), ùî çàñòîñîâу
þòьñÿ â ìåäèöèí³ äëÿ ïîïåðåäæåííÿ ï³ñëÿ
îïåðàö³éíèõ ñïàéîê. àâòîðàìè ïîêàçàíî,
ùî öåé ð³âåíь у ðîñëèíàõ ³ç òðàíñôîðìî
âàíèì ïëàñòîìîì у 100 ðàç³â âèùèé, í³æ
â ðîñëèíàõ ³ç òðàíñôîðìîâàíîþ ÿäåðíîþ
äÍê.
òðàíñïëàñòîìí³ ðîñëèíè ìîæуòь ñèí
òåçуâàòè ã³äðîêñèáåíçîéíу êèñëîòу [54],
ïîë³ã³äðîêñèáуòèðàò [55], êñèëîíàçу [56],
òðèïòîôàí [57], ìîíåëë³í [58].
ðîñëèíè ìîæуòь áуòè âèêîðèñòàí³ äëÿ
îòðèìàííÿ ñèðîâàòêîâîãî àëьáуì³íу ëþ
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 297
Тðàíñфоðмàц³я хëоðопëàñòíої ДНК ðоñëèí ðодèíè solanaceae: доñяãíеííя òà пеðñпекòèвè
ìîâàíèõ ðîñëèí ïðèãí³÷уâàëè ð³ñò Pseu
domonas syringae pv tabaci. êð³ì òîãî, ö³
åêñòðàêòè ³íã³áуâàëè ð³ñò ñïîð Aspergillus
flavus, Fusarium moliniforme, Verticillium
dahlia.
Пðîâåäåíî äîñë³äæåííÿ ñòâîðåííÿ
ðîñëèí ç ãåíîì gag, ÿê³ ìîæуòь ñòàòè îñíî
âîþ äëÿ ñòâîðåííÿ âàêöèíè ïðîòè âІë. Іí
òåãðàö³ÿ ãåíà â õëîðîïëàñòàõ ïðèçâîäèëà
äî çíà÷íî á³ëьøî¿ êîíöåíòðàö³¿ ñèíòåçîâà
íîãî ö³ëьîâîãî á³ëêà ( äî 7–8 % çàãàëьíîãî
ðîç÷èííîãî á³ëêà àáî 312–363 ìã/êã âàãè)
ïîð³âíÿíî ç ê³ëьê³ñòþ á³ëêà â ðîñëèíàõ ç
òðàíñôîðìîâàíîþ ÿäåðíîþ äÍê [76].
òðàíñôîðìàö³þ õëîðîïëàñòíî¿ äÍê
áуëî âèêîðèñòàíî äëÿ ñòâîðåííÿ ðîñëèí –
ïîòåíö³éíèõ äæåðåë HPV16 L1 âàêöèíè,
ùî äàñòь ìîæëèâ³ñòь çàïîá³ãòè ðîçâèòêу
çàõâîðþâàííÿ, ÿêå ñïðè÷èíÿºòьñÿ ïàï³ëî
ìàâ³ðуñîì ëþäèíè (HPV). òðàíñïëàñòîì
í³ ðîñëèíè òþòþíу îòðèìàíî ï³ñëÿ òðàíñ
ôîðìàö³¿ âåêòîðàìè ç õèìåðíèì ãåíîì,
ùî êîäуº ñèíòåç L1 á³ëêà, ïðè÷îìу àêуìу
ëþâàííÿ ö³ëьîâîãî á³ëêà ñòàíîâèëî 1,5 %
çàãàëьíîãî á³ëêà [77].
ðîñëèíè òþòþíу ç ³ìуíîãåííèì ïðî
òå¿íîì A27L (â³ðуñ êîðîâ’ÿ÷î¿ â³ñïè) áуëî
ñòâîðåíî Rigano et al. [78]. òàê ñàìî, ÿê ³
â äîñë³äæåíí³ [77], àâòîðè ïîð³âíþâàëè
åôåêòèâí³ñòь ñèíòåçуâàííÿ ö³ëьîâîãî á³ë
êà â ðîñëèíàõ ç òðàíñôîðìîâàíîþ ÿäåð
íîþ òà õëîðîïëàñòíîþ äÍê. Пîêàçàíî, ùî
âáуäîâуâàííÿ òðàíñãåíà â õëîðîïëàñòíèé
ãåíîì äຠìîæëèâ³ñòь у 500 ðàç³â çá³ëьøè
òè íàêîïè÷åííÿ á³ëêà, êîíöåíòðàö³ÿ ÿêî
ãî â òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèíàõ ñòàíîâèëà
18 % çàãàëьíîãî á³ëêà.
âèâ÷åíî ñèíòåçуâàííÿ VP6 á³ëêà â õëî
ðîïëàñòàõ òþòþíу äëÿ ñòâîðåííÿ âàêöèíè
ïðîòè ðîòàâ³ðуñíî¿ ³íôåêö³¿ [79]. VP6 ïðî
òå¿í íàêîïè÷уâàâñÿ â ïðîðîñòêàõ òà ìîëî
äèõ ëèñòêàõ у ê³ëьêîñò³ áëèçьêî 0,6 – 3 % â³ä
çàãàëьíîãî ðîç÷èííîãî á³ëêà, à êîíöåíòðà
ö³ÿ á³ëêà çàëåæàëà â³ä âèêîðèñòàíîãî ïðî
ìîòîðà òà â³êу ëèñòê³â.
â³äïîâ³äь [66]. ñòâîðåíî òðàíñôîðìîâàí³
ðîñëèíè òþòþíу ç ãåíîì pag, ÿê³ ì³ñòè
ëè ôуíêö³îíàëьíî àêòèâíèé ³ìуíîãåííèé
á³ëîê у ê³ëьêîñò³ 2,5 ìã/ã ñèðî¿ âàãè ëèñòÿ
[67]. Зà ðîçðàõуíêàìè, ç îäíîãî àêðу ïëî
ù³ ïîñ³â³â òðàíñãåííèõ ðîñëèí ìîæíà îò
ðèìàòè äî 360 ìëí äîç âàêöèíè. Пðîâåäå
í³ åêñïåðèìåíòè äàþòь ï³äñòàâè ñïîä³âà
òèñÿ, ùî ðîçðîáëåí³ ìåòîäèêè îòðèìàííÿ
òðàíñ ïëàñòîìíèõ ðîñëèí, çîêðåìà, á³î
ë³ñòè÷íà òðàíñôîðìàö³ÿ, ìîæуòь áуòè âè
êîðèñòàí³ äëÿ ñòâîðåííÿ ¿ñòèâíèõ âàêöèí
ïðîòè ñèá³ðñьêî¿ âèðàçêè [68].
