Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens
Проводили сравнительный анализ активностей ферментов синтеза и гидролиза сахарозы морфогенного и неморфогенного каллусов, индуцированных из незрелых зародышей инбредных линий кукурузы 1555, 1568 и А188 после их Agrobacterium-опосредованной трансформации штаммом LВА 4404, содержащим вектор рСВ002 с г...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18921 |
| 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: | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens / А.Ю. Матвеева, В.Д. Сакало, В.М. Курчий, Е.Н. Тищенко // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2010. — Т. 8, № 1. — С. 18-24. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860247252885307392 |
|---|---|
| author | Матвеева, А.Ю. Сакало, В.Д. Курчий, В.М. Тищенко, Е.Н. |
| author_facet | Матвеева, А.Ю. Сакало, В.Д. Курчий, В.М. Тищенко, Е.Н. |
| citation_txt | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens / А.Ю. Матвеева, В.Д. Сакало, В.М. Курчий, Е.Н. Тищенко // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2010. — Т. 8, № 1. — С. 18-24. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів |
| description | Проводили сравнительный анализ активностей ферментов синтеза и гидролиза сахарозы морфогенного и неморфогенного каллусов, индуцированных из незрелых зародышей инбредных линий кукурузы 1555, 1568 и А188 после их Agrobacterium-опосредованной трансформации штаммом LВА 4404, содержащим вектор рСВ002 с геном неомицинфосфотрансферазы (nptII). В канамицин-устойчивом (KmУК) морфогенном каллусе установлена значительная активация сахарозосинтазы в реакции синтеза сахарозы и инвертазы (вакуолярной и цитоплазматической), включающей её в метаболизм. Дифференциальная активность ферментов метаболизма сахарозы морфогенного и неморфогенного KmУК свидетельствует о важной роли сахарозы и продуктов её гидролиза в процессах роста и дифференцировки клеток при Agrobacterium-опосредованной трансформации.
Порівнювали активності ферментів синтезу та гідролізу сахарози морфогенного і неморфогенного калюсів, індукованих із незрілих зародків інбредних ліній кукурудзи 1555, 1568 та А188 після їхньої Agrobacterium-опосередкованої трансформації штамом LBA 4404, що містить вектор pCB002 із геном неоміцинфосфотрансферази (nptII). У Km-стійкому (KmСК) морфогенному калюсі виявлено значну активацію сахарозосинтази у реакції синтезу сахарози та інвертази (вакуолярної та цитоплазматичної), що включає її у метаболізм. Диференційна активність морфогенного і неморфогенного KmСК свідчить про важливу роль сахарози та продуктів її гідролізу у процесах росту й диференціювання клітин за Agrobacterium-опосередкованої трансформації.
Comparative analysis of ferments’ activity of both sucrose synthesis and hydrolysis in morphogenic and nonmorphogenic calli, induced from maize inbred lines 1555, 1568 and A188 immature embryos after its’ Agrobacterium-mediated transformation by strain LBA 4404 harboring the vector pCB002 with gene neomycinphosphotransferase II (nptII) were investigated. Significant activation for Km-tolerant morphogenic callus of the sucrose synthase in the sucrose synthesis reaction and invertase (vacuolar and cytoplasmatic) that include sucrose in the metabolism was observed. Important role of sucrose and it’s hydrolysis products at the cell’s growth and differentiation processes under Agrobacterium-mediated transformation have been shown by differential activity of morphogenic and nonmorphogenic Km-tolerant calli.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:38:26Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 18107834. Вісн. Óкр. товва генетиків і селекöіонерів. 2010, том 8, № 118
© à.Ю. ìàòâååâà, â.ä. ñàêàëî, â.ì. êóð×èЙ, å.Í. òèЩåÍêî, 2010
óäê 579.254.2:581.143.5
АКÒИВÍÎÑÒЬ ÑАХАРÎÇÎÑИÍÒАÇЫ И ИÍВЕРÒАÇЫ
ÌÎРФÎГЕÍÍÎГÎ И ÍЕÌÎРФÎГЕÍÍÎГÎ КАЛЛУÑÎВ,
ПÎЛУЧЕÍÍЫХ ИÇ ÍЕÇРЕЛЫХ ÇАРÎДЫШЕЙ КУКУРУÇЫ
(ZEA MAYs L.), ИÍФИЦИРÎВАÍÍЫХ AGrOBACTErIUM
TUMEFACIENs
à.Ю. ìàòâååâà, â.ä. ñàêàëî, â.ì. êóð×èЙ, å.Í. òèЩåÍêî
èнститут физиологии растений и генетики ÍàÍ óкраины
óкраина, 03022, г. êиев, ул. âасильковская, 31/17
e-mail: oltyko@gmail.com
Проводили сравнительный анализ активностей ферментов синтеза и гидролиза
сахарозы морфогенного и неморфогенного каллусов, индуöированных из незрелых
зародышей инбредных линий кукурузы 1555, 1568 и А188 после их Agrobacterium
опосредованной трансформаöии штаммом LВА 4404, содержащим вектор рСВ002 с
геном неомиöинфосфотрансферазы (nptII). В канамиöинустойчивом (KmÓК) морфо
генном каллусе установлена значительная активаöия сахарозосинтазы в реакöии син
теза сахарозы и инвертазы (вакуолярной и öитоплазматической), включающей её в ме
таболизм. Дифференöиальная активность ферментов метаболизма сахарозы морфо
генного и неморфогенного KmÓК свидетельствует о важной роли сахарозы и продук
тов её гидролиза в проöессах роста и дифференöировки клеток при Agrobacterium
опосредованной трансформаöии.
