Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле

Плейотропные эффекты трансгенеза включают в себя различные последствия инсерции трансгена, не связанные с непосредственным действием его продукта. Необходимость оценки перспектив применения в селекции созданного нами трансгенного картофеля, содержащего ген бактериальной хитиназы chiA, обусловила изу...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Шахбазов, А.В., Яковлева, Г.А., Родькина, И.А., Картель, Н.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України 2008
Теми:	Оригинальные работы
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8077
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле / А.В. Шахбазов, Г.А. Яковлева, И.А. Родькина, Н.А. Картель // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 2. — С. 3-9. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859584844807274496
author	Шахбазов, А.В. Яковлева, Г.А. Родькина, И.А. Картель, Н.А.
author_facet	Шахбазов, А.В. Яковлева, Г.А. Родькина, И.А. Картель, Н.А.
citation_txt	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле / А.В. Шахбазов, Г.А. Яковлева, И.А. Родькина, Н.А. Картель // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 2. — С. 3-9. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Плейотропные эффекты трансгенеза включают в себя различные последствия инсерции трансгена, не связанные с непосредственным действием его продукта. Необходимость оценки перспектив применения в селекции созданного нами трансгенного картофеля, содержащего ген бактериальной хитиназы chiA, обусловила изучение возможного неспецифического влияния интродукции трансгена на фенотипические свойства трансгенных линий. В настоящем исследовании рассматривается влияние интродукции трансгена хитиназы на такие агрономически важные характеристики картофеля, как урожайность и неспецифическая устойчивость. Розглянуто вплив інтродукції трансгена хітинази з грунтової бактерії Serratia plymuthica на агрономічно важливі характеристики картоплі, зокрема на урожайність та неспецифічну стійкість. Трансген у складі векторів на основі pGreen0229 та pBI121 був введений в картоплю сорту Дельфін методом агробактеріальної трансформації і показав можливість інгібувати зростання фітопатогенних грибів, що вміщують хітин. Разом з тим понад 40 % трансгенних ліній показали знижену стійкість до фітофторозу (до 62 % від вихідної) та зменшення врожайності на 40–60 %. We estimate the influence of transgenic bacterial chitinase from soilborne Serratia plymuthica onto agronomical important traits of potato, such as productivity and non-specific resistance. Transgene has been delivered into potato variety Delfin via Agrobacterial transformation with pGreen0229 and pBI121-based vectors. Growth inhibition of chitin-containing pathogenic fungi was shown. However, over 40 % of transgenic lines demonstrated decreased non-specific resistance to late blight (down to 62 % compared to control genotype), as well as 40–60 % productivity drop.
first_indexed	2025-11-27T10:10:21Z
format	Article
fulltext	Плейотропные эффекты трансгенеза включают в се� бя различные последствия инсерции трансгена, не связан� ные с непосредственным действием его продукта. Необхо� димость оценки перспектив применения в селекции соз� данного нами трансгенного картофеля, содержащего ген бактериальной хитиназы chiA, обусловила изучение воз� можного неспецифического влияния интродукции транс� гена на фенотипические свойства трансгенных линий. В настоящем исследовании рассматривается влияние инт� родукции трансгена хитиназы на такие агрономически важные характеристики картофеля, как урожайность и неспецифическая устойчивость. Введение. Трансгенные растения получили широкое распространение, и процент занимае� мых ими посевных площадей во многих стра� нах мира постоянно повышается. В связи с этим растет интерес к возможности побочных эффектов, вызванных инсерцией чужеродного генетического материала. Накопленные к на� стоящему времени литературные данные сви� детельствуют о необходимости многофакторно� го комплексного анализа последствий встраи� вания в растительный