Øëÿõîì áîìáàðäуâàííÿ îòðèìàëè ðîñ
ëèíè òþòþíу ç ãåíàìè òåðìîëàá³ëьíîãî
òà òåðìîñòàá³ëьíîãî òîêñèíу Escherich
ia coli [69–71]. ê³ëьê³ñòь òåðìîëàá³ëьíîãî
åíòåðîòîêñèíу ñòàíîâèëà 2,5 % çàãàëьíî
ãî ðîç÷èííîãî á³ëêà, ùî у 250 ðàç³â âèùå
çà êîíöåíòðàö³þ öьîãî á³ëêà ïðè ÿäåðí³é
òðàíñôîðìàö³¿. ìåòîäàìè Пëð òà ã³áðèäè
çàö³¿ çà ñàуçåðíîì ïîêàçàíî ³íòåãðуâàííÿ
ãåí³â у õëîðîïëàñòíèé ãåíîì.
ðîñëèíè òþòþíу, ùî ñèíòåçуþòь áàê
òåð³àëьí³ á³ëêè (Gal/GalNAc ëåêòèí
Entamoeba histolytica, ë³ïîïðîòå¿í OspA)
º äæåðåëîì äëÿ ñòâîðåííÿ âàêöèí ïðîòè
àìåá³àçу [72] òà õâîðîáè ëàéìà [73].
Пðèêëàäîì уñï³øíî¿ ðåàë³çàö³¿ ³äå¿
ñòâîðåííÿ ðîñëèíïðîäуöåíò³â ôàðìà
öåâòè÷íèõ á³ëê³â º îòðèìàííÿ òðàíñïëàñ
òîìíèõ ðîñëèí ³ç ãåíîì õîëåðíîãî òîêñè
íу. Іíòåãðàö³ÿ â õëîðîïëàñòíèé ãåíîì ãåíà
ç Vibrio cholerae äàëà ìîæëèâ³ñòь îòðèìà
òè òðàíñãåíí³ ðîñëèíè òþòþíу, ÿê³ ìàëè ö³
ëьîâèé á³ëîê у ê³ëьêîñò³ 4,1 % â³ä çàãàëьíî
ãî á³ëêà, ùî â 400 ðàç³â á³ëьøå, í³æ ïðè åêñ
ïðåñ³¿ òîãî æ ãåíà â ÿäåðíîìу ãåíîì³ [74].
Іíòðîäуêîâàí³ ãåíè ñòàá³ëьíî уñïàäêîâуâà
ëèñÿ ðîñëèíàìè íàñòуïíèõ ïîêîë³íь.
àíòèì³êðîáí³ ïåïòèäè, âèä³ëåí³ ç ð³çíèõ
îðãàí³çì³â (æàá, êîìàõ, ññàâö³â) ìàþòь àí
òèá³îòè÷íу àêòèâí³ñòь. Пåïòèä MSI99 ñèí
òåçуâàâñÿ â òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèíàõ
òþòþíу [75]. Á³ëêîâ³ åêñòðàêòè ç òðàíñôîð
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2298
Н.А. Мàòвєєвà
àíòèãåíè ïðîòîçîéíèõ, áàêòåð³àëьíèõ (õî
ëåðà, ñèá³ðñьêà âèðàçêà, ïðàâåöь) [64, 65,
67, 74], â³ðуñíèõ ïàòîãåí³â (ñîáà÷èé ïàï³
ëîìàâ³ðуñ, ðîòàâ³ðуñ) [79, 80].
òðàíñôîðìàö³ÿ õëîðîïëàñòíî¿ äÍê º
ïðèâàáëèâîþ òà ìîæå ñòàòè åôåêòèâíèì
³íñòðуìåíòîì äëÿ ñòâîðåííÿ ðîñëèí, ñò³é
êèõ äî ãåðá³öèä³â, òàêèõ, ùî íå âðàæàþòь
ñÿ êîìàõàìè, òèõ, ùî ìîæуòь áуòè âèêî
ðèñòàí³ ÿê ôàáðèêè äëÿ ñèíòåçу ôàðìà
öåâòè÷íèõ ðå÷îâèí àáî ÿê ¿ñò³âí³ âàêöèíè.
Зíà÷í³ äîñÿãíåííÿ у ðîçðîáëåíí³ ìåòîäèê
êîíñòðуþâàííÿ ðîñëèí òþòþíу ç âèùå íà
çâàíèìè âëàñòèâîñòÿìè â³äêðèâຠïåð
ñïåêòèâè äëÿ ñòâîðåííÿ ðîñëèí ðîäèíè
Solanaceàe ç òðàíñôîðìîâàíèì ïëàñòî
ìîì òà ¿õíьîãî ïîäàëьøîãî âèêîðèñòàí
íÿ â ñ³ëьñьêîìу ãîñïîäàðñòâ³ ³ ìåäèöèí³.
òàê³ ñïîä³âàííÿ çíàõîäÿòь ï³äòâåðäæåííÿ
â íîâèõ ïуáë³êàö³ÿõ. òàê, Singh et al. [82] у
2009 ð. îïуáë³êîâàíî ðåçуëьòàòè ðîáîòè ç
òðàíñôîðìуâàííÿ õëîðîïëàñòíîãî ãåíî
ìу Solanum melongena L., òàêèì ÷èíîì,
äî ïåðåë³êу âèä³â ðîäèíè Solanàñåàå ç
òðàíñôîðìîâàíèì ïëàñòîìîì äîäàíî ùå
îäèí. Пåðñïåêòèâè ùîäî ïðàêòè÷íîãî âè
êîðèñòàííÿ òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí ðî
äèíè Solanàñåàå º ðåàëьíèìè, àäæå, êð³ì
çàçíà÷åíèõ âèùå äîñë³äæåíь ç³ ñòâîðåííÿ
òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí òþòþíу – ïðîäу
öåíò³â ôàðìàöåâòè÷íèõ á³ëê³â, º ðîçðîáêè
ùîäî îòðèìàííÿ òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí
òîìàòу, ÿê³ ìîæуòь çíàéòè çàñòîñуâàííÿ у
ìåäèöèí³ ÿê ¿ñò³âí³ âàêöèíè: Zhou et al. [83]
îòðèìàëè òðàíïëàñòîìí³ ðîñëèíè, ùî ñèí
òåçуþòь àíòèãåíè p24 òà Nef â³ðуñу ³ìуíî
äåô³öèòу ëþäèíè, ÿê³ º êîìïîíåíòàìè âàê
öèíè ïðîòè ñÍІäу, â êîíöåíòðàö³¿ äî 40 %
çàãàëьíîãî á³ëêà.