Ключевые слова: кукуруза (Zea mays L.), Agrobacterium–опосредованная трансформа
öия, каллус, сахарозосинтаза, инвертаза.
Ввåдåíèå. òотипотентность клеток, коìпетентных к агробактериальной
инфекции, является ключевыì ìоìентоì ìетодологии генетической ин-
женерии. âìесте с теì, не только ìолекулярные ìеханизìы ìорфогенеза
in vitro, но и изìенения ìетаболических и биосинтетических процессов при
Agrobacterium–опосредованной трансфорìации далеки от полного пониìа-
ния. îдин из аспектов этих вопросов ìожет быть связан с ìетаболизìоì ìоно-
сахаридов и сахарозы, которые по совреìенныì представленияì рассìатри-
ваются в качестве сигнальных и регуляторных ìолекул, приниìающих участие
в регуляции деления, роста и дифференцировки клеток в онтогенезе растений
[1, 2]. Íа степень, пути передачи сигналов и сайты ìетаболизìа сахарозы ока-
зывают влияние внутренние и внешние факторы, что в свою очередь ìожет из-
ìенять развитие и адаптацию растений в ответ на стрессоры [1].
äва ферìента – сахарозосинтаза (ññ, ê.Ф.2.4.1.13) и инвертаза
(ê.Ф.3.2.1.26) катализируют синтез/расщепление и гидролиз сахарозы со-
ответственно, осуществляя такиì образоì баланс ìежду сахараìи как регу-
ляторныìи ìолекулаìи и коìпонентаìи ìетаболитических путей. èнверта-
за необратиìо гидролизует сахарозу в реакции: сахароза + Í2î → глюкоза +
ISSN 18107834. Вісн. Óкр. товва генетиків і селекöіонерів. 2010, том 8, № 1 19
Акòèвíоñòü ñàхàðозоñèíòàзы è èíвеðòàзы моðфоãеííоãо è íемоðфоãеííоãо кàëëуñов, ...
патогены и другие специфические факто-
ры [1].
ðассìатривается несколько ìеха-
низìов, посредствоì которых изìеня-
ется активность инвертазы [6]. ñреди
них коìпартìентализация âè в везику-
лах предшественников протеаз, которые
освобождаются в ответ на сигналы раз-
вития и окружающей среды; регуляция
специфических âè клеточно-ассоцииро-
ванной киназой 2. èзìенения в функцио-
нировании инвертазы связывают и с раз-
нообразныìи группаìи киназ и фосфатаз,
соотнося их с систеìаìи восприятия са-
харов, патогенов, àБê и других фитогор-
ìонов. êроìе того, уделяется вниìание
регуляции экспрессии генов инвертазы
ìножественныìи элеìентаìи DST (Down
STream) 3’–нетранслируеìых областей.
â культуре клеток кукурузы èêñ, кодируе-
ìая геноì Incw 1, регулируется сахараìи
на транскрипционноì и на посттранскрип-
ционноì уровнях [7].
×то касается обсуждаеìых вопросов
при трансфорìации растений, то иìею-
щиеся в литературе данные главныì обра-
зоì касаются выяснения роли ферìентов
ìетаболизìа сахарозы с приìенениеì ан-
тисìысловых супрессоров генов или ана-
лиза их активности природныìи агробак-
териальныìи штаììаìи [8, 9]. â данной
работе исследовали активности ферìен-
тов ññ в реакции синтеза сахарозы и её
гидролиза инвертазой, предполагая, что
Agrobacterium-опосредованная транс-
форìация ìожет приводить к изìененияì
в ìетаболизìе сахарозы каллусов кукуру-
зы, обладающих разной способностью к
реализации ìорфогенетического потен-
циала.
Ìàòåðèàëы è ìåòоды
â работе использовали незрелые заро-
дыши (ÍЗ) инбредных линий 1555 и 1568
(селекции èнститута физиологии расте-
фруктоза с последующиì включениеì
ìоносахаридов в гликолиз и дыхатель-
ный ìетаболизì. ññ катализирует реак-
цию ìежду сахарозой и óäФ, в результа-
те чего образуется фруктоза и óäФã, ис-
пользуеìая для синтеза биополиìеров в
нефотосинтезирующих тканях. â отличие
от ññ инвертаза приводит к образованию
двух гексоз, что увеличивает возìожности
ферìента регулировать специфические
сахарочувствительные процессы [1, 2, 3].
â целоì считается, что гексозы способ-
ствуют делению и растяжению клеток, тог-
да как сахароза – дифференциации и со-
зреванию в процессах развития in vivo [1].