геном чужеродной ДНК для оценки возможного побочного воздейст� вия трансгеноза на важные сельскохозяйствен� ные культуры. Плейотропные эффекты транс� геноза могут быть вызваны как процедурами культуры клеток in vitro и собственно генети� ческой трансформации, так и непосредственно инсерцией трансгена либо побочной чужерод� ной ДНК (последовательностей маркерных ге� нов, бактериальных плазмид, фрагментов бак� териального генома и дополнительных полных либо частичных копий трансгенной вставки). Интеграция привнесенного извне генетичес� кого материала в геном может привести к из� менениям в структуре и функции генома и, как следствие, в биохимических и физиологи� ческих процессах, происходящих на уровне клетки и растения в целом и обусловленных как мутациями непосредственно в сайте инсерции трансгена, так и мутациями в произвольных сайтах генома [1]. Подобные мутации в сайте инсерции и геномные мутации могут вызы� вать нежелательные эффекты при их возник� новении в функционально активной области генома растения, включающей кодирующие последовательности и регуляторные элементы. Возможные изменения в генотипе и морфоло� гии растения могут повлиять на сортообразу� ющие параметры при дифференцировке и паспортизации сортов и форм и соответствен� но при использовании трансгенных растений в селекционных целях. Трансформационно�индуцируемые мутации подразделяются на мутации в сайте инсерции и мутации в произвольных сайтах генома, так� же называемые геномными мутациями [1]. В частности, мутации в сайте инсерции вызыва� ются агробактериальной трансформацией – методом, который более 20 лет используется для получения трансгенных растений и более 10 лет – для создания коммерческих сортов. Исследования популяции трансформантов ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 2 3 Оригинальные работы © А.В. ШАХБАЗОВ, Г.А. ЯКОВЛЕВА, И.А. РОДЬКИНА, Н.А. КАРТЕЛЬ, 2008 УДК 577.21:633.71 А.В. ШАХБАЗОВ 1, Г.А. ЯКОВЛЕВА 2, И.А. РОДЬКИНА 2, Н.А. КАРТЕЛЬ 1 1 Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, Минск, 220072, ул. Академическая 27, E�mail: a.shakhbazau@igc.bas�net.by 2 Научно�практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству, Беларусь, п. Самохваловичи, 223013, ул. Ковалева 2a, E�mail: y_galina@mail.ru ПЛЕЙОТРОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ ГЕНА ХИТИНАЗЫ ИЗ SERRATIA PLYMUTHICA В ТРАНСГЕННОМ КАРТОФЕЛЕ ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 24 А.В. Шахбазов, Г.А. Яковлева, И.А. Родькина, Н.А. Картель арабидопсиса [2] показали, что большинство инсерций Т�ДНК вызывают в сайте интегра� ции небольшие (1–100 п.н.) делеции, а в более чем 20 % случаев – широкомасштабные пере� стройки геномной ДНК, в том числе крупные (до 78 тыс. п.н.) делеции [3], дупликации и хромосомные транслокации [4]. Для более 7 % трансформантов была показана инсерция по� бочной чужеродной ДНК плазмиды либо участков Т�ДНК. Частота интеграции участ� ков плазмид вне области Т�ДНК варьировала от 20 до 62 % при использовании различных протоколов трансформации [1]. Другой популярный метод – баллистичес� кая трансформация – также может иметь вы� раженные мутагенные эффекты, включающие крупные делеции или геномные перестройки. Трансгенная ДНК в большинстве случаев мо� жет интегрироваться в виде сложных много� копийных кластеров инсерций, иногда переме� жающихся фрагментами растительной ДНК различной длины. Однокопийные вставки при баллистической трансформации достаточно редки [1]. Недостаточная очистка наносимых на частицы фрагментов может приводить к вставкам бактериальных плазмид и участков бактериального генома. Наличие дополнительных вставок показано и для доступных на рынке трансгенных вариан� тов сельскохозяйственных культур. Например, коммерческая трансгенная линия сои Roundup Ready ® (событие 40–3�2), помимо заявленной копии трансгена epsps, включает фрагмент ге� на epsps размером 254 п.н., сегмент ДНК не� идентифицированного происхождения разме� ром 540 п.н., сегмент растительной ДНК и еще один фрагмент гена epsps размером 72 п.