Дослідження функціональності трансгена в Т2 біотехнологічних рослинах озимої пшениці за ознакою осмостійкості

  • А. Г. Комісаренко Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
  • C. I. Михальська Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
  • В. М. Курчій Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v28.1381

Анотація

Мета. Дослідити функціональність трансгена в насіннєвому поколінні (Т2) генетично-змінених рослин пшениці озимої (Triticum aestivum L.) за показниками продуктивності в умовах нормального і недостатнього водозабезпечення. Методи. Визначення показників структури врожаю та кількості білка. Результати. Проаналізовані показники продуктивності контрольних і Т2 біотехнологічних рослин за нормальних умов вирощування та дефіциту води.  Визначений кількісний склад білка в умовах до і після осмотичного стресу та в період регідратації. Висновки. З’ясовано, що за дії водного дефіциту відбувається зниження показників продуктивності для всіх досліджуваних рослин. При цьому генетично-змінені рослини мали перевагу за основними елементами структури врожаю над вихідною формою за обох аналізованих умов вирощування. Встановлено, що за нормальних умов гідратації кількість білка у досліджуваних рослинах достовірно не відрізнялася. Зафіксовано підвищення його вмісту у контрольних рослинах за дії осмотичного стресу, що може свідчити про синтез білків стресової відповіді. Зниження вмісту білка в період регідратації може вказувати на проходження звичайних метаболічних процесів. 

Ключові слова: Triticum aestivum L., біотехнологічні рослини, ген проліндегідрогенази, структурний аналіз врожаю, осмостійкість.

Посилання

Bray E.A., Bailey_Serres J., Weretilnyk E. Responses to abiotic stresses. Biochemistry and molecular biology of plants. Amer. Soc. Rockville. 2000. P. 1158–1249.

Bengough A.G., McKenzie B.M., Hallett P.D., Valentine T.A. Root Elongation, Water Stress, and Mechanical Impedance: A Review of Limiting Stresses and Beneficial Root Tip Traits. J. Exp. Bot., 2011. Vol. 62. P. 59–68. doi: 10.1093/jxb/erq350.

Budak H., Hussain B., Khan Z., Ozturk N.Z., Ullah N. From Genetics to Functional Genomics: Improvement in Drought Signaling and Tolerance in Wheat. Front. Plant Sci. 2015. Vol. 19, No. 6. P. 1–13. doi: 10.3389/fpls.2015.01012.

Morgun V.V., Dubrovna O.V., Morgun B.V. Modern biotechnologies for stress-resistant wheat plants. Fiziologiya rasteniy i genetika. 2016. Vol. 48, No. 3. P. 196–213. doi: 10.15407/frg2016.03.196. [in Ukrainian]

Kosakovskaya I.V. Stress proteins of plants. 2008. Kiev: Fitosotsiotsentr, 153 p. [in Russian]

Kolupaev Yu.E., Karpets Yu.V. Formation of adaptive reactions of plants to the action of abiotic stressors. Kiev: Basis, 2010. 352 s. [in Russian]

Kolupaev Y.E., Kosakivska I.V. The role of signaling systems and phytohormones in the implementation of stress reactions of plants. Ukr. bot. Journal. 2008. Vol. 65, No. 3. P. 418–430. Retrieved from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/UBJ_2008_65_3_11. [in Ukrainian]

Kolodyazhnaya Ya.S., Kutsokon N.K., Levenko B.A., Syutikova O.S., Rakhmetov D.B., Kochetov A.V. Transgenic plants tolerant to abiotic stresses. Cytology and genetics. 2009. Vol. 43 (2). P. 72–93. Retrieved from: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66636. [in Russian]

Morgun B.V., Tishchenko E.N. Molecular biotechnology to improve the resistance of cultivated cereals to osmotic stress. Kyiv: Logos, 2014. 219 p. [in Russian]

Tishchenko E.N. Genetic engineering using genes of L-proline metabolism to increase the osmotolerance of plants. Fiziologiya rasteniy. 2013. Vol. 45, No. 6. P. 488–500. Retrieved from: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159371. [in Russian]

Sergeeva L.E., Mykhalska S.I., Komisarenko A.G. Modern biotechnologies for increasing plant resistance to osmotic stresses. Kyiv: Kondor, 2019. 160 p. [in Russian]

Ibragimova S.S., Kolodyazhnaya Ya.S., Gerasimova S.V., Kochetov A.V. Partial suppression of the proline dehydrogenase gene increases plant resistance to various types of abiotic stresses. Fiziologiya rasteniy. 2012. Vol. 59. P. 99–107. [in Russian]

Komisarenko A.G., Mikhalska S.I., Kurchiy V.M., Khristan O.O. Genetic and physiological analysis of T1 biotechnological plants of winter wheat (Triticum aestivum L.). Faktory eksperymentalʹnoyi evolyutsiyi orhanizmiv. 2020. Vol. 26. P. 222–227. [in Ukrainian]

Lowry O.N., Rosebrough N.J., Fаrr A.J., Rondall A.J. Protein measurement with the folin phenol reagent. J. Biol. Chem.1951. Vol. 192, No. 2. P. 265–275.

Dospekhov B.A. Methods of field experiment. Moscow: Agropromizdat, 1985. 351 p. [in Russian]