ññ и инвертаза отличаются локализа-
цией в клетке, пространственно-вреìен-
ной экспрессией их генов в онтогенезе и
уровняìи регуляции. ó кукурузы известно
3 гена, кодирующих изофорìы ññ, кото-
рые находятся преиìущественно в цито-
плазìе, хотя некоторые белки ìогут быть
ìеìбраносвязанныìи. êроìе того, обна-
ружены изофорìы ññ, локализованные
в органеллах [4, 5]. â зависиìости от пу-
тей поступления в клетку (через клеточную
стенку или плазìодесìу) сахароза ìожет
гидролизоваться инвертазой клеточных
стенок (èêñ), цитоплазìатической инвер-
тазой (öè), вакуолярной инвертазой (âè),
а также расщепляться цитоплазìатичес-
кой ññ. ñчитается, что при поступлении
сахарозы через клеточную стенку из-за
низкой активности öè образуется огра-
ниченное количество гексоз как сигналь-
ных ìолекул, и эту функцию приписывают
èêñ. â свою очередь, глюкоза и фруктоза
инициируют гексозо-основанные сигналы
как на ìеìбране, так и в цитоплазìе в ходе
последующего ìетаболизìа. àналогично,
избыток гексоз ìожет генерировать âè,
где преиìущественно происходит гидро-
лиз сахарозы в процессе роста и разви-
тия. êроìе того, èêñ ìогут стиìулировать
ISSN 18107834. Вісн. Óкр. товва генетиків і селекöіонерів. 2010, том 8, № 120
А.Ю. Мàòвеевà, В.Д. Сàкàëо, В.М. Куðчèй, Е.Н. Тèщеíко
же вакуолярной и цитоплазìатической
инвертазы в ìорфогенноì (Kmóê 1555
и Kmóê à188) и неìорфогенноì (Kmóê
1568) каллусах кукурузы, устойчивых к се-
лективной концентрации антибиотика ка-
наìицина. â качестве контроля служили
ìорфогенный (ê 1555, ê à188) и неìор-
фогенный (ê 1568) каллусы, полученные
от неинфицированных агробактерией ÍЗ
соответствующих линий.
ñахарозосинтазу (ññ) и инвертазу кал-
лусов выделяли из одной навески частич-
но ìодифицированныì наìи ìетодоì
[11]. Íавеску каллуса (0,5 г) гоìогенизи-
ровали в буфере à, содержащеì 0,05 ì
òрис-ÍCl, рÍ 7,5, 1ìì åäòà, 10 ìì äòò и
10 ìì MgCl2. После центрифугирования
при 20 000 g супернатант фракциониро-
вали сульфатоì аììония от 0 до 90% на-
сыщения. îсадок растворяли в ìиниìаль-
ноì объёìе буфера à, диализировали 12
часов в тоì же буфере, разбавленноì в 10
раз. â полученноì диализате определяли
легкораствориìые белки по ëоури [12].
àктивность ññ в реакции синтеза опре-
деляли по количеству образованной саха-
розы в инкубационной сìеси (в ìкìолях),
содержащей òрис-ÍCl (рÍ 7,5) – 50, óäФã
– 1, фруктозу – 3, ферìентный препарат –
100 ìкл [11]. àктивность инвертазы в ре-
акции гидролиза сахарозы определяли по
количеству образованной фруктозы. äля
цитоплазìатической инвертазы исполь-
зовали инкубационную сìесь следующего
состава: 1/15 êФ буфер, рÍ 7,0 – 50 ìкл,
сахароза – 20 ìкìоль, ферìентный препа-
рат – 100 ìкл, для вакуолярной – 1ì аце-
татный буфер, рÍ 4,7 – 50 ìкл, сахароза
– 20 ìкìоль, ферìентный препарат – 50
ìкл [13]. îпределяли теìи же ìетодаìи
активность ññ и инвертазы агробактерии
ночной культуры. äля каждой инбредной
линии при проведении биохиìических ис-
следований использовали каллус, полу-
ченный из ÍЗ нескольких початков. äосто-
ний и генетики ÍàÍ óкраины) и à188 (се-
лекции èнститута клеточной биологиии и
генетической инженерии ÍàÍ óкраины)
выделенные на 12–14 день после опыле-
ния. Початки стерилизовали 20 ìин. в 96 %
спирте, 40 ìин. в 10% растворе хлораìи-
на, трижды проìывали стерильной водой.
Agrobacterium-опосредованную транс-
форìацию проводили согласно частично
ìодифицированноìу наìи ìетоду èшида
и соавт. [10]. äля этого ÍЗ разìероì 1,0 –
1,2 ìì, полученные с каждого початка, де-
лили на две части, одну из которых подвер-
гали агробактериальной инфекции ночной
культурой штаììа LBA 4404, содержа-
щего вектор pCB002 с генаìи неоìицин-
фосфотрансферазы и β-глюкуронидазы,
а другую часть – неинфицированные ÍЗ –
использовали в качестве контроля. â даль-
нейшеì все этапы культивирования осу-
ществляли параллельно.
ÍЗ высаживали на агаризованную LS-
среду для кокультивации; перед транс-
форìацией обрабатывали ультразвукоì
частотой 22 кãц в течение 15 с в жидкой
LS-inf-среде, инокулировали агробакте-
рией и поìещали на LS-As-среду для ко-
культивации, содержащую 200 ìкì аце-
тосерингона; кокультивировали 7 дней в
теìноте при 25 °C. После кокультивации те
из них, у которых наблюдался каллусоге-
нез, переносили на LSD-среду, содержа-
щую цефотаксиì в концентрации 500 ìг/л
и селективную концентрацию канаìицина
– 50 ìг/л, субкультивировали в течение 3
пассажей. êонтроль высаживали на LSD-
среду, не содержащую антибиотиков.
