Биологические эффекты трансформации картофельных растений геном глюкозооксидазы и их устойчивость к гипертермии
Автор: Грабельныч О.И., Боровик О.А., Любушкина И.В., Гамбург К.З., Федяева А.В., Федосеева И.В., Степанов А.В., Рихванов Е.Г., Саучин Д.В., Урбанович О.Ю., Боровский Г.Б.
Журнал: Журнал стресс-физиологии и биохимии @jspb
Статья в выпуске: 1 т.13, 2017 года.
Бесплатный доступ
Известно, что регулирование устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды связано с кратковременным увеличением концентрации эндогенных активных форм кислорода (ROS), которые являются сигнальными молекулами для индукции защитных механизмов. Введение и экспрессия гетерологичного гена gox, который кодирует фермент глюкозооксидазы в геноме растений, индуцирует постоянное повышенное содержание перекиси водорода в растительных тканях. Неизвестно, как введение нативного или модифицированного гена gox влияет на устойчивость растений к высокотемпературному стрессу, одной из наиболее часто используемых моделей для изучения реакции стресса и термической толерантности. В этом исследовании мы исследовали биологические эффекты трансформации и оценили устойчивость к температурному стрессу растений картофеля с измененными уровнями экспрессии глюкозооксидазы. Трансформация растений картофеля геном gox привела к более раннему выходу из покоя клубней трансформированных растений и более медленному росту. Трансформанты, содержащие ген глюкозооксидазы, более чувствительны к летальному тепловому шоку (50 ° C, 90 мин), чем трансформант с пустым вектором (pBI) или нетрансформированными растениями (CK). Предварительный нагрев растений при 37 ºC значительно ослабил повреждающий эффект летального термического шока. Это ослабление было более значительным в нетрансформированных растениях.
Короткий адрес: https://sciup.org/14324009
IDR: 14324009
Список литературы Биологические эффекты трансформации картофельных растений геном глюкозооксидазы и их устойчивость к гипертермии
- Bajji M., M'Hamdi M., Gastiny F., Rojas-Beltran J.A., du Jardin P. (2007) Catalase inhibition accelerates dormancy release and sprouting in potato (Solanum tuberosum L.) tubers. Biotechnol. Agron. Soc. Environ., 11 (2), 121-131
- Borovskii G.B., Lyubushkina I.V., Borovik O.A., Grabelnych O.I., Sauchyn D.V., Urbanovich O.Yu. (2015) Comparative analysis of some HSPs synthesis in leaves of transgenic potato plants with gene gox at high temperature. J. Stress Physiol. and Biochem., 11 (4), 5-10
- Fraley R.T., Rogers S.G., Horsch R.B., Sanders P.R., Flick J.S., Adams S.P., Bittner M.L., Brand L.A., Fink C.L., Fry J.S., Galluppi G.R., Goldberg S.B., Hoffmann N.L., Woo S.C. (1983) Expression of bacterial genes in plant cells. Proc. Nat. Acad. Sci. USA., 80, 4803-4807
- Kachroo A., He Z., Patkar R. Zhu Q., Zhong J., Li D., Ronald P., Lamb C., Chattoo B.B. (2003) Induction of H2O2 in transgenic rice leads to cell death and enhanced resistance to both bacterial and fungal pathogens. Transgenic Res., 12, 577 -586
- Kartel N.A., Kurochkina S.D., Zabenkova K.I. (1994) Effectivnost agrobakterialnoi transformacii razlichnych genotipov kartofelia. Dokl. ANB., 38 (2), 67-71.
- Lee Y.H., Yoon I.S., Suh S.C., Ki H.I. (2002) Enhanced disease resistance in transgenic cabbage and tobacco expressing a glucose oxidase from Aspergillus niger. Plant Cell Rep., 20, 857-863
- Maruthasalam S., Liu Y.L., Sun C.M., Chen P.Y., Yu C.W., Lee P.F., Lin C.H. (2010) Constitutive expression of a fungal glucose oxidase gene in transgenic tobacco confers chilling tolerance through the activation of antioxidative defence system. Plant Cell Rep., 29, 1035-1048
- Murashige T., Skoog F. (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15, 473-497
- Sauchyn D.V., Paniush A.S., Kartel N.A. (2012) Sozdanie i analiz trasgennych rastenii kartofelia i tabaka s genom gox Penicillium funiculosum. Izvestiia NAN Belarusi, 4, 16-20.
- Sauchyn D.V., Paniush A.S., Kartel N.A. (2012) Razrabotka technologii otbora i analiza transgennych rastenii kartofelia s genom gox Penicillium funiculosum. Vestnik BGU. Ser. 2. Chimia, Biologia, Geografia, 3, 59-62.
- Sauchyn D.V., Paniush A.S., Kartel N.A. (2011) Geneticheskaia transformacia rastenii vectornimi konstrukciyami s genom gox Penicillium funiculosum. In Kilchevsky, A.V. (ed.), Molekuliarnaia I prikladnaia genetica. Pravo I ekonomika, Minsk, Belarus, pp. 49-55.
- Sauchyn D.V., Veresova T.N., Mezhnina O.A., Paniush A.S., Viacheslavova A.O., Goldenkova-Pavlova I.V. (2015) Optimizaciia kodonovogo sostava gribnogo gena gox Penicillium funiculosum dlia effektivnoi ekspressii v rasteniyach Solanum tuberosum. Izvestiia NAN Belarusi, 1, 50-56.
- Selvakumar P., Arvinth S., Maruthasalam S., Lin C.H. (2013) Disease resistance conferred by constitutive expression of a fungal glucose oxidase gene in transgenic tobacco plants. Asian J. Plant Sciences, 12 (3), 128-136
- Wolff S.P. (1994) Ferrous ion oxidation in presence of ferric ion indicator xylenol orange for measurement of hydroperoxides. Methods in Enzymology, 233, 182-189
- Wu G., Shortt B.J., Lawrence E.B., Len J., Fitzsimmons K.C., Levine E.B., Raskin I., Shah D. M. (1997) Activation of host defense mechanisms by elevated production of H2O2 in transgenic plants. Plant Physiol., 115, 427-435
- Wu G., Shortt B.J., Lawrence E.B., Levine E.B., Fitzsimmons K.C., Shah D.M. (1995) Disease resistance conferred by expression of a gene encoding H2O2-generating glucose oxidase in transgenic potato plants. Plant Cell, 7, 1357-1368
