Оптимізація умов Agrobacterium-опосередкованої трансформації перспективних генотипів озимої м’якої пшениці методом in planta

  • О. В. Дубровна Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
  • Л. В. Сливка Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v28.1377

Анотація

Мета. Оптимізація умов проведення генетичної трансформації нових перспективних генотипів озимої м’якої пшениці (T. аestivum L.) методом in planta. Методи. Agrobacterium-опосередкована трансформація методом in planta за використання штаму AGL0 та векторної конструкції pBi2E. Результати. Досліджено вплив температури повітря, оптичної щільності клітин агробактеріальної суспензії, доби інокуляції та складу інокуляційного середовища на частоту отримання трансгенних рослин нових генотипів озимої пшениці. Встановлено залежність частоти отримання трансгенних рослин від умов навколишнього середовища, зокрема температурного режиму. Виявлено, що температурний режим 20–22 °С забезпечив отримання найбільшої кількості (4,7 %) трансформантів пшениці, а за зниження температури до 16–18 °С відбувається зменшення ефективності перенесення Т-ДНК у рослинний геном і спостерігається найменша частота трансформації (0,7 %). Висновки. Найбільшу кількість трасформантів отримано за використання інокуляційного середовища без сахарози, оптичної щільності клітин агробактеріальної суспензії 0,6 оп. од. та інокуляції на третю добу після кастрації колосів.

Ключові слова: T. аestivum, Agrobacterium-опосередкована трансформація іn planta, оптимізація умов.

Посилання

Hiei Y., Ishida Y., Komari T. Progress of cereal transformation technology mediated by Agrobacterium tumefaciens. Fron-tiers in Plant Sci. 2014. Vol. 5. P. 1–11. doi: 10.3389/fpls.2014.00628.

Sparks C., Doherty A., Jones H. Genetic transformation of wheat via Agrobacterium-mediated DNA delivery. Methods Mol. Biol. 2014. Vol. 1099. P. 235–250. doi: 10.1007/978-1-62703-715-0_19.

Risacher T., Craze M., Bowden S., Paul W., Barsby T. Highly efficient Agrobacterium-mediated transformation of wheat via in planta inoculation. Methods Mol. Biol. 2009. Vol. 478. P. 115–124. doi: 10.1007/978-1-59745-379-0_7.

Zale J., Agarwal S., Loar S., Steber C. Evidence for stable transformation of wheat by floral dip in Agrobacterium tumefa-ciens. Plant Cell Reports. 2009. Vol. 28. P. 903–913. doi: 10.1007/s00299-009-0696-0.

Borisjuk N., Kishchenko O., Eliby S., Schramm C., Anderson P., Jatayev S., Kurishbayev A., Shavrukov Y. Genetic mod-ification for wheat improvement: from transgenesis to genome editing. BioMed Research International. 2019. Article ID 6216304. 18 p. doi: 10.1155/2019/6216304.

Agarwal S., Loar S., Steber C., Zale J. Floral transformation of wheat. Methods in Mol. Biol. 2009. 478. P. 105–113. doi: 10.1007/978-1-59745-379-0_6.

Razzaq A., Hafiz I., Mahmood I., Hussain A. Development of in planta transformation protocol for wheat. African Journal of Biotechnology. 2011. Vol. 10 (5). P. 740–750.

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.

Chumakov M.I., Moiseeva E.M. Agrobacterial transformation technology of plants in planta. Biotekhnologiya, 2012. No. 1. P. 8–20.

Moiseeva Y.M., Velikhov V.A., Volokhina I.V., Gusev Yu.S., Yakovleva O.S., Chumakov M.I. Agrobacterium-mediated transfоrmation of maize with antisense suppression of the proline dehydrogenase gene by an in planta method. British Biotechnology Journal. 2014. Vol. 4 (2). P. 116–125. doi: 10.9734/BBJ/2014/6504.

Sidorov V., Duncan D. Agrobacterium-mediated maize transformation: immature embryos versus callus. Methods Mol. Biol. 2009. Vol. 526. P. 47–58. doi: 10.1007/978-1-59745-494-0_4.

Voronova, S.S., Bavol, A.V., Dubrovna, O.V. In planta genetic transformation of bread wheat, using AGLO strain, containing pBi2E with dsRNA suppressor of ProDH gene. Factors of experimental evolution of organisms. 2015. Vol. 17. P. 126–130 [in Ukrainian].

Dillen W., De Clereq J., Kapila J., Zamnbre M., Van Montagu M., Angenon G. The effect of temperature on Agrobacterium tumefaciens method of gene transfer to plants. Plant J. 1997. Vol. 12. P. 1459–1462. doi: 10.1046/j.1365-313x.1997.12061459.x.

Salas M., Park S., Srivatanakul M., Smith R. Temperature influence on stable T-DNA integration in plant cells. Plant Cell Rep. 2001. Vol. 20. P. 701–705. doi: 10.1007/s002990100374.

Frame B., McMurray J., Fonger T., Main M., Taylor K., Torney F., Paz M., Wang K. Improved Agrobacterium-mediated transformation of three maize inbred lines using MS salts. Plant Cell Rep. 2006. Vol. 25. P. 1024–1034. doi: 10.1007/s00299-006-0145-2.