Застосування біорегуляторів мікробного походження для отримання in vitro ліній картоплі з підвищеною стійкістю до паразитичних нематод
Анотація
Мета. Отримання в умовах in vitro ліній картоплі (Solanum tuberosum L.) сорту Вернісаж із генетично-опосередкованою стійкістю до паразитичної нематоди Heterodera schachtii на живильних середовищах МС з мікробними біорегуляторами. Методи. В умовах in vitro досліджено процес органогенезу рослин картоплі на живильних середовищах МС, що містили мікробні біорегулятори у концентраціях 25–100 мкл/л в комплексі з фітогормонами 2 мг/л БАП та 0,1 мг/л НОК. Методом дот-блотінгу визначали ступінь гібридизації між цитоплазматичними si/miРНК, виділеними з клітин рослин-регенерантів картоплі, вирощених на штучному інвазійному фоні, та мРНК нематоди. У безклітинній системі білкового синтезу з проростків пшениці in vitro досліджено сайленсингову активність препаратів si/miРНК, виділених із клітин рослин-регенераторів картовплі, на матрицях мРНК, виділених із клітин нематоди. Результати. Дослідження, проведені в умовах in vitro, показали, що додавання біорегуляторів у концентраціях 25–100 мкл/л до живильного середовища МС у комплексі з фітогормонами 2 мг/л БАП та 0,1 мг/л НОК підвищує ефективність регенераціі пагонів до 43–47 % порівняно з показниками, отриманими на контрольному середовищі МС. Встановлено зростання ступеня гібридизації до 19–38 % між цитоплазматичними мРНК, виділеними з клітин нематоди H.schachtii, та si/miРНК, виділеними з клітин рослин-регенерантів картоплі, вирощених в умовах in vitro на живильних середовищах із додаванням біорегуляторів на штучному інвазійному фоні. Висновки. Застосування в умовах in vitro мікробних біорегуляторів як складових компонентів живильного середовища МС сприяє підвищенню ефективності регенерації пагонів картоплі та посиленню РНКі-опосередкованої резистентності рослин-регенерантів до паразитичної нематоди H. schachtii.
Ключові слова: мікробні біорегулятори, органогенез картоплі in vitro, стійкість картоплі до нематоди Heterodera schachtii, РНК-інтерференція.
Посилання
Bird D.McK., Opperman Ch.H., Davies K.G. Interactions between bacteria and plant-parasitic nematodes: now and then. Intern. J. Parasit. 2003. Vol. 33. P. 1269–1276. doi: 10.1016/S0020-7519(03)00160-7
Schmitt D.P., Sipes B.S. Plant-parasitic nematodes and their management. Plant Disease. CTAHR. 1998. PD-15. 4 p.
Iutynska G.O., KozyrytskaV.E., Valagurova O.V., Mukvich M.S., Bilyavska L.O., Petruk T.V. Strain Streptomyces avermitilis - producer of avermectins, substances of antiparasitic action: Patent 69639 UA С 12N 1/20 C 12P 17/02, С 12P 17/18, C 12P 19/62, C 12R 1/465. Bulletin 2006. No. 8.
Tsygankova V.A., Andrusevich Ya.V., Shysha E.N., Biliavska L.O., Galagan T.O., Galkin A.P., Yemets A.I., Iutynska G.A., Blume Ya.B. RNAi-mediated resistance against plant parasitic nematodes of wheat plants obtained in vitro using bioregulators of microbiological origin. Curr. Chem. Biol. 2019. Vol. 13. P. 73–89. doi: 10.2174/2212796812666180507130017.
Blyuss K.B., Fatehi F., Tsygankova V.A, Biliavska L.O., Iutynska G.O., Yemets A.I., Blume Y.B. RNAi-Based biocontrol of wheat nematodes using natural poly-component biostimulants. Front. Plant Sci. 2019. Vol. 10. doi: 10.3389/fpls.2019.00483.
Zhuk V.P., Olіjnik T.M., Yemets A.І., Blyum Ya.B. Regeneracіya ukraїns'kikh sortіv kartoplі ta ikh genetichna transformacіya sintetichnim CRY-genami. Trudy Nikitskogo botanicheskogo sada. 2009. Vol. 131. P. 197–201. [in Ukrainian]
Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 1962. Vol. 15. P. 473–497. doi: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Tsygankova V., Shysha E., Galkin A., Biliavska L., Iutynska G., Yemets A., Blume Y. Impact of microbial biostimulants on induction of callusogenesis and organogenesis in the isolated tissue culture of wheat in vitro. J. Med. Plants. Stud. 2017. Vol. 5. P. 155–164.
Tsygankova V.A., Andrusevich Ya.V., Ponomarenko S.P., Galkin A.P., Blume Ya.B. Isolation and amplification of cDNA from the conserved region of the nematode Heterodera schachtii 8H07 gene with a close similarity to its homolog in rape plants. Cytol. Genetics. 2012. Vol. 46, No. 6. P. 335–341. doi: 10.3103/S0095452712060114
Takai K., Sawasaki T., Endo Y. Practical cell-free protein synthesis system using purified wheat embryos. Nature Protocol. 2010. Vol. 5, No. 2. Р. 227–238. doi: 10.1038/nprot.2009.207.
Statistical Methods in Molecular Biology. Series: Methods in molecular biology / (Eds.). New York: Humana Press. 2010. Vol. 13. No. 620. 636 p.
Kravets O., Pogrebnyak N., Shysha E., Lopato S., Gleba Yu. Transformation of different potato cultivars and analysis of the transgenic plants. Biopolymers and Cell. 1992. Vol. 8, No. 6. P. 44–48. doi: 10.7124/bc.000341
Boroday V.V., Kliachenko O.L. Osoblyvosti indukovanoho morfohenezu ta reheneratsii henotypiv Solanum tuberusum L. ukrains'koi selektsii. Naukovi pratsi instytutu bioenerhetychnykh kul'tur ta tsukrovykh buriakiv. 2014. No. 21. P. 205–211. [in Ukrainian]