äля изучения роли углеводного ìета-
болизìа в общей систеìе регуляции рос-
та и дифференцировки клеток в процессах
ìорфогенеза in vitro при Agrobacterium-
опосредованной трансфорìации прово-
дили сравнительное изучение активности
ферìентов ìетаболизìа сахарозы – са-
харозосинтезы в реакции синтеза, а так-
ISSN 18107834. Вісн. Óкр. товва генетиків і селекöіонерів. 2010, том 8, № 1 21
Акòèвíоñòü ñàхàðозоñèíòàзы è èíвеðòàзы моðфоãеííоãо è íемоðфоãеííоãо кàëëуñов, ...
Рèñ. 1. ñодержание легкораствориìых белков в
ìорфогенноì (1 – à188, 2 – 1555) и неìорфогенноì
(3 – 1568) каллусах при Agrobacterium-опосредо-
ванной трансфорìации: а – êонтроль; б – êmóê
Íаряду с повышениеì содержания
легкораствориìых белков происходило
увеличение удельной активности ññ в ре-
акции синтеза сахарозы в ìорфогенных
Kmóê 1555 и Kmóê à188 на 138 % и 260
% соответственно, в то вреìя как у неìор-
фогенного Kmóê 1568 достоверная раз-
ница относительно контроля отсутствова-
ла (рис.2).
Рèñ. 2. óдельная активность ññ в ìорфогенноì (1 –
à188, 2 – 1555) и неìорфогенноì (3 – 1568) каллу-
сах при Agrobacterium-опосредованной трансфор-
ìации: а – êонтроль; б – êmóê
×то касается общей активности ññ, то
и по этоìу показателю чётко была видна
разница ìежду 2 типаìи культуры ткани.
åсли у ìорфогенных Km-устойчивых кал-
лусов она увеличивалась в 8–12 раз, то
у неìорфогенного Kmóê1568 наблюда-
лось хоть и незначительное, но достовер-
ное повышение всего на 38 % (в 1,4 раза)
(рис. 3). Значит, несìотря на то, что со-
держание легкораствориìых белков Km
устойчивого неìорфоргенного каллуса
верность полученных результатов опреде-
ляли по критерияì ñтъюдента.
Рåзуëüòàòы è обñуждåíèå
äля реализации ìорфогенетического
потенциала ÍЗ, которые подвергали агро-
бактериальной инфекции, использовали
ряд питательных сред. Íаиболее резуль-
тативной для исследуеìых генотипов ока-
залась частично ìодифицированная наìи
среда LS [10]. При этоì каллусогенез для
всех генотипов происходил на ранних эта-
пах культивирования in vitro, однако ин-
дукция побегообразования наблюдалась
только для каллуса инбредных линий 1555
и А188.
â каллусах ê 1555, ê à188, ê 1568 было
показано разное содержание легкорас-
твориìых белков (рис.1). òак, в клетках
К 1555, К А188 оно составляло 70 ± 1,0 и
64,0 ± 4,0 ìг на граìì ткани, тогда как у К
1568 этот показатель был приблизительно
в 2,5 раза большиì. Íеодинаковое содер-
жание белка в каллусах разного типа явля-
ется, скорее всего, отражениеì генотипи-
ческих особенностей биосинтетических
процессов разных генотипов, а не различ-
ной способностью их клеток к реализации
ìорфогенетического потенциала.
При Agrobacterium–опосредованной
трансфорìации происходило повышение
содержания белков в ìорфогенных Kmóê
1555 и Kmóê à188 на 136 % и 166 %, соот-
ветственно, в то вреìя как у неìорфоген-
ного Kmóê 1568, наоборот, наблюдалось
достоверное понижение общего коли-
чества легкораствориìых белков на 18%
(рис.1). òакие данные позволяют предпо-
ложить, что в коìпетентных к агробакте-
риальной инфекции клетках, способных
к органогенезу, происходят изìенения
в процессах биосинтеза белков и/или их
стабильности.
ISSN 18107834. Вісн. Óкр. товва генетиків і селекöіонерів. 2010, том 8, № 122
А.Ю. Мàòвеевà, В.Д. Сàкàëо, В.М. Куðчèй, Е.Н. Тèщеíко
Рèñ. 3. îбщая активность ññ в ìорфогенноì (1 –
à188, 2 – 1555) и неìорфогенноì (3 – 1568) каллу-
сах при Agrobacterium-опосредованной трансфор-
ìации: а – êонтроль; б – êmóê
âключение сахарозы в ìетаболизì
достаточно интенсивно совершается ин-
вертазой. êак видно из таблицы, в ìор-
фогенноì и неìорфогенноì Km-устой-
чивых каллусах происходила стиìуляция
удельной активности âè: у ê à188 она по-
вышалась на 177 %, у ê 1555 – на 206 %,
у ê 1568 – на 166 %. åщё выше была сти-
ìуляция общей активности этого ферìен-
та. При этоì у ìорфогенного каллуса она
составила 750–890 %, в то вреìя как у не-
ìорфогенного – 326 %.