îòæå, çà îñòàíí³ 20–30 ðîê³â äîñÿãíу
òî çíà÷íèõ уñï³õ³â â îòðèìàíí³ ðîñëèí ³ç
òðàíñôîðìîâàíèìè ïëàñòèäàìè. ðîçðî
áëåíî ìåòîäèêè òðàíñôîðìуâàííÿ õëîðî
ïëàñòíî¿ äÍê (á³îë³ñòè÷íà, Пåã³íäуêîâàíà
òðàíñôîðìàö³ÿ ³ ñîìàòè÷íà ã³áðèäèçà
âàêöèíè, ùî ìîæуòь áуòè âèêîðèñòà
í³ у âåòåðèíàð³¿, ñòàíîâëÿòь ³íòåðåñ, îòæå,
уâàãà äîñë³äíèê³â òà êîìåðö³éíèõ êîìïà
í³é çîñåðåäæåíà íà ñòâîðåíí³ òðàíñãåííèõ
ðîñëèí, ùî ñèíòåçуþòь àíòèãåíè äî ïàòî
ãåí³â òâàðèí. ðîñëèíè º ïåðñïåêòèâíèìè
ïðîäуöåíòàìè òàêèõ àíòèãåí³â, àäæå îäí³
ºþ ç îñíîâíèõ âèìîã, êð³ì áåçïå÷íîãî âè
êîðèñòàííÿ, º åêîíîì³÷í³ñòь ¿õíьîãî ïðîäу
êуâàííÿ. Пðèâàáëèâîþ òàêîæ º ìîæëèâ³ñòь
îðàëьíîãî çàñòîñуâàííÿ âàêöèí ðîñëèííî
ãî ïîõîäæåííÿ, àäæå ïðè òàêîìу âèêîðèñ
òàíí³ â³äïàäຠíåîáõ³äí³ñòь åòàïу î÷èùåí
íÿ, ùî çíà÷íî ñêîðî÷уº âèðîáíè÷³ âèòðàòè.
Molina et al. [80] îòðèìàëè ðîñëèíè, ùî
ñèíòåçуâàëè 2L21 ïåïòèä, ÿêèé ìîæå çà
áåçïå÷èòè çàõèñò â³ä ñîáà÷îãî ïàï³ëîìàâ³
ðуñу. åêñïðåñ³ÿ ðåêîìá³íàíòíîãî ïðîòå¿íу
çàëåæàëà â³ä â³êу ðîñëèí, ùî òðàíñôîðìу
âàëè, àäæå âèñîêèé ð³âåíь ïðîäуêуâàííÿ
á³ëêà ñïîñòåð³ãàëè у çð³ëèõ ðîñëèí ï³ä ÷àñ
öâ³ò³ííÿ, çíà÷íî íèæ÷èé – у ìîëîäèõ ðîñ
ëèí. ìàêñèìàëьíà ê³ëьê³ñòь ñòâ2L21 á³ë
êà äîð³âíþâàëà 7,49 ìã/ã ñèðî¿ âàãè (31 %
çàãàëьíîãî á³ëêà), GFP2L21 á³ëêà – 5,96
ìã/ã ñèðî¿ âàãè (22,6 % çàãàëьíîãî á³ëêà).
ðîñëèíè òþòþíу âèÿâèëèñÿ åôåêòèâ
íîþ ñèñòåìîþ äëÿ ïðîäуêуâàííÿ àíòèãåí³â
â³ðуñу ÿùуðу, ùî º íåáåçïå÷íîþ õâîðîáîþ
òâàðèí. Á³îë³ñòè÷íèì ìåòîäîì Yinü Li et al.
[81] ñòâîðèëè ðîñëèíè ç òðàíñôîðìîâà
íîþ õëîðîïëàñòíîþ äÍê, ùî ìàëè ãåí VP1.
òðè îòðèìàí³ ñïåêòèíîì³öèíñò³éê³ ë³í³¿ âè
ÿâèëèñÿ òàêîæ ñò³éêèìè äî ñòðåïòîì³öèíу
òà ìàëè ³íòåãðîâàíèé у õëîðîïëàñòíèé ãå
íîì ãåí VP1, ïðè÷îìу êîíöåíòðàö³ÿ ö³ëьî
âîãî á³ëêà ñòàíîâèëà 2–3 % .
пåðñпåêòèâè âèêîðèñòàííÿ òðàí‑
ñпëàñòîìíèх ðîñëèí. ðîñëèíè ç òðàíñ
ôîðìîâàíîþ õëîðîïëàñòíîþ äÍê º ñèñ
òåìîþ, ùî ìîæå ïðîäуêуâàòè á³ëêè ÿê ìà
ëîãî (20 àì³íîêèñëîò) [75], òàê ³ âåëèêîãî
ðîçì³ðу [2], ìîíîìåðí³ [52, 59] àáî ïîë³
ìåðí³ á³ëêè [74]. ó òðàíñôîðìîâàíèõ õëî
ðîïëàñòàõ ðîñëèí ìîæуòь ñèíòåçуâàòèñÿ
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 299
Тðàíñфоðмàц³я хëоðопëàñòíої ДНК ðоñëèí ðодèíè solanaceae: доñяãíеííя òà пеðñпекòèвè
8. Ye G.N., Hajdukiewicz P.T.J., Broyles D.
et al. Plastidexpressed 5enolpyruvylshi
kimate3phosphate syntase genes pro
vide high level glyphosate tolerance in to
bacco // Plant J. – 2001. – Vol. 25, № 3. –
P. 261–270.
9. Cosa B. de, Moar W., Lee S.B., Miller M.,
Daniell H.Overexpression of Bt cry2Aa2 op
eron in chlîroplast leads to formation ofin
secticidal crystals // Nat. Biotechnol. –
2001. – Vol. 19, № 1. P. 71–74.