н., а также различные дополнительные геномные изменения [5]. Мутации в сайте инсерции вы� явлены и в коммерческой трансгенной линии кукурузы YieldGuard ® [6]. Линии трансгенного картофеля NewLeaf ® Plus, устойчивого к коло� радскому жуку и вирусу PLRV, показали нали� чие мультикопийных либо перестроенных вставок целевых и маркерных трансгенов, а также инсерций бактериального селективного маркера и локуса репликации [1]. Изучение геномных мутаций методами ана� лиза полиморфизма ДНК (RFLP, AFLP, RAPD и другие ПЦР�методы) показало возможность наличия многих сотен или тысяч мутаций в различных сайтах генома растений, трансфор� мированных с применением упомянутых ти� пичных протоколов [7]. «Индекс геномной тождественности», равный 100 % у контроль� ных растений, для трансгенных растений сос� тавил 96–98 % [8]. Несмотря на несовершен� ство методов анализа, факт наличия геномных мутаций, а также их наследования в потомстве подтвержден для большого количества транс� формантов [7]. Мутации в сайте инсерции и геномные му� тации могут вызывать нежелательные эффек� ты при их возникновении в функционально активной области генома растения, включаю� щей кодирующие последовательности и регу� ляторные элементы. Указанные нежелатель� ные эффекты могут проявляться в изменении агрономических характеристик растения. На� пример, трансформационно�индуцированная мутация может нарушить целостность гена, ответственного за синтез какого�либо пита� тельного вещества, или же вызвать изменения в гене, ответственном за контроль синтеза ток� сичных метаболитов. Изменения в структуре гена, кодирующего регуляторный протеин, на� пример фактор транскрипции, могут вызвать каскад нарушений экспрессии комплекса раз� личных генов. В целом плейотропные эффекты трансге� ноза являются достаточно слабоизученным ас� пектом трансформации растений, однако даже немногочисленные работы в этом направле� нии позволяют говорить о необходимости тщательного анализа трансгенных вариантов сельскохозяйственных культур, предлагаемых для коммерциализации. Материалы и методы. Создание и анализ трансгенных растений картофеля. Ген хитина� зы из почвенной бактерии Serratia plymuthica IC1270 [9] в кассете экспрессии CaMV был встроен в векторы pGreen0229 и pBI121 [10]. Популяция трансгенного картофеля сорта Дель� фин была создана методом агробактериальной трансформации, инсерция трансгена была подтверждена методами ПЦР и блот�гибри� дизации по Саузерну [11]. Анализ экспрессии трансгена проводили посредством RT�PCR и биохимических методов с хитиназа�специ� фичными субстратами, степень подавления роста хитин�содержащих грибов оценивали по стандартным методикам [9, 12]. Молекулярный и биохимический скрининг трансформантов. Реакцию RAPD осуществля� ли с использованием праймеров, разработан� ных фирмой Operon (opw05 и opw10), праймера p37, любезно предоставленного Сиволапом [13], и праймеров, разработанных Университе� том Британской Колумбии (UBC73, UBC127, UBC140, UBC180, UBC337, UBC356, UBC458, UBC499, UBC601), по ранее описанным про� граммам [13, 14]. Продукты амплификации разделяли в 2%�ном агарозном геле с последу� ющей визуализацией на системе Gel�Doc 2000. Биохимический анализ проводили посредст� вом SDS�PAGE общего белка и тонкослойной хроматографии гликоалкалоидов [15]. Фенотипический анализ трансгенных расте( ний. Полученные в условиях защищенного грунта миниклубни опытных трансгенных об� разцов и контрольных вариантов были выса� жены на однорядковые делянки по 10 клубней в двукратной повторности. Описание морфоло� гических признаков проводили в соответствии с частной методикой отличимости, однород� ности и стабильности UPOV [15] индивидуаль� но для каждого растения. В опытном образце учитывали степень выраженности существен� ных морфологических признаков. Анализиро� вали, в частности, высоту, тип и габитус куста; интенсивность антоциановой окраски стебля; силуэт листа, интенсивность его зеленой окрас� ки, антоциановой окраски на главной жилке и наличие плющелистности; размер, ширину, волнистость края, глубину жилкования и мато� вость верхней поверхности долей листа, форму конечной доли; количество цветков, антоциа� новую окраску цветоножки, частоту