Тканини незрілих та зрілих зародків як морфогенетично компетентні експлантати для генетичної трансформації пшениці
Анотація
Мета. Аналіз ефективності використання тканин незрілих та зрілих зародків для Agrobacterium-опосередкованої трансформації in vitro нових селекційно-цінних генотипів пшениці озимої (Triticum aestivum L.) з метою їх генетичного поліпшення. Методи. Культура in vitro, виділення та електрофоретичне розділення ДНК, ПЛР-аналіз. Результати. Проаналізовано ефективність індукції калюсогенезу та регенерації пагонів пшениці озимої, де в якості первинних експлантатів слугували тканини незрілих зародків та двохдобових проростків зрілого насіння. Досліджено морфогенетичну реакцію калюсних культур, отриманих із різних експлантатів, за Agrobacterium-опосередкованої трансформації in vitro. Проведений молекулярно-генетичний аналіз регенерантів пшениці на наявність трансгенів. Висновки. Тканини незрілих та зрілих зародків нових селекційно-цінних генотипів пшениці є компетентними експлантатами для Agrobacterium-опосередкованої трансформаціі in vitro. При цьому тканини двохдобових проростів зрілих зародків пшениці характеризуються вищими морфогенетичними показниками, що сприяє отриманню більшого відсотка генетично-змінених варіантів.
Ключові слова: Triticum aestivum L., in vitro, Agrobacterium-опосередкована трансформація, незрілі зародки, зрілі зародки.
Посилання
Jauhar Р. Modern biotechnology as an integral supplement to conventional plant breeding: The prospects and challenges. Сrop science. 2006. Vol. 46. P. 1841-1859. doi: 10.2135/cropsci2005.07-0223
Morgun B.V., Tishchenko E.N. Molecular biotechnology to improve the resistance of cultivated cereals to osmotic stress. 2014. Kyiv: Logos, 219 p. [in Russian]
Altpeter F., Springer N.M., Bartley L.E. Blechl A.E., Brutnell T.P., Citovsky V., Conrad L.J., Gelvin S.B., Jackson D.P., Kausch A.P. Advancing crop transformation in the era of genome editing. The Plant Cell. 2016. Vol. 28. P. 1510-1520. doi: 10.1105/tpc.16.00196
Wang K., Riaz B., Ye X. Wheat genome editing expedited by efficient transformation techniques: progress and perspectives. The Crop Journal. 2018. Vol. 6 (1). P. 22-31. doi: 10.1016/j.cj.2017.09.009
Opabode J.T. Agrobacterium-mediated transformation of plants: emerging factors that influence efficiency. Biotechnology and Molecular Biology Review. 2006. Vol. 1. P. 12-20.
Dubrovna O.V., Morgun B.V. Current state of research of Agrobacterium-mediated transformation of wheat. Fyzyolohyya rastenyy y henetyka. 2018. Vol. 50 (3). P. 187-217. [in Ukrainian] doi: 10.15407/frg2018.03.187
Mykhalska S.I., Komisarenko A.G., Tishchenko O.M. Development of methods of wheat Agrobacterium-mediated transformation. Faktory eksperym. evolyutsiyi orhanizmiv. 2015. Vol. 17. P. 213-216. [in Ukrainian]
Goncharuk O.M., Bavol A.V., Dubrovna O.V. Morphogenesis in the apical meristem culture of shoots of high-yielding winter wheat varieties. Fyzyolohyya rastenyy y henetyka. 2014. Vol. 46. P. 245-251. [in Ukrainian]
Liu X., Liu J., Guo A., Zhao H. Study on the tissue culture and plant regeneration of different explant from wheat. J. of Triticeae Crops. 2008. Vol. 28. P. 568-572.
Ishida M., Tsunashima Y., Hiei Y., Komari T. Wheat (Triticum aestivum L.) transformation using immature embryos. In Agrobacterium Protocols. 2015. Vol. 1223. Of Methods in Molecular Biology. New York: Springer New York. P. 189-198. doi: 10.1007/978-1-4939-1695-5_15
Supartana P., Shimizu T., Nogawa M., Shioiri H., Nakajima T., Haramoto N., Nozue M., Kojima M. Development of simple and efficient in planta transformation method for wheat (Triticum aestivum L.) using Agrobacterium tumefaciens. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2006. Vol. 102 (3). P.162-170. doi: 10.1263/jbb.102.162
Wang M., Xu G., Yin L., Tao D., Wang X.Ye. Transgenic wheat plants derived from Agrobacterium-mediated transformation of mature embryo tissues. Cereal Research Communications. 2009. Vol. 37. P. 1-12. doi: 10.1556/CRC.37.2009.1.1
Shrawat A.K., Armstrong C.L. Development and application of genetic engineering for wheat improvement. Critical Reviews in Plant Sciences. 2018. Vol. 37 (5). P. 335-421. doi: 10.1080/07352689.2018.1514718
Sticklen M.B., Oraby H.F. Shoot apical meristem: a sustainable explant for genetic transformation of cereal crops. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. 2005. Vol. 41. P. 187-200. doi: 10.1079/IVP2004616
Ishida Y., Hiei Y., Komari T. Protocol. Agrobacterium-mediated transformation of maize. Nature protocols. 2007. Vol. 2 (7). P. 1614-1621. doi: 10.1038/nprot.2007.241
Tishchenko E.N., Komisarenko A.G., Mykhalskaya S.I., Sergeeva L.E., Adamenko N.I., Morgun B.V., Kochetov A.V. Agrobacterium-mediated transformation of sunflower (Helianthus annuus L.) in vitro and in planta using strain LBA4404 carrying the pBi2E plasmid with a double-stranded RNA suppressor of the proline dehydrogenase gene. Tsitologiya i genetika. 2014. Vol. 48 (4). P. 19-30. [in Russian] doi: 10.3103/S0095452714040094
Dospekhov B.A. Methods of field experiment. Moscow: Agropromizdat, 1985. 351 p. [in Russian]