10. Birky C.W. Uniparental inheritance of mito
chondrial and chloroplast genes: mecha
nisms and evolution // Proc. Nat. Acad. Sci.
USA. – 1995 – Vol. 92, № 25. – P. 11331–
11338.
11. Staub J.M., Maliga P. Long regions of ho
mologous DNA are incorporated into the to
bacco plastid genome by transformation //
Plant Cell. – 1992. –Vol. 4, № 1. – P. 39–45.
12. Bower R., Birch R.G. Transgenic sugarcane
plants via microprojectile bombardment //
Plant J. – 1992. – Vol. 2, № 3. P. 409–416.
13. Kooter J.M., Matzke M.A., Meyer P. Listen
ing to the silent genes: transgene silencing,
gene regulation and pathogen control //
Trends Plant Sci. – 1999. – Vol. 4, № 9. –
P. 340–347.
14. Staub J. M., Maliga P. Expression of a chi
meric uidA gene indicates that polycistronic
mRNAs are efficiently translated in tobacco
plastids // Plant J. – 1995. – Vol. 7, № 5. –
P. 845–848.
15. Bock R. Transgenic plastids in basic re
search and plant biotechnology // J. Mol.
Biol. – 2001. – Vol. 312, № 3. – P. 425–438.
16. Svab Z., Hajdukiewitz P., Maliga P. Stable
transformation of plastids in higher plants //
Proc. Nat. Acad. Sci. USA . 1990. – Vol. 87,
№ 21. – P. 8526–8530.
17. Svab Z., Maliga P. High frequency plastid
transformation in tobacco by selection for a
chimeric aadA gene // Proc. Nat. Acad. Sci.
USA. – 1993. – Vol. 90, № 3. – P. 913–917.
18. Huang F.C., Klaus S.M., Herz S., Zou Z.,
Koop H.u., Golds T.J. Efficient plastid
transformation in tobacco using the aphA
6 gene and kanamycin selection // Mol.
Genet. Genomics. 2002. – Vol. 268, № 1. –
ð.19–27.
ö³ÿ) òà ñòâîðåíî òðàíñïëàñòîìí³ ðîñëè
íè, çîêðåìà, òàê³, ùî íàëåæàòь äî ðîäèíè
Solanaceàe. òàê³ îñîáëèâîñò³ òðàíñôîð
ìàö³¿ õëîðîïëàñòíî¿ äÍê ÿê ìàòåðèíñьêå
уñïàäêуâàííÿ ãåí³â, âèñîêèé ð³âåíь åêñ
ïðåñ³¿, ñïåöèô³÷í³ñòь çà ì³ñöåì ³íòåãðàö³¿
òðàíñãåíà, ïîë³öèñòðîííèé òèï åêñïðåñ³¿,
º áåçуìîâíèìè ïåðåâàãàìè âèêîðèñòàí
íÿ òðàíñïëàñòîìíèõ ðîñëèí, à ìîæëèâ³ñòь
ñèíòåçуâàííÿ öèìè ðîñëèíàìè á³ëê³â ìå
äè÷íîãî ïðèçíà÷åííÿ ðîáèòь ¿õíº ñòâîðåí
íÿ ïåðñïåêòèâíèì.
пåðåë³ê ë³òåðàòуðè
1. Boynton J.E., Gillham N.W., Harris E.H. et
al. Chloroplast transformation in Chlamydo
monas with high velocity microprojectiles //
Science. – 1988. – Vol. 240, № 4858. – P.
1534 – 1538.
2. McBride K.E., Svab Z., Schaaf D.J. et al.
Amplification of the chimeric Bacillus gene
in chloroplasts leads to an extraordinary
level of an insecticidal protein in tobacco //
Bio/Technology. – 1995. Vol. 13, № 4. –
P. 362 – 365.
3. Staub J.M., Maliga P. Accumulation of D1
polypeptide in tobacco plastids is regulat
ed via the untranslated region of the psbA
mRNA // EMBO J. – 1992. – Vol. 12, № 2. –
P. 601–606.
4. McBride K.E., Schaaf D.J., Daley M., Stalk
er D.M. Controlled expression of plas
tid transgenes in plants based on a nucle
ar DNA encoded and plastidtargeted T7
RNA polymerase // Proc. Nat. Acad. Sci.
USA. – 1994. – Vol. 91, № 15. – P. 7301–
7305.
5. Pyke K.A. Plastid division and develop
ment // Plant Cell. – 1999. – Vol.11, № 4. –
P. 549–556.
6. Bendich A.J. Why do chloroplasts and mi
tochondria contain so many copies of their
genome? // BioEssays. – 1987. – Vol. 6,
№ 6. – P. 279–282.
7. Maliga P. Towards plastid transformation in
flowering plants // Trends in Biotechnol. –
1993. – Vol. 11, № 3. – P. 101–107.
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2300
Н.А. Мàòвєєвà
petunia plastids // Transgen. Res. – 2004. –
Vol. 13, № 6. – ð. 523–530.
30. O'Neill Ñ., Horváth G.V., Horváth E. et
al. Chloroplast transformation in plants:
polyethylene glycol (PEG) treatment of
protoplasts is an alternative to biolistic
delivery systems // Plant J. – 1993. – Vol. 3,
№ 5. – ð. 729 – 738.
31. Koop H–u., Steinmüller K., Wagner H. et
al. Integration of foreign sequences into
the tobacco plastome via polyethylene gly
col–mediated protoplast transformation //
Planta. – 1996. – Vol. 199, № 2. – P.193–
201.
32. Spörlein Â., Streubel M., Dahlfeld G.,
Westhoff P., Koop H. u. PEG–mediated
plastid transformation: a new system
for transient gene expression assays in
chloroplasts // Theor. and Appl. Genet. –
1991. – Vol. 82, № 6. – P.717–722.
33. Golds T., Maliga P., Koop H.–u. Stable
plastid transformation in PEG–treated pro
toplasts of Nicotiana tabacum // Biotech
nol. – 1993. – Vol. 11, № 1. – P. 95–97.