образова� ния плодов; окраску внутренней и внешней стороны венчика цветка; окраску и форму пыльников; форму клубня, характер и окраску кожуры, окраску основания глазков и мякоти. Учет по элементам урожайности трансгенных образцов и контрольных вариантов проводили во время уборки покустно. Фитопатологический анализ трансгенных растений. Индуцированные трансгенозом плейотропные эффекты в отношении устой� чивости растений картофеля оценивали на примере Phytophthora infestans – одного из ключевых представителей патогенов картофе� ля. Для оценки на устойчивость к фитофторозу использовали смесь местных изолятов патоге� на Phytophthora infestans 2005 г. Учеты прово� дили на 7�е сутки после заражения в баллах по девятибальной шкале (9 – очень высокая устойчивость, 1 – очень низкая устойчивость). При анализе устойчивости трансформантов картофеля к фитофторозу был использован стандартный тест на отделенных листьях. По� скольку клетки Phytophtora infestans не содер� жат хитин, исключается прямое влияние транс� генного продукта хитиназы на потенциальные плейотропные эффекты. Результаты исследований и их обсуждение. В результате экспериментов по трансформа� ции была создана популяция трансгенного картофеля сорта Дельфин, инсерция и эксп� рессия трансгена была подтверждена молеку� лярным и биохимическим анализами [11]. Эксперименты in vitro показали способность трансгена обеспечивать подавление роста пато� генных грибов Fusarium oxysporum и Alternaria solani до 60 % в сравнении с нетрансгенным контролем, а также более чем двукратное сни� жение уровня прорастания спор возбудителя Botrytis cinerea. Для отдельных линий получе� ны предварительные результаты о повышен� ной устойчивости к Alternaria solani при искус� ственном заражении интактных растений в условиях теплицы. Оценку плейотропных эффектов трансгена хитиназы проводили посредством молекуляр� ного и биохимического скрининга трансфор� мантов, морфологического анализа и изучения неспецифической устойчивости трансформан� тов. Для оценки геномной тождественности трансформантов использовали метод RAPD. Большинство использованных праймеров по� казали эффективную амплификацию с транс� генными и контрольными растениями карто� феля. При разделении продуктов амплифика� ции в 2%�ном агарозном геле полосы наблюда� лись в диапазоне 200–3000 п.н.; большинство фрагментов детектировалось в области 500– 1500 п.н. Диапазон аллелей по всем праймерам и образцам составил от 1 до 13, среднее число аллелей на праймер равнялось 4,2. По резуль� татам RAPD�анализа не выявлены полиморф� ные аллели, достоверно свидетельствующие о ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 2 5 Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле различии между контрольным и каким�либо из трансгенных генотипов (рисунок, а). Ана� лиз белков картофеля, доступных для детек� ции посредством электрофореза, также не по� казал каких�либо нарушений их экспрессии либо достоверных различий в уровне синтеза. Вместе с тем упомянутый метод анализа не га� рантирует отсутствия изменений каких�либо минорных белков, присутствующих в незначи� тельной концентрации, но зачастую играющих ключевую роль в биосинтезе вторичных мета� болитов, важных для нормального развития и выживания растения. Примером небелковых компонентов, чувствительных к интродукции чужеродного генетического материала, явля� ются алкалоиды картофеля. chiA�Трансгенные образцы картофеля тестировали на уровень и состав синтезируемых гликоалкалоидов мето� дом тонкослойной хроматографии (рисунок, б). Указанный метод не дает возможности оп� ределения точного количества того или иного алкалоида, однако позволяет оценить уровень его синтеза и наличие тех или иных нетипич� ных и потенциально токсичных фракций. По� скольку синтез гликоалкалоидов как сложный биохимический процесс является достаточно чувствительным к различным генетическим манипуляциям и контроль этого признака ре� комендуется при введении трансгена в геном картофеля [17, 18], при изучении коллекции трансгенных растений картофеля, несущих вставку хитиназы из Serratia plymuthica, мы ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 26 А.