Ефективний метод генетичної трансформації картоплі та створення in vitro колекції її сортів з генами, що підвищують стійкість до абіотичних і біотичних стресів

• Опубліковано в: : Доповіді НАН України
• Дата: 2026
• Автори: Овчаренко, О.О., Рудас, В.А., Щербак, Н.Л., Кищенко, О.М., Моргун, Б.В., Кучук, М.В.
• Формат: Стаття
• Мова: Українська
• Опубліковано: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2026
• Теми: Біологія
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216325
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Ефективний метод генетичної трансформації картоплі та створення in vitro колекції її сортів з генами, що підвищують стійкість до абіотичних і біотичних стресів / О.О. Овчаренко, В.А. Рудас, Н.Л. Щербак, О.М. Кищенко, Б.В. Моргун, М.В. Кучук // Доповіді Національної академії наук України. — 2026. — № 1. — С. 50-61. — Бібліогр.: 32 назв. — укр.

Наразі різні сільськогосподарські культури піддаються численним екологічним стресам, включаючи засоленість, посуху, екстремальні температури, дефіцит або надлишок мінеральних речовин тощо. Картопля (Solanum tuberosum) є важливою продовольчою, кормовою та промисловою культурою в Україні та в усьому світі. Поліплоїдія у культурному Solanum tuberosum є серйозною перешкодою для його селекції. Генна інженерія має низку переваг над традиційною селекцією з точки зору підвищення стійкості культури до стресу та дозволяє швидко створювати стійкі рослини на основі існуючих комерційних сортів. Стратегії сталого виробництва вимагають оптимізації існуючих протоколів генетичної трансформації картоплі та перенесення генів стійкості до стресу, які залишаються актуальними та були предметом нашої роботи. Гени двох ізоформ вакуолярного Na⁺/H⁺-антипортера з ячменю (HvNHX2 та HvNHX3) сприяють підвищенню стійкості до посухи, засоленості та лужності ґрунту. Короткий антисенсовий сегмент гена проліндегідрогенази (PDH ex1) з Arabidopsis thaliana знижує активність цього ферменту, частково пригнічуючи ген PDH, тим самим збільшуючи вміст проліну та стійкість трансгенних рослин до посухи, холоду, важких металів та засоленості. Ген цитохрому P450 з кори надниркових залоз великої рогатої худоби (CYP11A1) підвищує врожайність та стійкість до фітопатогенних грибів. Гени позаклітинної РНКази з цинії (ZRNase) та панкреатичної РНКази великої рогатої худоби (bov) підвищують стійкість рослин до вірусних інфекцій. Комерційні сорти картоплі були трансформовані шляхом Agrobacterium tumefacience з використанням векторів, що містять вищезгадані гени. Отримана колекція трансгенних ліній картоплі є цінним матеріалом для майбутніх досліджень стійкості до стресу та дозволяє порівняти вплив різних чужорідних генів на певних фонах низки комерційних сортів. Currently, various agricultural crops are exposed to multiple environmental stresses, including salinity, drought, extreme temperatures, mineral deficiencies or excesses, etc. Potatoes (Solanum tuberosum) are an important food, feed, and industrial crop in Ukraine and worldwide. Polyploidy in cultivated Solanum tuberosum is a serious obstacle to its breeding. Genetic engineering has a number of advantages over traditional breeding in terms of increasing the crop’s resistance to stress and allows for the rapid creation of resistant plants based on existing commercial varieties. Sustainable production strategies require the optimization of existing protocols for potato genetic transformation and the transfer of stress-resistant genes, which remain relevant and were the focus of our work. Genes of two isoforms of the vacuolar Na⁺/H⁺-antiporter from barley (HvNHX2 and HvNHX3) contribute to increased resistance to drought, salinity and soil alkalinity. A short antisense segment of the proline dehydrogenase (PDH ex1) gene from Arabidopsis thaliana reduces the activity of this enzyme by partially suppressing the PDH gene, thereby increasing proline content and resistance of transgenic plants to drought, cold, heavy metals and salinity. The cytochrome P450 gene from the bovine adrenal cortex (CYP11A1) increases yield and resistance to phytopathogenic fungi. Genes for extracellular RNase from Zinnia (ZRNase) and bovine pancreatic RNase (bov) increase plant resistance to viral infections. Commercial potato varieties were transformed via Agrobacterium tumefacience route using vectors containing the above-mentioned genes. The resulting collection of transgenic potato lines represents valuable material for future investigation on stress resistance and allows comparison of the influence of different alien genes across the certain backgrounds of a number of commercial varieties.