34. Nugent G.D., Nave M., Gulic A. et al. Plas
tid transformants of tomato selected using
mutàtions affecting ribosome structure //
Plant Cell Rep. – 2005. – Vol. 24, № 6. –
P. 341–349.
35. Nguen T. T., Nugent G., Card T., Dix P.J.
Generation of homoplasmic plastid trans
formants of a commercial cultivar of pota
to (Solanum tuberosum L.) // Plant Sci. –
2005. – Vol. 168, № 6. – P. 1495 – 1500.
36. Than N. D., Medgyesy P. Limited chloro
plast gene transfer via recombination over
comes plastome–genome incompatibil
ity between Nicotiana tabacum and Sola
num tuberosum // Plant Mol. Biol. – 1989. –
Vol. 12, № 1. – P. 87–93.
37. Svab Z., Harper E.C., Jones J.D.G., Maliga
Ð. Aminoglycoside3adenylyntransferase
confers resistance to spectinomycin and
streptomycin in Nicotiana tabacum // Plant
Mol Biol. – 1990. – Vol. 14, № 2. – P. 197–
205.
38. Seabrook J.A., Douglass L.K., Tai G.C.
Segregation for somatic embriogenesis on
steminternode explants from potato seed
19. Carrer H., Hockenberry T.N., Svab Z.,
Maliga P. Kanamycin resistance as a
selectable marker for plastid transformation
in tobacco // Mol Gen Genet. – 1993. – Vol.
241, № 1–2. – P. 49–56.
20. Daniell H., Muthukumar B., Lee S.B.
Marker free transgenic plants: engineering
the chloroplast genome without the use of
antibiotic selection // Curr. Genet. – 2001. –
Vol. 39, № 2. – ð. 109 –116.
21. Lutz K.A., Knapp J.E., Maliga P. Expression
of bar in the plastid genome confers
herbicide resistance // Plant Physiol. –
2001. – Vol.125, № 4. – ð. 1585–1590.
22. Daniell H., Vivekananda J., Nielsen B.L.,
Ye G.N., Tewari K.K. Transient foreign
gene expression in chloroplasts of cultured
tobacco cells after biolistic delivery of
chloroplast vectors // Proc. Natl. Acad. Sci.
USA. – 1990. – Vol. 87, № 1 . – ð. 88–92.
23. Daniell H., Sanford J.C. Optimization of
delivery of foreign DNA into higher–plant
chloroplasts // Plant Mol. Biol. – 1990. –
Vol. 15, № 6. – ð. 809–819.
24. Klein T.M., Wolf E.D., Wu R., Sanford J.C.
High velocity microprojectiles for deliver
ing nucleic acids into living cells // Nature. –
1987. – Vol. 327, № 6117. – P. 70–73.
25. Sanford J.C., Klein T.M., Wolf E.D. et al. De
livery of substances into cells and tissues
using a particle bombardment process //
Part. Sci. Technol. – 1987. – Vol. 5, № 1. –
P. 27–37.
26. Klein T. M., Arentzen R., Lewis P. A.,
Fitzpatrick–McElligott S. Transformation
of microbes, plants and animals by parti
cle bombardment // BioTechnol. – 1992. –
Vol. 10, № 3. – P. 286–291.
27. Sidorov V.A., Kasten D., Pang S.Z. et al.
Stable chloroplast transformation in potato:
use of green fluorescent protein as a plastid
marker // Plant J. – 1999. – Vol. 19, № 2. –
P. 209–216.
28. Ruf S., Hermann M., Berger I.J. et al. Stable
genetic transformation of tomato plastids
and expression of a foreign protein in fruit //
Nat. Biotechnol. – 2001. – Vol. 19, № 9. –
P. 870–875.
29. Zubko M., Zubko E., Van Zuilen K.,
Meyer P. , Day A. Stable transformation of
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 301
Тðàíñфоðмàц³я хëоðопëàñòíої ДНК ðоñëèí ðодèíè solanaceae: доñяãíеííя òà пеðñпекòèвè
Bacillus thuringiensis subspecies kurstaki
by gene fusion and determination of the
crystal protein insecticidal specificity //
Mol. Microbiol. – 1990. – Vol. 4, № 12. –
P. 2087–2094.
48. Kota M., Daniell H., Varma S. et al. Overex
pression of the Bacillus thuringiensis (Bt)
Cry2Aa2 protein in chloroplasts confers re
sistance to plants against susceptible and
Bt–resistant insects // Proc Natl Acad Sci
USA.– 1999.– Vol. 96, № 5.– P. 1840–1845.
49. Chakrabarti S.K., Lutz K.A., Lertwiriya
wong B., Svab Z., Maliga P. Expression
of the cry9Aa2 B.t. gene in tobacco
chloroplasts confers resistance to potato
tuber moth // Transgenic Res. – 2006. –
Vol. 15, № 4. – ð. 481–488.
50. Horn M.E., Woodard S.L., Howard J.A.
Plant molecular farming: systems and
products // Plant Cell Rep. – 2004. –
Vol. 22, № 10. – ð.711–720.
51. Menassa R., Du C., Yin Z.Q. et al. Thera
peutic effectiveness of orally administered
transgenic low–alcaloid tobacco express
ing human interleukin–10 in a mouse mod
el of colitis // Plant Biotechnol. J. – 2007. –
Vol. 5, № 1. – P. 50–59.
52. Staub J.M., Garcia B., Graves J. et al. High–
yield production of a human therapeutic
protein in tobacco chloroplasts // Nat Bio
technol. – 2000. – Vol. 18, № 3. – P. 333–
338.
53. Guda C., Lee S.–B., Daniell H. Stable ex
pression of a biodegradable protein–based
polymer in tobacco chloroplasts // Plant
Cell Rep. – 2000. –Vol. 19, № 3. – P. 257–
262.
54. Viitanen P.V., Devine A.L., Khan M.S.
et al. Metabolic engineering of the
chloroplast genome using the Escherichia
coli ubiC gene reveals that chorismate
is a readily abundant plant precursor for
phydroxybenzoic acid biosynthesis //Plant
Physiol. – 2004. – Vol. 136, № 4. – ð. 4048–
4060.