В. Шахбазов, Г.А. Яковлева, И.А. Родькина, Н.А. Картель Скрининг трансгенного картофеля на наличие молекулярно�генетических и биохимических отклонений: а –RAPD�анализ с применением праймера р37; 1, 14 – маркер молекулярной массы MassRuler («Fermentas»); 2–4 – контрольные образцы картофеля; 5–13 – chiA�трансгенные линии; б – анализ биосинтеза алкалоидов в картофеле; 1–3 – контрольные образцы картофеля; 4–11 – chiA�трансгенные линии Анализ урожайности и неспецифической устойчивости трансгенного картофеля DK DH�1 DH�3 DH�17 DH�22 DH�23 DH�29 DH�39 DH�41 DH�42 DH�43 DCEA�7 DCEA�8 Контроль pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pBI�chiA pGreen�chiA pGreen�chiA 6,1 ± 0,4 5,3 ± 0,3 6,2 ± 0,3 6,9 ± 0,3 5,5 ± 0,3 5,0 ± 0,3* 5,8 ± 0,3 4,1 ± 0,5* 3,8 ± 0,3* 4,9 ± 0,3* 6,1 ± 0,3 6,5 ± 0,3 4,2 ± 0,3* 58 75 67 67 60 63 66 20 71 70 69 65 75 787,50 ± 97,89 596,25 ± 54,87 647,37 ± 68,49 688,24 ± 71,38 683,33 ± 56,77 760,29 ± 75,15 309,44 ± 47,65* 457,50 ± 66,75* 418,75 ± 46,68* 656,58 ± 59,80 753,75 ± 70,26 645,0 ± 55,83 340,0 ± 29,67* 20 20 19 17 18 17 18 20 20 19 20 20 20 Образец Вектор Устойчивость к фитофторозу, х ± Sx, балл n Общая масса клубней с куста, х ± Sx, г n П р и м е ч а н и е . Опыты по оценке устойчивости к фитофторозу и урожайности проводили раздельно. * Разни� ца для опытного и контрольного вариантов достоверна, Р < 0,05. учитывали возможность нарушения биосинте� тических путей вследствие трансгенеза, чрева� тую снижением неспецифической устойчивос� ти сортового картофеля. Однако проведенный анализ не выявил существенного изменения в синтезе как соланидина, так и минорных ком� понентов, что может свидетельствовать о сохра� нении в целом изначального характера синтеза алкалоидов в chiA�трансгенном картофеле. В соответствии с данными проведенного морфологического описания все трансгенные образцы сохранили присущие исходному сорту признаки стебля, листа и цветка. Необходимо отметить, что при трансформации табака тем же вектором (pBI�chiA) нами были отмечены случаи лонгостилии и стерильности, ранее подробно описанные Дейнеко с соавт. [19]. В полевом эксперименте у трансгенного образ� ца DCEA�8 зарегистрированы явные различия по форме клубня: овальные и длинно�оваль� ные по сравнению с кругло�овальной у исход� ного сорта. По результатам статистического анализа урожайности 8 из 12 трансгенных об� разцов от сорта Дельфин имели общую массу клубней с куста в пределах средних значений для контрольных вариантов (таблица), т.е. в пределах варьирования признака для исходно� го генотипа. Урожайность трансгенных образцов DH� 39 и DH�41 была достоверно ниже, чем у нетран� сформированного сорта (DК). Самые низкие показатели урожайности отмечены у образцов DH�29 и DCEA�8. Общая масса клубней для этих образцов составила примерно 50 % ниж� него предела для исходного сорта. Достоверное снижение устойчивости к Phy� tophthora infestans по сравнению с нетрансфор� мированным сортом Дельфин в тесте с отделен� ными листьями наблюдали для 5 из 12 chiA� трансгенных линий (41,7 %). В то же время доля трансгенных линий с проявлением признака «устойчивость к фитофторозу» в пределах вари� аций среднего значения исходного генотипа до� вольно значительна – 58,3 % (таблица). Анализ приведенных в таблице обобщен� ных данных по урожайности и неспецифичес� кой устойчивости трансгенного картофеля свидетельствует о том, что выявленные нега� тивные плейотропные эффекты могут являть� ся генотип�специфичными и рассматриваться как интегральная характеристика трансфор� манта – падение урожайности коррелирует (ρ = 0,56, Р < 0,05) с падением неспецифической устойчивости к фитофторозу. Помимо этого, линия DH29 по предварительным данным по� казала некоторое снижение устойчивости к колорадскому жуку. Таким образом, интродукция трансгена в растение может приводить к заметному нега� тивному эффекту, выражающемуся в падении неспецифической устойчивости и урожайнос� ти картофеля. Вместе с тем наши исследования не показали какой�либо корреляции указан� ных нарушений с наличием/отсутствием эксп� рессии либо уровнем активности