òо есть, при Agrobacterium-опосредо-
ванной трансфорìации âè существенно
активируется, что является отражениеì, с
одной стороны, потребности в ìоносаха-
рах для ìетаболических превращений, а с
другой, не исключено, что они ìогут быть
связанны с сахарозависиìыìи регуля-
торныìи процессаìи в ходе роста и диф-
уìеньшалось, в результате агробактери-
альной инфекции общая активность ññ, в
отличие от удельной, хоть и незначитель-
но, но достоверно увеличивалась. При
этоì в суспензии агробактерии актив-
ность ферìента ññ отсутствовала.
òакиì образоì, при Agrobacterium-
опосредованной трансфорìации штаì-
ìоì Lâà 4404 с векторной конструкцией,
содержащей ген неоìицинфосфотранс-
феразы, в ìорфогенноì и неìорфоген-
ноì Km-устойчивых каллусах была уста-
новлена значительная разница как общей,
так и удельной активности ññ в реакции
синтеза сахарозы. ñледует подчеркнуть,
что повышение уровня функционирова-
ния этого ферìента и содержания белка
иìеет ìесто в условиях полной элиìина-
ции агробактерии антибиотикоì цефотак-
сиìоì. òот факт, что наблюдалась чётко
выраженная разница в биосинтетических
процессах ìорфогенного и неìорфоген-
ного каллусов, позволяет предположить,
что инфицирование агробактерией при-
водит к изìененияì экспрессии генов в
коìпетентных к ней клетках, способных к
реализации ìорфогенетического потен-
циала. âозìожно, такие изìенения иìе-
ют отношение к генаì, кодирующиì ññ. â
свою очередь сахароза как регуляторная
ìолекула приниìает участие в общей сис-
теìе генетической регуляции дифферен-
цировки клеток в процессе органогенеза
in vitro.
Òàбëèöà. àктивность инвертазы в ìорфогенноì и неìорфогенноì каллусах при Agrobacterium-
опосредованной трансфорìации кукурузы
âарианты культуры
тканей
êислая инвертаза, ìкìоль фруктозы Щелочная инвертаза, ìкìоль фруктозы
на г ткани×час на ìг белка×час на г ткани×час на ìг белка×час
ê 188 контроль 5,8±0,2 (100 %) 5,6±0,1 (100 %) 2,6±0,3 (100 %) 2,5±0,1 (100 %)
ê188 Kmóê 49,7±0,2 (857 %) 15,5±0,1 (277 %) 12,1±2,0 (465 %) 4,3±0,1 (172 %)
ê1555 контроль 1,6±0,2 (100 %) 1,6±0,15 (100 %) 1,4±0,0 (100 %) 1,5±0,0 (100 %)
ê1555 Kmóê 15,9±1,0 (994 %) 4,9±0,3 (306 %) 6,8±0,6 (486 %) 2,1±0,2 (140 %)
ê1568 контроль 6,9±0,2 (100 %) 3,2±0,1 (100 %) 5,0±0,5 (100 %) 2,4±0,2 (100 %)
ê1568 Kmóê 29,4±0,3 (426 %) 8,5±0,1 (266 %) 7,1±0,0 (142 %) 2,1±0,0 (87 %)
ISSN 18107834. Вісн. Óкр. товва генетиків і селекöіонерів. 2010, том 8, № 1 23
Акòèвíоñòü ñàхàðозоñèíòàзы è èíвеðòàзы моðфоãеííоãо è íемоðфоãеííоãо кàëëуñов, ...
свидетельствует о стиìуляции ìетаболи-
ческих и биосинтетических процессов при
Agrobacterium-опосредованной транс-
форìации. äифференциальная активность
сахарозосинтазы в реакции синтеза, а так-
же вакуолярной и цитоплазìатической ин-
вертазы канаìицин-устойчивых каллусов,
обладающих разной способностью к реа-
лизации ìорфогенетического потенциа-
ла, позволяет предположить, что сахаро-
за и гексозы являются коìпонентаìи об-
щей систеìы регуляции процессов роста
и дифференцировки клеток кукурузы при
Agrobacterium-опосредованной транс-
форìации.
Ñпèñоê ëèòåðàòуðы
1. Koch K. Sucrose metabolism: regulatory mecha-
nisms and pivotal roles in sugar sensing and plant
development // Current Opinion in Plant Biology.
– 2004. – Vol. 7, № 3 – P. 235–248.
2. Сакало В.Д. ðегуляция ìетаболизìа сахарозы у
свёклы и других культур. – ê.: ëогос, 2006. – 248 с.
3. Сакало В.Д., Курчий В.М. ãорìональная регу-
ляция активности сахарозофосфатсинтазы и
сахарозосинтазы сахарной свеклы // Физиоло-
гия растений. – 2004. – ò. 51, № 2. – ñ. 205–210.
4. Koch K.E., Kurt D.N., Duke E.A., McCarty D.R.,
Avlgne W.A. Sugar levels modulate differential
expression of maize sucrose synthase genes //
The Plant Cell. – 1992. – Vol. 4. – P. 59–69.
