Генетическая инженерия коммерческих сортов картофеля

Выводы — 140 —.

5 мг/л. При соблюдении этих параметров достигается эффективность регенерации 96% и трансформации 21%- - показано, что для сорта Чародей трансформационные параметры должны быть следующими: стеблевой сегмент- 1,0 мг/л БАП и 1,0 мг/л зеатина в среде для регенерации, способ со-культивации с использованием бумажного фильтра и жидкой агаризованной питательной среды, начало селекции с 14 дня трансформации, концентрация канамицина 50 мг/л, концентрация фосфинотри-цина 5 мг/л. При соблюдении этих параметров достигается эффективность регенерации 64% и трансформации 20%.

3. На основе разработанных эффективных протоколов трансформации получено 169 трансгенных линии (и.т.с.), экспрессирующие ген Ваг, в том числе 48 линий сорта Луговской, 75 линий сорта Невский и 46 линий сорта Голубизна.

4. В результате проведения двухлетних полевых испытаний отобраны 4 трансгенных линии (и.т.с.) сорта Луговской, 4 трансгенных линии (и.т.с.) сорта Невский и 4 трансгенных линии (и.т.с.) сорта Голубизна, устойчивых к гербициду фосфинотрицину. Показано, что отобранные трансгенные линии (и.т.с.) сохраняют введенный признак при вегетативном размножении и не отличаются по морфологическим признакам от контрольных нетрансформированных растений исходного сорта. Выщепления признака не обнаружено, все испытываемые трансгенные линии (и.т.с.) проявили устойчивость к действию гербицида. Проведен ПЦР анализ растений на присутствие и структурную целостность трансгенной вставки, соответствующей гену Ваг.

5. На основе разработанных эффективных протоколов трансформации получено 118 трансгенных линии (и.т.с.), экспрессирующие ген Tau II, в том числе 35 линий сорта Луговской, 55 линий сорта Чародей и 28 линий сорта Голубизна.

6. В результате проведения двухлетних полевых испытаний отобраны 8 трансгенных линий (и.т.с.) сорта Голубизна, 17 трансгенных линий (и.т.с.) сорта Луговской и 3 трансгенных линии (и.т.с.) сорта Чародей, экспрессирующие ген белка тауматин II. Отобранные линии жизнеспо.

1.

Список ЛИТЕРАТУРЫ

.

2. An G., Watson B.D., Chiang C.C. Transformation of tobacco, tomato, potato and Arabidopsis thaliana using a binary Ti vector system//Plant Physiology. 1986. v. 81. p. 301−305.

3. Bechtold N., Ellis J., Pelletier G. In planta Agrobacterium-mediated gene transfer by infiltration of adult Arabidopsis thaliana plants// Life Science. 1993.v. 316.p. 1194−1199.

4. Belknap W.R., Corsini D., Pavek J.J., Snyder G.W., Rockhold D.R., Vayda M.E. Field performance of transgenic Russet Burbank and Lemhi Russet potatos// American Potato Journal. 1994 .71. p. 117−124.

5. Braun A.C. A physiological basic for autonomous growth of the crown-gall tumor cell //Proceeding of the National Academy of Science USA. 1958 v.44. p. 344−349.

6. Chakraborty S., Chakraborty N. f Datta A. Increased nutritive value of transgenic potato by expressing a nonallergenic seed albumin gene from Amaranthus hypochondriacus //PNAS Early Edition. 2000 p. 1−6.

7. Citovsky V., Zupan J., Warnick D., Zambryski P. Nuclear localization of Agrobacterium VirE2 protein in plant cells //Science. 1992. v. 256. p. 1803−1805.

8. Clough S.J., Bent A. Floral dips: a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana//~Pla.nt Journal. 1998. v. 16.p. 735−743.

9. CricmoreN., Ziegler D., Feitelson J., Schnept E., Van Rie J., Lereclue R., Baum J., Dean D. Revision of the nomenclature for the Bacillus thuringiensis pesticidal crystal proteins //Molec. Biol.Rev. 1998 v.62 p.807−813.

10. Dale J.P., Hampson K.K. An assessment of morphogenic and transformation efficiency in a range of varieties of potato (Solanum tuberosum L.)//Euphytica. 1995. v.85.p.101−108.

11. Davies H.V. Recent developments in our knowledge of potato transgenic biology //Potato research. 1996 v.39. p. 411−427.

12. Davies P.J. Plant propagation by tissue culture/"Plant Hormones, Physiology, Biochemistry and Molecular Biology". Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. Boston. London. 1995.