фермента хи� тиназы, что позволяет сделать предположение о неспецифическом характере плейотропных эффектов, вызванных инсерцией чужеродной ДНК в функционально активные сайты гено� ма. Необходимо также отметить, что большая часть трансформантов не проявила каких�либо негативных эффектов и может быть использо� вана для дальнейших селекционных испыта� ний с целью отбора образцов, способных к по� давлению роста хитин�содержащих грибов. Выводы. Плейотропные эффекты, индуци� рованные трансгенозом, потенциально доста� точно сложны для обнаружения на геномном и биохимическом уровнях, однако конечным последствием их может стать вполне заметное снижение неспецифической устойчивости рас� тений, ухудшающее агрономическую ценность подобного трансгенного генотипа. По литера� турным данным, картофель, трансформирован� ный хитиназой из Phaedon cochleariae, проявил подобный пробиотический эффект в отноше� нии тли Myzus persicae [20]. Снижение устой� чивости к патогенам и вредителям показано также при введении кассет, содержащих ши� роко распространенные маркерные и репор� терные гены. Так, введение маркерных генов nptII�gus привело к повышению потребления листьев картофеля личинками колорадского жука до 50 % как на первичных регенерантах, так и на клубневом потомстве [21]. Негативные эффекты маркерных генов на трансгенном картофеле при полевых испытаниях были по� казаны и в других исследованиях [22]. Итоги анализа плейотропных эффектов трансгена хитиназы из Serratia plymuthica в ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 2 7 Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле картофеле свидетельствуют о том, что, несмот� ря на отсутствие детектируемых проявлений индуцированного трансгеном мутагенеза на молекулярно�генетическом и биохимическом уровнях, инсерция трансгена способна вызы� вать изменения в морфологии растения и его неспецифической устойчивости. Это может быть объяснено крайне высокой полигеннос� тью упомянутых признаков, вследствие кото� рой выключение или нарушение одного из компонентов вызывает описанные системные эффекты. Вместе с тем нет никаких оснований считать, что отмеченные плейотропные эффек� ты могут представлять какую�либо опасность для человека или животных. Данные научной литературы, в том числе работ, посвященных плейотропным эффектам трансгенеза, свиде� тельствуют об отсутствии каких�либо негатив� ных эффектов ГМО на организм человека. Необходимо также отметить, что большая часть исследованных нами трансгенных линий не показала значимых отклонений морфоло� гии, урожайности либо неспецифической устойчивости растения, что открывает возмож� ности для успешного селекционного отбора линий картофеля с высокой активностью хи� тиназы и улучшенными антигрибными свой� ствами. SUMMARY. We estimate the influence of transgenic bacterial chitinase from soilborne Serratia plymuthica onto agronomical important traits of potato, such as productivi� ty and non�specific resistance. Transgene has been deliv� ered into potato variety Delfin via Agrobacterial transfor� mation with pGreen0229 and pBI121�based vectors. Growth inhibition of chitin�containing pathogenic fungi was shown. However, over 40 % of transgenic lines demon� strated decreased non�specific resistance to late blight (down to 62 % compared to control genotype), as well as 40–60 % productivity drop. РЕЗЮМЕ. Розглянуто вплив інтродукції трансгена хітинази з грунтової бактерії Serratia plymuthica на аг� рономічно важливі характеристики картоплі, зокрема на урожайність та неспецифічну стійкість. Трансген у складі векторів на основі pGreen0229 та pBI121 був введений в картоплю сорту Дельфін методом агробак� теріальної трансформації і показав можливість інгібу� вати зростання фітопатогенних грибів, що вміщують хітин. Разом з тим понад 40 % трансгенних ліній пока� зали знижену стійкість до фітофторозу (до 62 % від вихідної) та зменшення врожайності на 40–60 %. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Wilson A., Latham J., Steinbrecher R. Genome Scram� bling – Myth or Reality? Transformation�Induced Mutations in Transgenic Crop Plants. – Brighton : EcoNexus, 2004. 