5. Subbaian C.C., Palaniappan A., Duncan K.,
Rhoads D.M., Huber S.C., Sachs M.M.
Mitochondrial localization and putative signaling
function of sucrose synthase in maize // J. Biol.
Chem. – 2006. – Vol. 281, № 4. – P. 15625–
15635.
6. Huang L.F., Bocock P.N., Davis J.M., Koch K.E.
Regulation of invertase: a ‘suite’ of transcriptional
and posttranscriptional mechanisms // Func-
tional Plant Biology. – 2007. – № 34. – P. 499–
504.
7. Cheng WH., Tallercioe E.W., Chourey P.S. Su-
gars modulate in unusual mode of control of
the cell-wall invertase gene (Incw 1) through its
3’ untrahslated region in cell suspension culture
of maize // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1999. –
Vol. 96, № 18. – P. 10512–10517.
8. Zhou R., Сheng L., Dandekar M. Down-regulation
of corbitol dehydrogenase and up- regulation of
sucrose synthase in shoot tips of the transgennic
apple trees with decreased sorbitol syntрasis //
ференцировки клеток. ×то касается öè
(табл.), то в целоì её активность ниже ва-
куолярной в каллусах разного типа, и это
соответствует данныì, полученныì для
растительных клеток in vivo [1, 2]. Более
того, в неìорфогенноì Kmóê удельная
активность ферìента, в отличие от общей,
достоверно не отличается. òеì не ìенее, в
ìорфогенноì Kmóê активность öè также
как и âè существенно превышает таковые
неìорфогенного Kmóê. â суспензии агро-
бактериальных клеток активность öè и âè
не установлена. â целоì, в ферìентной
систеìе ìетаболизìа сахарозы в ìорфо-
генноì Kmóê наблюдается сопряжение
стиìуляции активности ññ в реакции син-
теза сахарозы и её гидролиза инвертазой.
òакиì образоì, показано, что в ìор-
фогенноì и неìорфогенноì каллусах,
индуцированных из инфицированных аг-
робактериальныì штаììоì Lâà 4404 не-
зрелых зародышей. иìеет ìесто диф-
ференциальная активность ферìентов
ìетаболизìа сахарозы. Значительная ак-
тивация сахарозосинтазы в реакции син-
теза сахарозы и её включение в ìетабо-
лизì инвертазой в ìорфогенноì каллусе
свидетельствует о важной роли этих фер-
ìентов в процессах роста и дифференци-
ровки клеток in vitro при Agrobacterium-
опосредованной трансфорìации.
Выводы
Показана генотипическая зависиìость
функционирования ферìентных систеì
ìетаболизìа сахарозы и содержания бел-
ка в ìорфогенноì и неìорфогенноì кал-
лусах, индуцированных из незрелых заро-
дышей инбредных линий кукурузы. â ìор-
фогенноì канаìицин-устойчивоì каллусе
в отличие от неìорфогенного установле-
но значительное повышение как активнос-
ти ферìентов синтеза сахарозы – ññ и ее
включения в ìетаболизì инвертазой, так и
содержания легкораствориìых белков, что
ISSN 18107834. Вісн. Óкр. товва генетиків і селекöіонерів. 2010, том 8, № 124
А.Ю. Мàòвеевà, В.Д. Сàкàëо, В.М. Куðчèй, Е.Н. Тèщеíко
харозосинтази у реакц³ї синтезу сахарози й ³н-
вертази (вакуолярної та цитоплазìатичної), що
включає її у ìетабол³зì. äиференц³йна актив-
н³сть ìорфогенного ³ неìорфогенного Kmñê
св³дчить про важливу роль сахарози та продук-
т³в її г³дрол³зу у процесах росту й диференц³ю-
вання кл³тин за Agrobacterium-опосередкованої
трансфорìац³ї.
Ключові слова: кукурудза (Zea mays L.),
Agrobacterium–опосередкована трансфорìа-
ц³я, калюс, сахарозосинтаза, ³нвертаза.
THE ACTIVITY OF SUCROSE SYNTHASE AND
INVERTASE OF MORPHOGENIC AND NON-
MORPHOGENIC CALLI OF MAIZE (ZEA MAYS
L.) FROM IMMATURE ZYGOTIC EMBRYOS
INFECTED WITH AGROBACTERIUM TUMEFA
CIENS
A.Y. Matveyeva, V.D. Sackalo, V.M. Kurchiy,
E.N. Tishchenko
Institute of Plant Physiology and Genetics of NAS
of Ukraine
Ukraine, 03022, Kyiv, Vasylkivska str., 31/17
e-mail: oltyko@gmail.com
Comparative analysis of ferments’ activity
of both sucrose synthesis and hydrolysis in
morphogenic and nonmorphogenic calli,
induced from maize inbred lines 1555,
1568 and A188 immature embryos after its’
Agrobacterium-mediated transformation by
strain LBA 4404 harboring the vector pCB002
with gene neomycinphosphotransferase II (nptII)
were investigated. Significant activation for Km-
tolerant morphogenic callus of the sucrose
synthase in the sucrose synthesis reaction
and invertase (vacuolar and cytoplasmatic)
that include sucrose in the metabolism was
observed. Important role of sucrose and it’s
hydrolysis products at the cell’s growth and
differentiation processes under Agrobacterium-
mediated transformation have been shown
by differential activity of morphogenic and
nonmorphogenic Km-tolerant calli.