13. De Block M. Genotype-independent leaf disk transformation of potato Solanum tuberosum using Agrobacterium tumefaciens //Theor. Appl. Genetic. 1988 v.76. p.767−774.

14. Destefano-Beltran L., Nagpala P.G., Cetiner M.S., Dodds J.H., Janes J.M.

15. Enhancing bacterial and fungal disease resistance in plants: application to potato //Biotechnology in Plant Disease Control. 1993 p. 175−189.

16. D’Hallium K. Transformation of sugar beet (Beta vulgaris L.) and evaluation of herbicide resistance in transgenic plants//Biotechnology. 1992 v.10. p309−3 141 992.

17. DiMaio J.J., Shillito R.D. Cryopreservation technology for plant cell cultures //Journal of tissue culture menhods. 1989. v. 12. p. 163−169.

18. During K., Porsch P., Fladung M., Lorz H. Transgenic potato plants resistant to the phytopathogenic bacterium Erwinia carotovora//Plant Joyrnal. 1993 v.3. p.587−598.

19. Evers D., Overney S., Simon P., Greppin H., Hausman JF. Salt tolerance of Solanum tuberosum L-overexpressing an heterologous osmotin-like protein //Biologia Plantarum. 1999 v. 42(1). p. 105−1121.

Список литературы

 — 144.

20. Escudero J., Hohn B. Transfer and integration of T-DNA without cell injury in the host plant //Plant Cell Reports. 1997. v. 9. p. 2135−2142.

21. Filho E.S.F., Figueiredo L.F.A., Monte-Neshich D.C. Transformation of potato (Solarium tuberosum) cv. Mantiqueira using Agrobacterium tumefaciens and evaluation of herbicide resistance //Plant Cell Reports. 1994. v. 13. p. 666−670.

22. Gaffney T., Friedrich L., Vernooij B., Negrotto D., Nye G., Uknes S., Ward E., Ryals J. Requirement for salicylic acid for the induction of systemic acquired disease resistance //Science. 1993 v.261. p.745−756.

23. Gelvin S.B. The introduction and expression of transgenes in plants //Current Opinion of Plant Biology. 1998. v.9. p. 227−232.

24. George E.F. Plant Propagation by Tissue Culture Part I. The TechnologyPart II. In Practice./ Exegetics Ltd. Edington. 1993.1995.

25. Goodwin I, Todd G, Ford-Lloyd B, Newbury HJ: The effects of acetosyringone and pH on Agrobacterium-mediated transformation vary according to plant species //Plant Cell Rep 1991 v. 9 p.671−675.

26. Grayburn W.S., Visk B.A. Transformation of sunflower (Helianthus annus L.) following wounding with glass beads //Plant Cell Reports. 1995. v. 14. P. 285−289.

27. Guralnick B., Thomsen G., Citovsky V. Transport of DNA into the nuclei of Xenopus oocytes by a modified VirE2 protein of Agrobacterium //Plant Cell. 1996. v. 8. p.363−373.

28. James C. Global Review of Commercialised Transgenic Crops: 1999 //ISAAA. 1999 Briefs № 12.

29. D’Halluin K. Transformation of sugar beet (Beta vulggaris L.) and evaluation of herbicide resistance in transgenic plants //Biotechnology. 1992. v. 10. p.309−314.

30. Hansen G., Wright M.S. Recent advances in the transformation of plants //Trends in plant science. 1999. vol.4 № 6. p.1360−1385.

31. Haymes K.M., Davis T.M. Agrobacterium-mcdiated transformation of «alpine' Fragaria vesca, and transmission of transgenes to R1 progeny //Plant Cell Reports. 1998. v. 17. p. 279−283.

32. Herbers K., Sonnewald U. Production of new modified proteins in transgenic plants //Current Opinion in Biotechnology. 1999 v. 10. p. 163−168.

33. Holmberg N., Bulow L. Improving stress tolerance in plants by gene transfer. Trends in plants science. 1998 v.3. p. 1360−1385.

34. Hoffman F. Laser microbeams for the manipulation of plant cells and subcellular structures //Plant Science. 1996.V. 113. p. 1−11.

35. Ishida B.K., Snyder G.W., Belknap W.R. The use of in vitro-grown microtuber discs in Agrobacterium-mediated transformation of Russet Burbank and Lemhi Russet potatoes //Plant Cell Reports. 1989. V. 8. p.325−328.

36. Kende H., Zeevaart Jan A.D. The five «classical» plant hormones //The Plant Cell. 1997. v.9. p.1197−12 101.

Список литературы

— 145.