55. Lössl A., Eibl C., Harloff H.J., Jung C.,
Ko op H.u. Polyester synthesis in
transplastomic tobacco (Nicotiana
tabacum L.): significant contents of
polyhydroxybutyrate are associated with
lings // Plant Cell Tiss. and Organ Culture. –
2001. – Vol. 65, № 1. – P. 69–73.
39. Ìàтâååâà Í.À., Øàõоâñêèé À.Ì., Êó÷óê Í.Â.
ãåíåòè÷åñêàÿ òðàíñôîðìàöèÿ õëîðîïëàñò
íîé äÍê Solanum rickii // öèòîëîãèÿ è ãå
íåòèêà. – 2005. – ò. 39, № 5. – ñ. 3–8.
40. Ìàтâååâà Í.À., Ìомот Â.Ï., Øàõоâ
ñüêèé À.Ì., Êó÷óê Í.Â. ðåãåíåðàöèÿ öèá
ðèä íûõ ðàñòåíèé Lycopersicon peru
vianum + (Solanum rickii) ñ òðàíñôîð
ìèðîâàííûìè õëîðîïëàñòàìè/ // öèòî
ëîãèÿ è ãåíåòèêà. – 2005. – T. 39, № 6. –
ñ. 3–9.
41. Ìàтâååâà Í.À., Øàõоâñüêèé À.Ì., Êó
÷óê Í.Â. ñîìàòè÷åñêèå ãèáðèäû ìåæäу
òðàíñãåííûìè ðàñòåíèÿìè êàðòîôåëÿ So
lanum tuberosum è òðàíñïëàñòîìíûìè
ðàñòåíèÿìè Solanum rickii // öèòîëîãèÿ è
ãåíåòèêà.– 2008. – ò. 42, № 4. – ñ. 38–44.
42. Ñытíèê Å.Ñ., Ïàðèé À.Ô., Êомàðíèö
êèé È.Ê. è äð. àíàëèç ÿäåðíîãî è ìèòîõîí
äðèàëьíîãî ãåíîìîâ у òðàíñïëàñòîìíûõ
ðàñòåíèé Salpiglossis sinuata, ïîëу÷åííûõ
ïуòåì ïåðåíîñà òðàíñôîðìèðîâàííûõ
ïëàñòèä îò öèáðèäà Nicotiana tabacum+
(S. sinuata) // öèòîëîãèÿ è ãåíåòèêà. –
2003. – Vol. 37, № 5. – ñ. 3–9.
43. Kuchuk N., Sytnyk K., Vasylenko M. et
al. Genetic transformation of plastids
of different Solanaceae species using
tobacco cells as organelle hosts // Theor.
Appl. Genet. – 2006. – Vol. 113, № 3. –
P. 519–527.
44. Daniel H., Kumar S., Dufourmantel N.
Breakthrough in chloroplast genetic
engineering of agronomically important
crops // Trends Biotechnol. – 2005. –
Vol. 23, № 5. – ð. 238–245.
45. Bock R. Plastid biotechnology: pros
pects for herbicide and insect resistance,
metabolic engineering and molecular
farming // Curr Opin Biotechnol. – 2007. –
Vol. 18, № 2. – ð. 100–106.
46. Daniell H., Datta R., Varma S. et al.
Containment of herbicide resistance
through genetic engineering of the
chloroplast genome // Nat Biotechnol.–
1998. – Vol. 16, № 4. – ð. 345–348.
47. Dankocsik C., Donovan W.P., Jany C.S.
Activation of a cryptic crystal protein gene of
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2302
Н.А. Мàòвєєвà
Phytochemistry. – 2004 – Vol. 65, № 8. –
P. 989–994.
65. Koya V., Moayeri M., Leppla S.H., Daniell
H. Plant–based vaccine: mice immunized
with chloroplast–derived anthrax protective
antigen survive anthrax lethal toxin chal
lenge // Infect Immun. – 2005. – Vol. 73,
№ 12. – ð. 8266–8274.
66. Kamarajugadda S., Daniell H. Chloroplast–
derived anthrax and other vaccine anti
gens: their immunogenic and immunopro
tective properties // Expert Rev. Vaccines. –
2006. – Vol. 5, № 6. – ð. 839–849.
67. Watson J., Koya V., Leppla S.H., Daniell H.
Expression of Bacillus anthracis protective
antigen in transgenic chloroplasts of to
bacco, a non–food/feed crop // Vaccine. –
2004. – Vol. 22, № 31–32. – ð. 4374–4384.
68. Aziz M.A., Sikriwal D., Singh S. et al. Trans
formation of an edible crop with the pagA
gene of Bacillus anthracis // FASEB J. –
2005. – Vol. 19, № 11. – ð.1501–1503.
69. Kang T.J., Han S.Ch., Kim M.–Y.,
Kim Y.S., Yang M.S. Expression of non–
toxic mutant of Escherichia coli heat–labile
enterotoxin in tobacco chloroplasts // Pro
tein expression and purification. – 2004. –
Vol. 38, № 1. – ð. 123–128.
70. Rosales–Mendoza S., Alpuche–Solis A.G.,
Soria–Guerra R.E. et al. Expression of an
Escherichia coli antigenic fusion protein
comprising the heat labile toxin B subunit
and the heat stable toxin, and its assembly
as a functional oligomer in transplastomic
tobacco plants // Plant J. – 2009. – Vol. 57,
№ 1. – ð. 45–54.
71. Kang T.J., Loc N.H., Jang M.O. et al. Ex
pression of the B subunit of E. coli heat–la
bile enterotoxin in the chloroplasts of plants
and its characterization // Transgenic
Res. – 2003. – Vol. 12, № 6. – ð. 683–691.
72. Chebolu S., Daniell H. Stable expression
of Gal/GalNAc lectin of Entamoeba
histolytica in transgenic chloroplasts and
immunogenicity in mice towards vaccine
development for amoebiasis // Plant
Biotechnol. J. – 2007. – Vol. 5, № 2. –
ð. 230–239.
73. Glenz K., Bouchon B., Stehle T. et al.
Production of a recombinant bacterial
growth reduction // Plant Cell Rep. –
2003. – Vol. 21, № 9. – ð. 891–899.
56. Leelavathi S., Gupta N., Maiti S. et al.
Overproduction of an alkali– and thermo–
stable xylanase in tobacco chloroplasts
and efficient recovery of the enzyme // Mol.