Key words: maize (Zea mays L.), Agrobacterium-
mediated transformation, calli, sucrose
synthase, invertase.
J. Exp. Bot. – 2006. – Vol. 57, № 14. – P. 3647–
3657.
9. Wachter R., Langhans M., Aloni R., Gotz S.,
Weilmunster A., Koops A., et.al. Vascularization,
high-volume solution flow, and localized roles
for enzymes of sucrose metabolism during
tumorigenesis by Agrobacterium tumifaciens
// Plant Physiology. – 2003. – Vol. 133, № 3. –
P. 1024–1037.
10. Ishida Y., Hiei Y., Komari T. Protocol. Agro
bacterium-mediated transformation of maize
// Nature protocols. – 2007. – Vol. 2, № 7. –
P. 1614–1621.
11. Sowokinos I.R. Pyrophosphorylases in Solanum
tuberosum // Plant Physiol. – 1976. – Vol. 57. –
P. 63–68.
12. Lowry O.N., Rosebrough N.J., Fаrr A.J., Ron
dall A.J. Protein measurement with the folin phe-
nol reagent // J. Biol. Chem. – 1951. – Vol. 192,
№ 2. – P. 265–275.
13. Roe J.H. A Colorimetric method for the determi-
nation of fructose in blood and urine // J. Biol.
Chem. – 1954. – Vol. 107. – P. 15–22.
Представлена Н.В. Кучуком.
Поступила 8.02.2010.
àêòèâÍІñòü ñàõàðîЗîñèÍòàЗè
Й ІÍâåðòàЗè ìîðФîãåÍÍîãî
òà ÍåìîðФîãåÍÍîãî êàëЮñІâ,
îòðèìàÍÍèõ ІЗ ÍåЗðІëèõ ЗàðîäêІâ
êóêóðóäЗè (ZEA MAYS L.),
ІÍФІêîâàÍèõ AGROBACTERIUM
TUMEFACIENS
O.Ю. Матвєєва, В.Д. Сакало, В.М. Курчій,
О.М. Тищенко
Інститут ф³з³олог³ї рослин ³ генетики ÍàÍ óкраїни
óкраїна, 03022, êиїв, вул. âасильк³вська, 31/17,
e-mail: oltyko@gmail.com
Пор³внювали активност³ ферìент³в синтезу та
г³дрол³зу сахарози ìорфогенного ³ неìорфо-
генного калюс³в, ³ндукованих ³з незр³лих зарод-
к³в ³нбредних л³н³й кукурудзи 1555, 1568 та à188
п³сля їхньої Agrobacterium-опосередкованої
трансфорìац³ї штаìоì LBA 4404, що ì³стить
вектор pCB002 ³з геноì неоì³цинфосфотранс-
ферази (nptII). ó Km-ст³йкоìу (Kmñê) ìорфо-
генноìу калюс³ виявлено значну активац³ю са-
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18921 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1810-7834 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:38:26Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова |
| record_format | dspace |
| spelling | Матвеева, А.Ю. Сакало, В.Д. Курчий, В.М. Тищенко, Е.Н. 2011-04-12T10:55:02Z 2011-04-12T10:55:02Z 2010 Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens / А.Ю. Матвеева, В.Д. Сакало, В.М. Курчий, Е.Н. Тищенко // Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів. — 2010. — Т. 8, № 1. — С. 18-24. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1810-7834 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18921 579.254.2:581.143.5 Проводили сравнительный анализ активностей ферментов синтеза и гидролиза сахарозы морфогенного и неморфогенного каллусов, индуцированных из незрелых зародышей инбредных линий кукурузы 1555, 1568 и А188 после их Agrobacterium-опосредованной трансформации штаммом LВА 4404, содержащим вектор рСВ002 с геном неомицинфосфотрансферазы (nptII). В канамицин-устойчивом (KmУК) морфогенном каллусе установлена значительная активация сахарозосинтазы в реакции синтеза сахарозы и инвертазы (вакуолярной и цитоплазматической), включающей её в метаболизм. Дифференциальная активность ферментов метаболизма сахарозы морфогенного и неморфогенного KmУК свидетельствует о важной роли сахарозы и продуктов её гидролиза в процессах роста и дифференцировки клеток при Agrobacterium-опосредованной трансформации. Порівнювали активності ферментів синтезу та гідролізу сахарози морфогенного і неморфогенного калюсів, індукованих із незрілих зародків інбредних ліній кукурудзи 1555, 1568 та А188 після їхньої Agrobacterium-опосередкованої трансформації штамом LBA 4404, що містить вектор pCB002 із геном неоміцинфосфотрансферази (nptII). У Km-стійкому (KmСК) морфогенному калюсі виявлено значну активацію сахарозосинтази у реакції синтезу сахарози та інвертази (вакуолярної та цитоплазматичної), що включає її у метаболізм. Диференційна активність морфогенного і неморфогенного KmСК свідчить про важливу роль сахарози та продуктів її гідролізу у процесах росту й диференціювання клітин за Agrobacterium-опосередкованої трансформації. Comparative analysis of ferments’ activity of both sucrose synthesis and hydrolysis in morphogenic and nonmorphogenic calli, induced from maize inbred lines 1555, 1568 and A188 immature embryos after its’ Agrobacterium-mediated transformation by strain LBA 4404 harboring the vector pCB002 with gene neomycinphosphotransferase