37. Koivu K., Valkonen J.P.T., Suomaa S., Tavazza R., Pehu E. Agrobacterium tumefaciens mediated transformation of Solanum brevidens and S. tuberosum cv. Pito //Acta Agric. Scand. Sect. B. Soil and Plant Sci. 1995. v.45. p. 78−87.

38. Krens F.A., Jamar D. The role of explant source and culture conditions on callus induction and shoot regeneration in sugar beet (Beta vulgaris L.) //Plant Physiology. 1989. v.134. p. 651−655.

39. Kohm B.A., Goulden M.G., Gilbert J.E., Kavanagh T.A., Baulcombe D.C. A potato virus X resistance gene mediates an induced, non-specific resistance in protoplasts //The Plant Cell. 1993 v.5. p.913−920.

40. Komari T. Transformation of callus cultures of nine species mediated by Agrobacterium //Plant Science. 1989 v.60. p.223−229.

41. Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 //Nature. 1970 v, 15−227(259):680−5.

42. Leitch I.J., Bennett M.D. Polyploidy in angiosperms //Trends Plant Science. 1997. v. 2. p. 470−476.

43. Lessl M., Lanka E. Common mechanisms in bacterial conjugation and Ti-mediated transfer to plant cells //Cell. 1994. v. 77. p. 321−324.

44. Lin J.J., Assad-Garcia N., Kuo J. Plant hormone effect of antibiotics on the transformation efficiency of plant tissues by Agrobacterium tumefaciens cells //Plant Sciens. 1995. v.109. p.171−177.

45. Lodge J.K., Kaniewski W.K., Turner N.E. Broadspectrum virus resistance in transgenic plants expressing pokeweed antiviral protein //Proceeding of the National Academy of Science USA. 1993 v.90. 9.7089−7093.

46. Lurquin P.F. Gene transfer by electroporation //Mol. Biotechnology. 1997. v. 7. p. 5−35.

47. Matzke A.J., Matzke M.A. Position effects and epigenetic silencing of plant transgenes //Current Opinion of Plant Biology. 1998. v. 1. p. 142−148.

48. Matthysse A.G. Initial interactions of Agrobacterium tumefaciens with plant host cells //Crit. Review of Microbiology. 1986. v. 13. p. 281−307.

49. Melchers L.S., Stuiver M.H. Novel genes for disease-resistance breeding //Current Opinion in Plant Biology. 2000 v.3. p. 147−152.

50. Montanelli C., Stefanini F.M., Chiari A., Chiari T, Nascari G. Variability in the response to Pseudomonas solanacearum of trancgenic lines of potato carrying a cecropin gene analogue //Potato Research. 1995 v.38. p.371−378.

51. Mourgues F., Brisset M-N., Chevreau E. Strategies to improve plant resistance to bacterial diseases through genetic engineering //Tibtech. 1998 v.16. p.203−210.

52. Nakano N., Mii M. Antibiotics stimulate somatic embryogenesis without plant growth regulators in several Dianthus cultivars //Plant Physiology. 1993 v. 141. p. 721−725.

53. Nauerby B., Billing K., Wyndaele R. Influence of the antibiotic timetin on plan regeneration compared to carbenicillin and cefotaxime in concentrations suitable for elimination of Agrobacterium tumefaciens //Plant Science. 1997. v. 123. p.169−177.

54. Newell C.A., Rozman R., Hinchee M.A., Lawson E.C., Haley L., Sanders P., Kaniewski W., Turner N.E., Horsch R.B., Fraley R.T. Agrobacterium-mediated transformation of Solanum tuberosum L. cv. «Russet Burbank» // Plant Cell reports. 1991. v. 10. p.30−34.

55. Okkels F.T., Pedersen M.G. The toxicity to plant tissue and to Agrobacterium tumefaciens of some antibiotics //Acta Hortic. 1988 v.225. p. 199−207.

56. Park Y.D., Ronis D.H., Boe A. A, Cheng Z.M. Plant regeneration from leaf tissues of four North Dacota genotypes of potato (Solanum tuberosum L.) //American Potato Journal. 1995 v.72 (6). p. 329−3381.

Список литературы

 — 146.

57. Park, Yoonkyung, Park G., Yang Y., Cheong H. Improved in vitro regeneration of potato (Solanum tuberosum cv. Superior) transformation by Agrobacterium expressing ??-glucuronidase //Journal of Plant Biology. 1996. v.39(2). p. 93−98.