2. Forsbach A., Schubert D., Lechtenberg B., Gils M. et al. A comprehensive characterization of single�copy T� DNA insertions in the Arabidopsis thaliana genome // Plant Mol. Biol. – 2003. – 52. – P. 161–176. 3. Kaya H., Sato S., Tabata S., Kobayashi Y. et al. Hosoba toge toge, a syndrome caused by a large chro� mosomal deletion associated with a T�DNA insertion in Arabidopsis // Plant Cell Physiol. – 2000. – 41. – P. 1055–1066. 4. Tax F., Vernon D. T�DNA�associated duplication/ translocations in Arabidopsis. Implications for mutant analysis and functional genomics // Plant Physiol. – 2001. – 126. – P. 1527–1538. 5. Makarevitch I., Svitashev S.K., Somers D.A. Complete sequence analysis of transgene loci from plants trans� formed via microprojectile bombardment // Plant Mol. Biol. – 2003. – 52. – P. 421–432. 6. Hernandez M., Pla M., Esteve T., Prat S. et al. A specif� ic real�time quantitative PCR detection system for event MON810 in maize YieldGard based on the 3’� transgene integration sequence // Transgenic Res. – 2003. – 12. – P. 179–189. 7. Sala F., Arencibia A., Castiglione S., Pelucchi M. Somaclonal varation in transgenic plants // Acta Hort. – 2000. – 530. – P. 411–419. 8. Labra M., Savini C., Bracale M., Sala F. Genomic changes in transgenic rice (Oryza sativa L.) plants pro� duced by infecting calli with Agrobacterium tumefaciens // Plant Cell Rep. – 2001. – 20. – P. 325–330. 9. Chernin L., De La Fuente L., Sobolev V., Haran S., Vorgias C.E., Oppenheim A.B. et al. Molecular cloning, structural analysis and expression in E. coli of a chiti� nase gene from Enterobacter agglomerans // Appl. and Env. Microbiol. – 1997. – 63. – P. 834–839. 10. Шахбазов А.В. Экспрессия и наследование транс� гена бактериальной эндохитиназы в растениях та� бака // Докл. НАН Беларуси. – 2005. – 49, № 5. – С. 86–88. 11. Шахбазов А.В., Панюш А.С., Чернин Л.С., Кар� тель Н.А. Трансформация белорусских сортов кар� тофеля генами, кодирующими PR�протеины // Весцi НАН Беларусi. Сер. бiял. навук. – 2006. – № 2. – С. 50–54. 12. Roberts W.A., Selitrennikoff C.P. Plant and bacterial chitinases differ in antifungal activity // J. Gen. Microbiol. – 1988. – 134. – P. 169–176. 13. Использование ПЦР�анализа в генетико�селекци� онных исследованиях / Под ред. Ю.М. Сиволапа. – Киев : Аграр. наука, 1998. 14. Шахбазов А.В., Забенькова К.И., Панюш А.С., Кар� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 28 А.В. Шахбазов, Г.А. Яковлева, И.А. Родькина, Н.А. Картель тель Н.А. Инсерционный мутагенез в трансген� ном картофеле: RAPD� и AFLP�анализ // Генетика и селекция в XXI веке : Матералы VIII съезда гене� тиков и селекционеров Республики Беларусь. – Минск, 2002. – С. 289–291. 15. Воронкова Е.В., Шахбазов А.В., Панюш А.С., Кар� тель Н.А. Анализ биосинтеза гликоалкалоидов в трансгенном и гибридном картофеле // Молеку� лярная и прикладная генетика. – Минск, 2006. – Т. 3. – C. 16–20. 16. Guidelines for the conduct of tests for distinctness, homogeneity and stability / UPOV. – Potato / Pomme de terre / Kartoffel. TG/23/5. – 1986 – Р. 11–21. 17. Esposito F., Fogliano V., Cardi T., Carputo D. et al. Glycoalkaloid content and chemical composition of potatoes improved with nonconventional breeding approaches // J. Agric. Food Chem. – 2002. – 50. – P. 1553–1561. 18. Matthews D., Jones H., Gans P., Coates S. et al. Toxic secondary metabolite production in genetically modi� fied potatoes in response to stress // J. Agric. Food Chem. – 2005. – 53. – P. 7766–7776. 19. Дейнеко Е.В., Новоселя Т.В., Загорская А.А., Фили� пенко Е.А., Шумный В.К. Нестабильность эксп� рессии маркерного гена nptII у трансгенных рас� тений табака // Физиология растений. – 2000. – 47, № 3. – С. 446–452. 20. Saguez J., Hainez R., Cherqui А. Giordanengo Р. Unexpected effects of chitinases on the peach�potato aphid (Myzus persicae Sulzer) when delivered via trans� genic potato plants (Solanum tuberosum) and in vitro // Transgenic Res. – 2005. – 14. – P. 57–67. 21. Lecardonnel A., Prevost G., Beaujean A., Sangwan� Norreel B.S. Genetic transformation of potato with nptII�gus marker genes enhances foliage consumption by Colorado potato beetle larvae // Mol. Breed. – 1999. – 5. – P. 441–451. 22. Dale P., McPartland H. Field performance of trans� genic potato plants compared with control regenerated from tuber discs and shoots cuttings // Theor. Appl. Genet. – 1992. – 84. – P. 585–591. Поступила 01.02.07 ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 2 9 Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8077
