Підбір селективних концентрацій гліфосату для ефективного відбору in vitro трансгенних тканин озимого ріпаку Brassica napus L.

  • І. С. Гнатюк
  • О. І. Варченко
  • М. Ф. Парій
  • Ю. В. Симоненко
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v25.1164

Анотація

Мета. За допомогою селекції in vitro гліфосат-резистентного та нестійкого озимого ріпаку підібрати оптимальну концентрацію гліфосату для ефективного відбору трансгенних тканин під час біотехнологічних досліджень ріпаку. Методи. Експлантами слугували 7–10 мм фрагменти гіпокотилів 6-денних проростків ріпаку, які культивували на середовищі МС, доповненому 1 мг/л 2,4-дихлорфеноксиоцтової кислоти (2,4-Д), протягом 12 діб за 24º С в умовах темряви для ініціації калюсогенезу. Для регенерації рослин використовували живильне середовище МС, доповнене 3 мг/л 6-бензил­амінопурину (БАП), 2 мг/л зеатину, 0,1, 0,5 та 1 мМ гліфосату відповідно. У якості контролю використовували регенераційне живильне середовище без додавання гліфосату. Результати статистично обробляли за допомогою програми Microsoft Excel. Результати. Встановлено, що на середовищі, доповненому 0,1 мМ гліфосату, експланти із нестійкого озимого ріпаку утворювали листки та пагони з частотою до 8,3 % ± 0,8 % порівняно з 57,2 % ± 0,6 % такої у контролі. Проте, під час культивування таких пагонів на середовищі для елонгації, що доповнене 0,1 мМ гліфосату, морфогенні структури не проходили селективний відбір. Висновки. Для проведення селекції ріпаку in vitro в живильному середовищі на етапі формування адвентивних бруньок можна використовувати концентрацію гліфосату 0,1 мМ. Але в середовищі для регенерації кількість гербіциду слід збільшувати для уникнення хибно-позитивних результатів.

Ключові слова: озимий ріпак, Brassica napus L., культура in vitro, селективні маркери, гербіциди, гліфосат.

Посилання

Nandula V.K. Glyphosate resistance in crops and weeds: history, development, and management. Wiley: Hoboken, 2010. 344 p.

Green J.M. Current state of herbicides in herbicide-resistant crops. Pest Manag Sci. 2014. Vol. 70, № 9. P. 1351–1357. doi: 10.1002/ps.3727.

USDA (2015) Determinations of non-regulated status. www.aphis.usda.gov/biotechnology/petitions_table_pending.shtml. Accessed 21 Sept 2015.

OECD (1999) Consensus document on general information concerning the genes and their enzymes that confer tolerance to glyphosate herbicide. Series on harmonization of regulatory oversight in biotechnology. Report No. 10. URL: https://www.oecd.org/env/ehs/biotrack/46815618.pdf. Accessed 24 Sept 2015 (Last accessed: 1.04.2019).

OECD (1999) Consensus document on general information concerning the genes and their enzymes that confer tolerance to Phosphinothricin herbicide. Series on harmonization of regulatory oversight in biotechnology. Report No. 11. URL: https://www.oecd.org/env/ehs/biotrack/46815628.pdf (Last accessed: 1.04.2019).

Schütte G., Eckerstorfer M., Rastelli V., Reichenbecher W., Restrepo-Vassalli S., Ruohonen-Lehto M., Wuest Saucy A.-G., Mertens M. Herbicide resistance and biodiversity: agronomic and environmental aspects of genetically modified herbicide-resistant plants. Environ Sci Eur. 2017. Vol. 29, № 5. doi: 10.1186/s12302-016-0100-y.

Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962. Vol. 15. P. 473–497.

Rahnama H., Sheykhhasan M. Transformation and light inducible expression of cry1Ab gene in oilseed rape (Brassica napus L.). J. Sci. I. R. Iran. 2016. Vol. 27, № 4. P. 313–319.

Xing X.-J., Tian Y.-S., Peng R.-H., Xu J., Zhao W., Yao Q.-H., Sun S. Functional characterization of 5-enopyruvylshikimate-3-phosphate synthase from Alkaliphilus metalliredigens in transgenic Arabidopsis. J. Microbiol. Biotechnol. 2014. Vol. 24, № 10. P. 1421–1426. URL: http://dx.doi.org/10.4014/jmb.1404.04023 (Last accessed: 1.04.2019).

Zhao Q., Liu M., Zhang X., Lin C., Zhang Q., Shen Z. Generation of insect-resistant and glyphosate-tolerant rice by introduction of a T-DNA containing two Bt insecticidal genes and an EPSPS gene. J Zhejiang Univ-Sci B (Biomed & Biotechnol). 2015. Vol. 16, № 10. P. 824–831. doi: 10.1631/jzus.B1500056.

Hu T., Metz S., Chay C., Zhou H. P., Biest N., Chen G., Cheng M., Feng X., Radionenko M., Lu F., Fry J.. Agrobacterium-mediated large-scale transformation of wheat (Triticum aestivum L.) using glyphosate selection. Plant Cell Rep. 2003. Vol. 21. P. 1010–1019. doi: 10.1007/s00299-003-0617-6.

Howe A.R., Gasser C.S., Brown S.M., Padgette S.R., Hart J., Parker G.B., Eromm M.E., Armstrong C.L. Glyphosate as a selective agent for the production of fertile transgenic maize (Zea mays L.) plants. Molecular breeding. 2002. Vol. 10. P. 153–164.