58. Patton D.A., Meinke D.W. High-frequency of plant regeneration from cultured cotyledons of Arabidopsis thaliana //Plant Cell Report. 1988 v. 7. p.233−237.

59. Pawlowski W.P., Somers D.A. Transgenic DNA integrated into the oat genome is frequently interspersed by host DNA //Proceeding of National Academy of Science USA. 1998. v.95 p.12 106−12 110.

60. Pen J., Sijmons P.C., Ooijen A.J.J., Hoekema A. Protein production in transgenic crops: analysis of plant molecular farming. Trangenic Plants: Fundamentals and Applications //Marcel Dekker Inc. 1993. p.239−251.

61. Pollock K., Barfield D.G., Shields R. The toxicity of antibiotics to plant cell cultures //Plant Cell Reports. 1983. v.2. p.36−39.

62. Shah D., Lawson C., Kaniewski W. Russet Burbank genetically improved for resistance to leaf roll virus and late blight //Seventh International Symposium on Molecular Plant Microbe Interactions. Edinburg. 1994 Abstract. S48. p.14.

63. Shah D.M. Genetic engineering for fungal and bacterial diseases //Current Opinion in Biotechnology. 1997 v.8. p.208−214.

64. Sheng J., Citovsky V. Agrobacterium-plant cell DNA transport: have virulence proteins, will trave //The Plant Cell. 1996. v.8. p. 1699−1710.

65. Sheerman S., BewanM.W. A rapid transformation method for Solanum tuberosum using binary Agrobacterium tumefaciens vectors. //Plant Cell Reports. 1998. v.7. p.13−16.

66. Shillito R.D. Methods of genetic transformations: electroporation and polyethylene glycol treatment //In Molecular Improvement of Cereal Crop (Vasil I., ed), Kluwer. The Nether land. 1999. p.9−20.

67. Smirnoff N. Plant resistance to environmental stress //Current Opinion in Biotechnology. 1998 v.9. p. 214−219.

68. Smith R.H., Hood E. Agrobacterium tumefaciens transformation of monocotyledons //Crop Science. 1995. v.35. p. 301−309.

69. Snyder G.W. & Belknap W.R. A modifaed method for routine Agrobacteriummediated transformation of in vitro grown potato microtubers //Plant Cell Reports. 1993. v.12. p.324−327.

70. Stachel S.E., Timmerman B., Zambryski P. Generation of single-stranded T-DNA molecules during the initial stages of T-DNA transfer for Agrobacterium tumefaciens to plant cells //Nature. 1986. v.322. p. 706−712.

71. Stark D.M., Timmerman K.P., Barry G.F., Preiss J., Kishore G.M. Regulation of the amount of starch in plant tissues by ADPglucose pyrpphosphorylase //Sciense. 1992 v.258. p.287−292.

72. Stock J.B., Stock A.M., Mottonen J.M. Signal transduction in bacteria //Nature. 1990 v. 344. p. 395−400.

73. Strittmatter G., Janssens J., Opsomer C., Botterman J. Inhibition of fungal disease development in plants by engineering controlled cell death //Biotechnology. 1995 v.13. p. 1085−1089.

74. Tavazza R., Tavazza M., Ordas R.J., Ancora G., Benvenuto E. Genetic transformation of potato (Solanum tuberosum): an efficient method to obtain transgenic plants //Plant Science. 1988. v. 59. p. 175−1811. Cuucok Jiumepamypu — 147.

75. Towbin H, Staehelin T, Gordon J Electrophoretic transfer of proteins from poly-acrylamide gels to nitrocellulose sheets procedure and some applications //Proc Natl Acad Sci USA 1979. v.76(9):4350−4.

76. Tu H.M., Godfrey L.W., Sun S.M. Expression of the Brazil nut methionine-rich protein and mutants with increased methionine in transgenic potato //Plant Mol Biology. 1998 v.37. p.829−838.

77. Visser R.G.F., Somhorst I., Kuipers G.J., Ruys N.J., Feenstra W.J., Jacobsen E. Inhibition of the expression of the gene for granule-bound starch synthase in potato by antisense constructs //Molecular and General Genetics. 1991 v.225. p.289−296.

78. Visser R.G.F. Genetic Modification: long term perspectives for potato breeding/Potato Wolrd-wide. Wageningen Press. 2000 p. 60.

79. Wagner V.T., Matthysse A.G. Involvement of vitronectinlike protein in attachment of Agrobacterium tumefaciens to carrot suspension culture cells //Journal of Bacteriology. 1992. v. 174. p.5999−6003.