II (nptII) were investigated. Significant activation for Km-tolerant morphogenic callus of the sucrose synthase in the sucrose synthesis reaction and invertase (vacuolar and cytoplasmatic) that include sucrose in the metabolism was observed. Important role of sucrose and it’s hydrolysis products at the cell’s growth and differentiation processes under Agrobacterium-mediated transformation have been shown by differential activity of morphogenic and nonmorphogenic Km-tolerant calli. ru Українське товариство генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова Вісник Українського товариства генетиків і селекціонерів Оригінальні статті Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens ктивність сахарозосинтази і інвертази морфогенного та неморфогенного калюсів, отриманних із незрілих зародків кукурудзи (Zea mays l.), інфікованих Agrobacterium tumefaciens The activity of sucrose synthase and invertase of morphogenic and nonmorphogenic calli of maize (Zea mays L.) from immature zygotic embryos infected with Agrobacterium tumefaciens Article published earlier |
| spellingShingle | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens Матвеева, А.Ю. Сакало, В.Д. Курчий, В.М. Тищенко, Е.Н. Оригінальні статті |
| title | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens |
| title_alt | ктивність сахарозосинтази і інвертази морфогенного та неморфогенного калюсів, отриманних із незрілих зародків кукурудзи (Zea mays l.), інфікованих Agrobacterium tumefaciens The activity of sucrose synthase and invertase of morphogenic and nonmorphogenic calli of maize (Zea mays L.) from immature zygotic embryos infected with Agrobacterium tumefaciens |
| title_full | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens |
| title_fullStr | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens |
| title_full_unstemmed | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens |
| title_short | Активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (Zea mays L.), инфицированных Agrobacterium tumefaciens |
| title_sort | активность сахарозосинтазы и инвертазы морфогенного и неморфогенного каллусов, полученных из незрелых зародышей кукурузы (zea mays l.), инфицированных agrobacterium tumefaciens |
| topic | Оригінальні статті |
| topic_facet | Оригінальні статті |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18921 |
| work_keys_str_mv | AT matveevaaû aktivnostʹsaharozosintazyiinvertazymorfogennogoinemorfogennogokallusovpolučennyhiznezrelyhzarodyšeikukuruzyzeamayslinficirovannyhagrobacteriumtumefaciens AT sakalovd aktivnostʹsaharozosintazyiinvertazymorfogennogoinemorfogennogokallusovpolučennyhiznezrelyhzarodyšeikukuruzyzeamayslinficirovannyhagrobacteriumtumefaciens AT kurčiivm aktivnostʹsaharozosintazyiinvertazymorfogennogoinemorfogennogokallusovpolučennyhiznezrelyhzarodyšeikukuruzyzeamayslinficirovannyhagrobacteriumtumefaciens AT tiŝenkoen aktivnostʹsaharozosintazyiinvertazymorfogennogoinemorfogennogokallusovpolučennyhiznezrelyhzarodyšeikukuruzyzeamayslinficirovannyhagrobacteriumtumefaciens AT matveevaaû ktivnístʹsaharozosintaziíínvertazimorfogennogotanemorfogennogokalûsívotrimannihíznezrílihzarodkívkukurudzizeamayslínfíkovanihagrobacteriumtumefaciens AT sakalovd ktivnístʹsaharozosintaziíínvertazimorfogennogotanemorfogennogokalûsívotrimannihíznezrílihzarodkívkukurudzizeamayslínfíkovanihagrobacteriumtumefaciens AT kurčiivm ktivnístʹsaharozosintaziíínvertazimorfogennogotanemorfogennogokalûsívotrimannihíznezrílihzarodkívkukurudzizeamayslínfíkovanihagrobacteriumtumefaciens AT tiŝenkoen ktivnístʹsaharozosintaziíínvertazimorfogennogotanemorfogennogokalûsívotrimannihíznezrílihzarodkívkukurudzizeamayslínfíkovanihagrobacteriumtumefaciens AT matveevaaû theactivityofsucrosesynthaseandinvertaseofmorphogenicandnonmorphogeniccalliofmaizezeamayslfromimmaturezygoticembryosinfectedwithagrobacteriumtumefaciens AT sakalovd theactivityofsucrosesynthaseandinvertaseofmorphogenicandnonmorphogeniccalliofmaizezeamayslfromimmaturezygoticembryosinfectedwithagrobacteriumtumefaciens AT kurčiivm theactivityofsucrosesynthaseandinvertaseofmorphogenicandnonmorphogeniccalliofmaizezeamayslfromimmaturezygoticembryosinfectedwithagrobacteriumtumefaciens AT tiŝenkoen theactivityofsucrosesynthaseandinvertaseofmorphogenicandnonmorphogeniccalliofmaizezeamayslfromimmaturezygoticembryosinfectedwithagrobacteriumtumefaciens |