Зав’язування насіння за Agrobacterium-опосередкованої трансформації озимої пшениці методом in planta

  • О. В. Дубровна Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0002-4884-7572
  • Л. В. Сливка Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 31/17 https://orcid.org/0000-0001-6133-4395
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v34.1631
Ключові слова: Triticum aestivum, Agrobacterium-опосередкована трансформація, зав’язування насіння

Анотація

Мета. Дослідити частоту зав’язування насіння та утворення трансгенних рослин за Аgrobacterium-опосередкованої трансформації озимої пшениці методом in planta за різних способів нанесення агробактерій і складу інокуляційних середовищ. Методи. Agrobacterium-опосередкована трансформація методом in planta, молекулярно-генетичний аналіз, методи математичної статистики. Результати. У досліджених генотипів озимої пшениці виявлена достовірна різниця за показником зав’язування насіння залежно від використаного штаму A. tumefaciens й інокуляційного середовища. За порівняння впливу різних штамів агробактерій на цей показник, достовірних відмінностей між ними не встановлено, проте спостерігалась тенденція до підвищення частоти утворення насіння за використання штаму LBA4404. За використання інокуляційного середовища МС-22, яке додатково містило 12,5 мM МES, 4 мM NH4CI, 5,5 мM MgSO4, також спостерігалося певне підвищення кількості утвореного насіння, порівнюючи з середовищем МС-21, доповненого тіосульфатом натрію; частота зав’язування насіння підвищувалась у середньому на 5 %. Висновки. Встановлена генотипова залежність частоти зав’язування насіння та утворення трансгенних рослин при застосуванні різних інокуляційних середовищ і способу процедури трансформації.

Посилання

Shewry Р. R. Wheat. J. of Exp. Bot. 2009. Vol. 60 (6). Р. 1537–1553. doi: doi.org/10.1093/jxb/erp058.

Nowsherwan I., Shabbir G., Malik S., Ilyas M. Effect of drought stress on different physiological traits in bread wheat. SAARS J Agric. 2018. Vol. 16. P. 1–6. doi: 10.3329/sja.v16i1.37418.

Borisjuk N., Kishchenko O., Eliby S., Schramm C., Anderson P., Jatayev S. Genetic modification for wheat improvement: from transgenesis to genome editing. BioMed. Res. Int. 2019. 6216304. doi: 10.1155/2019/6216304.

Hamada H., Linghu Q., Nagira Y., Miki R., Taoka N., Imai R. An in planta biolistic method for stable wheat transformation. Sci. Rep. 2017. Vol. 7. 11443. doi: 10.1038/s41598-017-11936-0.

Hayta S., Smedley M. A., Demir S. U., Blundell R., Hinchliffe A., Atkinson N. An efficient and reproducible Agrobacterium-mediated transformation method for hexaploid wheat (Triticum aestivum L.). Plant Methods. 2019. Vol 15. doi: 10.1186/s13007-019-0503-z.

Singh P., Kumar K. Agrobacterium-mediated In-planta transformation of bread wheat (Triticum aestivum L.). J. of Plant Bio-chem. and Biotechnology. 2021. Vol. 31 (1). P. 206–212. doi: 10.1007/s13562-021-00669-x.

Tarafdar A., Vishwakarma H., Gothandapani S., Bhati M., Biswas K., Prakash A., Chaturvedi U., Solanke A., Padaria J. A quick, easy and cost-effective in planta method to develop direct transformants in wheat. Biotech. 2019 Vol. 9. P. 180–191 doi: 10.1007/s13205-019-1708-6.

Dubrovna O. V., Kulesh S. S., Slivka L. V. Optimization of conditions of Agrobacterium-mediated transformation of bread wheat by the in planta method. Fiziol. rast. genet. 2019. Vol. 51 (4). P. 283–294. doi: 10.15407/frg2019.04.283.

Razzaq A., Hafiz I., Mahmood I., Hussain A. Development of in planta transformation protocol for wheat. Afr J Biotechnol. 2011. Vol. 10. P. 740–750. doi: 10.5897/AJB10.1304.

Jasdeep C., Avijit T. Genetic transformation and transgenic wheat development: an overview. Clon Transgen. 2015. Vol. 5 (1). P. 147–148. doi: 10.4172/2168-9849.100014.

Risacher T., Craze M., Bowden S., Paul W., Barsby T. Highly efficient Agrobacterium-mediated transformation of wheat via in planta inoculation. Methods Mol. Biol. 2011. Vol. 478. P. 115–124. doi: 10.1007/978-1-59745-379-0_7.

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. Faktory eksperymental'noi evoliucii orhanizmiv. 2015. Vol. 17. P. 126–130. [in Ukrainian]

Dubrovna O. V., Slivka L. V. Optimization of Agrobacterium-mediated transformation conditions of prospective genotypes of winter bread wheat by in planta method. Faktory eksperymental'noi evoliucii orhanizmiv. 2021. Vol. 28 P. 66–71. doi: 10.7124/FEEO.v28.1377.

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.

Chugh A., Vikrant S., Mahalakshmi A., Khurana A. A novel approach for Agrobacterium-mediated germ line transformation of Indian bread wheat (Triticum aestivum) and pasta wheat (Triticum durum). J Phytol. 2012. Vol. 4 (2). P. 22–29. Retrieved from: http://journal-phytology.com/.