Breed. – 2003. – Vol. 11, № 1. – ð. 59–67.
57. Zhang X.H., Brotherton J.E., Widholm J.M.,
Portis A.R Targeting a nuclear anthranilate
synthase a–subunit gene to the tobacco
plastid genome results in enhanced
tryptophan biosynthesis. Return of a gene
to its pre–endosymbiotic origin // Plant
Physiol . – 2001. – Vol.127, № 1. – ð.131–
141.
58. Roh K.H., Shin K.S., Lee Y.H. et al.
Accumulation of sweet protein monellin is
regulated by the psbA 5’UTR in tobacco
chloroplasts // J Plant Biol. – 2006. – Vol.
49, № 1. – ð. 34–43.
59. Fernández–San Millán A., Mingo–Cas
tel A., Miller M., Daniell H. A chloroplast
transgenic approach to hyper–express and
purify Human Serum Albumin, a protein
highly susceptible to proteolytic degrada
tion // Plant Biotechnol. J. – 2003. – Vol. 1,
№ 2 – ð. 71–79.
60. Ohya K, Matsumura T, Ohashi K, Onuma M,
Sugimoto C. Expression of two subtypes
of human IFN–alpha in transgenic potato
plants // J. Interf. Cytok. Res. – 2001. – Vol.
21, № 8. – ð. 595–602.
61. Edelbaum O., Stein D., Holland N. et al.
Expression of active human interferon–
beta in transgenic plants // J. Interferon.
Res. – 1992. – Vol.12, № 6. – ð. 449–453.
62. Arlen P.A., Falconer R., Cherukumilli S.
et al. Field production and functional
evaluation of chloroplast–derived
interferon–alpha2b // Plant Biotechnol J. –
2007. – Vol. 5, № 4. – ð. 511–525.
63. Tregoning J.S., Nixon P., Kuroda H. et al.
Expression of tetanus toxin fragment C
in tobacco chloroplasts // Nucleic Acids
Res. – 2003. – Vol. 31, № 4. – ð. 1174–1179.
64. Tregoning J., Maliga P., Dougana G., Nix
on P. J. New advances in the production of
edible plant vaccines: chloroplast expres
sion of a tetanus vaccine antigen, TetC //
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2 303
Тðàíñфоðмàц³я хëоðопëàñòíої ДНК ðоñëèí ðодèíè solanaceae: доñяãíеííя òà пеðñпекòèвè
82. Singh A.K., Verma S.S., Bansal K.C. Plas
tid transformation in eggplant (Solanum
melongena L.) // Transgen. Research. –
2009. DOI 10.1007/s11248009–9290z.
83. Zhou F., Badillo–Corona J.A., Karcher D.
et al. High–level expression of human
immunodeficiency virus antigens from the
tobacco and tomato plastid genomes // Plant
Biotechnol J. – 2008. – Vol. 6, № 9. – ð. 897–
913.
Ïðåäñтàâëåíо Â.À. Êóíàõом
Íàä³éøëà 28.08.2009
òðàÍñÔîðìàöèЯ õëîðîПëàñòÍîЙ äÍê
ðàñòåÍèЙ ñåìåЙñòâà SOLANACEAE:
äîñòèЖåÍèЯ è ПåðñПåêòèâЫ
Í.À. Ìàтâååâà
èíñòèòуò êëåòî÷íîé áèîëîãèè è ãåíåòè÷åñêîé èí
æåíåðèè ÍàÍ óêðàèíû
óêðàèíà, 03680, ã. êèåâ, уë. Зàáîëîòíîãî, 148
email: joyna56@gmail.com
êîíñòðуèðîâàíèå ðàñòåíèé ñ òðàíñôîðìèðî
âàííîé õëîðîïëàñòíîé äÍê ÿâëÿåòñÿ îäíèì
èç ïðèîðèòåòíûõ íàïðàâëåíèé ñîâðåìåííîé
ãåíåòè÷åñêîé èíæåíåðèè ðàñòåíèé. Íà ïðî
òÿæåíèè ïîñëåäíèõ äâàäöàòè ëåò äîñòèãíуòû
çíà÷èòåëьíûå уñïåõè â ðàçðàáîòêå ñòðàòå
ãèè ãåíåòè÷åñêîé òðàíñôîðìàöèè ïëàñòî
ìà è ñäåëàíû ïðàêòè÷åñêèå øàãè ïî ñîçäà
íèþ òðàíñïëàñòîìíûõ ðàñòåíèé. Эòî ñâÿ
çàíî ñ ðÿäîì ïðåèìуùåñòâ, êîòîðûå èìåþò
ðàñòåíèÿ ñ òðàíñôîðìèðîâàííîé õëîðîïëàñò
íîé äÍê, à òàêæå âîçìîæíîñòьþ èõ ïðàêòè
÷åñêîãî èñïîëьçîâàíèÿ â ñåëьñêîì õîçÿéñòâå
è ìåäèöèíå. â îáçîðå ïðèâåäåíû îñíîâíûå
äîñòèæåíèÿ â èñïîëьçîâàíèè ðàçëè÷íûõ ìå
òîäîâ ïîëу÷åíèÿ òðàíñïëàñòîìíûõ ðàñòå
íèé ñåìåéñòâà Solanaceae (áèîëèñòè÷åñêàÿ,
ПЭãèíäуöèðîâàííàÿ òðàíñôîðìàöèÿ, ñîìà
òè÷åñêàÿ ãèáðèäèçàöèÿ), à òàêæå ðåçуëьòàòû â
íàïðàâëåíèè ñîçäàíèÿ ðàñòåíèé – ïðîäуöåí
òîâ ðåêîìáèíàíòíûõ áåëêîâ.
Êëþ÷åâыå ñëоâà: Solanaceae, áèîòåõíîëîãèÿ,
òðàíñôîðìàöèÿ ïëàñòîìà, ðåêîìáèíàíòíûå
áåëêè.
lipoprotein in higher plant chloroplasts //
Nat Biotechnol. – 2006. – Vol. 24, № 1. –
ð. 76–77.
74. Daniell H., Lee S.B., Panchal T. et al.
Expression of the native cholera toxin B
subunit gene and assembly as functional
oligomers in transgenic tobacco
chloroplasts // J. Mol. Biol. – 2001. – Vol.
311, № 5. – ð. 1001–1009.