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0564-3783
language	Russian
last_indexed	2025-11-27T10:10:21Z
publishDate	2008
publisher	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
record_format	dspace
spelling	Шахбазов, А.В. Яковлева, Г.А. Родькина, И.А. Картель, Н.А. 2010-04-29T11:05:09Z 2010-04-29T11:05:09Z 2008 Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле / А.В. Шахбазов, Г.А. Яковлева, И.А. Родькина, Н.А. Картель // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 2. — С. 3-9. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8077 577.21:633.71 Плейотропные эффекты трансгенеза включают в себя различные последствия инсерции трансгена, не связанные с непосредственным действием его продукта. Необходимость оценки перспектив применения в селекции созданного нами трансгенного картофеля, содержащего ген бактериальной хитиназы chiA, обусловила изучение возможного неспецифического влияния интродукции трансгена на фенотипические свойства трансгенных линий. В настоящем исследовании рассматривается влияние интродукции трансгена хитиназы на такие агрономически важные характеристики картофеля, как урожайность и неспецифическая устойчивость. Розглянуто вплив інтродукції трансгена хітинази з грунтової бактерії Serratia plymuthica на агрономічно важливі характеристики картоплі, зокрема на урожайність та неспецифічну стійкість. Трансген у складі векторів на основі pGreen0229 та pBI121 був введений в картоплю сорту Дельфін методом агробактеріальної трансформації і показав можливість інгібувати зростання фітопатогенних грибів, що вміщують хітин. Разом з тим понад 40 % трансгенних ліній показали знижену стійкість до фітофторозу (до 62 % від вихідної) та зменшення врожайності на 40–60 %. We estimate the influence of transgenic bacterial chitinase from soilborne Serratia plymuthica onto agronomical important traits of potato, such as productivity and non-specific resistance. Transgene has been delivered into potato variety Delfin via Agrobacterial transformation with pGreen0229 and pBI121-based vectors. Growth inhibition of chitin-containing pathogenic fungi was shown. However, over 40 % of transgenic lines demonstrated decreased non-specific resistance to late blight (down to 62 % compared to control genotype), as well as 40–60 % productivity drop. ru Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України Оригинальные работы Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле Article published earlier
spellingShingle	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле Шахбазов, А.В. Яковлева, Г.А. Родькина, И.А. Картель, Н.А. Оригинальные работы
title	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле
title_full	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле
title_fullStr	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле
title_full_unstemmed	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле
title_short	Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле
title_sort	плейотропные эффекты гена хитиназы из serratia plymuthica в трансгенном картофеле
topic	Оригинальные работы
topic_facet	Оригинальные работы
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8077
work_keys_str_mv	AT šahbazovav pleiotropnyeéffektygenahitinazyizserratiaplymuthicavtransgennomkartofele AT âkovlevaga pleiotropnyeéffektygenahitinazyizserratiaplymuthicavtransgennomkartofele AT rodʹkinaia pleiotropnyeéffektygenahitinazyizserratiaplymuthicavtransgennomkartofele AT kartelʹna pleiotropnyeéffektygenahitinazyizserratiaplymuthicavtransgennomkartofele

Плейотропные эффекты гена хитиназы из Serratia plymuthica в трансгенном картофеле

Репозитарії

Схожі ресурси