80. Watts J.W., King J.M. The use of antibiotics in the culture of non-sterile plant protoplasts //Planta. 1973 v.113. p. 271−277.

81. Wenzler H., Mignery G., May G., Park W. A rapid and efficient transformation method for the production of large numbers of transgenic potato plants //Plant Science. 1989. v. 63. p.79−85.

82. Wilmink A., Dons J.J.M. Selective agents and marker gene for use in transformation of monocotyledonous plant //Plant Molecular Biology Reports. 1993. v.ll. p. 165−185.

83. Wordragen M.F. & Dons H.J.M. Agrobacterium tumefaciens mediated transformation of recalcitrant crops //Plant Molecular biology reporter. 1992. v. 10(1). p. 12−36.

84. Wu G., Shortt B.J., Lawrence E.B., Levine E.B., Fitzsimmons C., Shad D.M.

85. Disease resistance conferred by expression of a gene encoding H202-generating glucose oxidase in transgenic potato plants //The Plant Cell. 1995 v.5. p. 1357- 1368.

86. Xu H., Khalilian H., Eweida M., Squire S., Abouhaidar M.G. Genetically engineered resistance to potato virus X in four commercial potato cultivars //Plant Cell Reports. 1995. v. 15. p. 91−96.

87. Yang D.S.C., Sax M., Chakrabaartty A., Hew C. L Crystal structure of an antifreeze polypeptide and its mechanistic implications //Nature. 1988 v.333. p.232−237.

88. Yao K., De Luca V., Brisson N. Creation of metabolic sink for tryptophan alters the phenylpropanoid pathway and the susceptibility of potato to Phytophthora infestans //The Plant Cell. 1995 v.7. p. 1787−1799.

89. Zambryski P. Chronicles from the Agrobacteriumplant cell DNA transfer story //Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 1992. v. 43. p. 465−490.

90. Zhu В., Chen T.H.H., Li P.H. Analysis of late-blight disease resistance and freezing tolerance in potato plants expressing sense and antisense genes for an osmtin-like protein //Planta. 1996 v. 198. p.70−77.

91. Zupan J., Muth T.R., Draper O., Zambryski P. The transfer of DNA from Agrobacterium tumefaciens into plants: a feast of fundamental insights //The Plant Journal. 2000. v.23 (1). p. 11−28.

92. Zupan J., Zambryski P. Transfer of T-DNA from Agrobacterium to the plant cell //Plant physiology. 1995. v. 107. p. 1041−1047.

93. Глагоцкая Т. Ц., Щербатенко И. С., Сидоров В. А., Шульга О. А., Захарьев В. М., Скрябин К. Г., Глеба Ю. Ю. Трансгенные растения картофеля, обладающие устойчивостью к вирусным инфекциям //ДАН УССР 10. серия Б. с.57−59. 1990.а.

94. Глагоцкая Т. Ц., Шульга О. А., Сидоров В. А., Захарьев В. М., Скрябин К. Г., Глеба Ю. Ю. Трансгенные растения картофеля с чужеродным геном белка оболочки Х-вируса картофеля //ДАН СССР 314. № 5. с. 1240−1242. 1990.

95. Дрейпер Дж., Скотт Р., Армитидж Ф., Уолден Р. Генная инженерия растений Лабораторное руководство/Москва «Мир». 1991 408 стр.

96. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований)/ М.: Агропромиздат.1985 351 е. ил.

97. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование/Москва «Мир». 1984 480стр.

98. Создание трансгенных растений//Вкладыш журнала «Химия и жизнь-XXI век». Москва 2001.

99. Соколова М. А., Пугин М. М., Шульга О. А., Скрябин К. Г. Получение трансгенных растений картофеля, устойчивых к У-вирусу картофеля// Мол.биол. 28. с. 1002−1008. 1994.

100. Падегимас Л., Шульга О. А., Скрябин К. Г. Тестирование трансгенных растений, при помощи полимеразной цепной реакции//Мол.биол.т.27.с.947−951.1993.

101. Падегимас Л. Шульга О. А., Скрябин К. Г. Создание трансгенных растений Nicotiana tabacum и Solanum tuberosum, устойчивых к гербициду фосфинотрицину//Мо л. био л .т.28с.437−443.1994.

102. Пугин М. М., Соколова М. А., Шульга О. А., Скрябин К. Г. Влияние 5'-лидера X-вируса картофеля на экспрессию гена белка оболочки У-вируса картофеля в трансгенных растениях Solanum tuberosum//Мол.биол. 28. с.752−760. 1994.