75. DeGray G., Rajasekaran K., Smith F. et al.
Expression of an antimicrobial peptide via
the chloroplast genome to control phy
topathogenic bacteria and fungi // Plant
Physiol. – 2001. – Vol.127, № 3. – ð. 852–
862.
76. Scotti N., Alagna F., Ferraiolo E. et al. High–
level expression of the HIV1 Pr55(gag)
polyprotein in transgenic tobacco
chloroplasts // Planta. – 2009. – Vol. 229,
№ 5. – ð.1109–1122.
77. Lenzi P., Scotti N., Alagna F. et al. Transla
tional fusion of chloroplastexpressed hu
man papillomavirus type 16 L1 capsid pro
tein enhances antigen accumulation in
transplastomic tobacco // Transgen. Res.
– 2008. – Vol. 17, № 6. – P.1091–1102.
78. Rigano M., Manna C., Giulini A. et al.
òransgenic chloroplasts are efficient sites
for high–yield production of the vaccinia vi
rus envelope protein A27L in plant cells //
Plant Biotechnol. J. – 2009 . – Vol. 7, № 6. –
ð. 577–591.
79. Birch–Machin I., Newell C.A., Hibberd
J.M., Gray J.C. Accumulation of rotavirus
VP6 protein in chloroplasts of transplasto
mic tobacco is limited by protein stability //
Plant Biotechnol. J.– 2004. – Vol.2, № 3. –
ð. 261–270.
80. Molina A., Hervás–Stubbs S., Daniell H. et
al. High–yield expression of a viral peptide
animal vaccine in transgenic tobacco chlo
roplasts // Plant Biotechnol. J.– 2004. –Vol.
2, № 2. – ð.141–153.
81. Li Y., Sun M., Liu J. et al. High expression
of foot–and–mouth disease virus structur
al protein VP1 in tobacco chloroplasts //
ðlant Cell Reports. – 2006. – Vîl. 25, № 4. –
ð. 329–333.
ISSN 18107834. ³ñí. Óêð. тоââà ãåíåтèê³â ³ ñåëåêö³оíåð³â. 2009, том 7, № 2304
Н.А. Мàòвєєвà
of plastome transformation was achieved
and practical steps towards transplastomic
plants production were made. In this review
the basic achievements in genetic engineering
of Solanaceae plants (biolistic and PEG
induced transformation, somatic hybridization)
and also the results in the construction of
plants, producers of recombinant proteins are
discussed.
Key words: Solanaceae, biotechnology,
plastome transformation, recombinant proteins.
PLASTID TRANSFORMATION OF SOLANA
CEAE: PROGRESS AND PERSPECTIVE
N.À. Matvieieva
Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of
National Academy of Sciences of Ukraine
Ukraine, 03680, Kyiv, Zabolotnogo str. 148
email: joyna56@gmail.com
Designing of plants with transformed plastome
is one of priority directions of modern genetic
plants engineering. During last twenty years
significant success in development of strategy
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18908 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1810-7834 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-28T05:52:44Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова |
| record_format | dspace |
| spelling | Матвєєва, Н.А. 2011-04-11T21:04:23Z 2011-04-11T21:04:23Z 2009 Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи / Н.А. Матвєєва // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2009. — Т. 7, № 2. — С. 289-304. — Бібліогр.: 83 назв. — укр. 1810-7834 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18908 575.222.7:581.1 Створення рослин з трансформованою хлоропластною ДНК є одним з пріоритетних напрямків у сучасній генетичній інженерії рослин, адже протягом останніх двадцяти років досягнуто великих успіхів у розробленні стратегії генетичної трансформації пластому та зроблено практичні кроки у створенні транспластомних рослин. Це пов’язано з низкоюю переваг, що мають такі рослини, та можливістю їхнього застосування в сільському господарстві і медицині. В огляді наведено основні досягнення у використанні різних методів (біолістична, ПЕГ-індукована трансформація та соматична гібридизація) та подано результати, отримані за створення транспластомних рослин родини Solanaceаe, стійких до біотичних та абіотичних факторів, а також рослин – продуцентів рекомбінантних білків. Конструирование растений с трансформированной хлоропластной ДНК является одним из приоритетных направлений современной генетической инженерии растений. На протяжении последних двадцати лет достигнуты значительные успехи в разработке стратегии генетической трансформации пластома и сделаны практические шаги по созданию транспластомных растений. Это связано с рядом преимуществ, которые имеют растения с трансформированной хлоропластной ДНК, а также возможностью их практического использования в сельском хозяйстве и медицине. В обзоре приведены основные достижения в использовании различных методов получения транспластомных растених семейства Solanaceae (биолистическая, ПЭГ-индуцированная трансформация, соматическая гибридизация), а также результаты в направлении создания растений – продуцентов рекомбинантных белков. Designing of plants with transformed plastome is one of priority directions of modern genetic plants engineering. During last twenty years significant success in development of strategy of plastome transformation was achieved and practical steps towards transplastomic plants production were made. In this review the basic achievements in genetic engineering of Solanaceae plants (biolistic and PEG-induced transformation, somatic hybridization) and also the results in the construction of plants, producers of recombinant proteins are discussed. uk Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів Оглядові статті Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи Трансформация хлоропластной днк растений семейства Solanaceae: достижения и перспективы Plastid transformation of Solanaceae: progress and perspective Article published earlier |
| spellingShingle | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи Матвєєва, Н.А. Оглядові статті |
| title | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи |
| title_alt | Трансформация хлоропластной днк растений семейства Solanaceae: достижения и перспективы Plastid transformation of Solanaceae: progress and perspective |
| title_full | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи |
| title_fullStr | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи |
| title_full_unstemmed | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи |
| title_short | Трансформація хлоропластної ДНК рослин родини Solanaceae: досягнення та перспективи |
| title_sort | трансформація хлоропластної днк рослин родини solanaceae: досягнення та перспективи |
| topic | Оглядові статті |
| topic_facet | Оглядові статті |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18908 |
| work_keys_str_mv | AT matvêêvana transformacíâhloroplastnoídnkroslinrodinisolanaceaedosâgnennâtaperspektivi AT matvêêvana transformaciâhloroplastnoidnkrasteniisemeistvasolanaceaedostiženiâiperspektivy AT matvêêvana plastidtransformationofsolanaceaeprogressandperspective |