Генетична трансформація Populus nigra х Populus deltoides (осокір клону Градізька)

  • Н. К. Куцоконь Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
  • В. А. Рудас Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
  • М. В. Шинкарчук Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
  • О. Р. Лахнеко Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
  • Б. В. Моргун Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
  • Н. М. Рашидов Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 14
  • Д. М. Гродзинський Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 1
DOI: https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.14.2.686

Анотація

Мета. Провести генетичну трансформацію тополі Populus nigra x P. deltoides клон Градізька модельною конструкцією pCB002, що містить селективний ген стійкості до антибіотика канаміцину та маркерний ген β-глюкуронідази. Методи. Генетичну трансформацію проводили із використанням листкових, стеблових та черешкових експлантів тополі. Для виявлення трансформантів було застосовано селекцію на середовищі з канаміцином, полімеразну ланцюгову реакцію (ПЛР) та гістохімічний аналіз. Результати. Отримано рослини-трансформанти, які пройшли селекцію на канаміцині, а також показали наявність в ДНК ПЛР-продукту гена nptII довжиною 700 п.н. та експресували ген β-глюкуронідази. Висновки. Розроблена методика генетичної трансформації P. nigra x P. deltoides клону Градізька дозволить в подальшому проводити генетичну модифікацію тополі з метою створення клонів з новими економічно корисними ознаками.

Ключові слова: генетична трансформація, Populus sp., мікроклональне розмноження.

Посилання

Chaix G., Monteuuis O. Biotechnology in the forestry sector. Preliminary review of biotechnology in forestry, including genetic modification. FAO, 2004. P. 19–56.

Walter C., Killerby S. O. A global study on the state of forest tree genetic modification. Preliminary review of biotechnology in forestry, including genetic modification. FAO, 2004. P. 57–95.

Kutsokon N. K. Main trends in the genetic transformation of Populus species. Cytology and Genetics. 2011. Vol. 45. P. 352–361. DOI: 10.3103/S009545271106003X

Ball J., Carle J., Del Lungo A. Contribution of poplars and willows to sustainable forestry and rural development. Unasylva. 2005. Vol. 56. P. 3–9.

Wheeler N. Synthesis: a snapshot of the global status and trends in forest biotechnology. Preliminary review of biotechnology in forestry, including genetic modification. FAO. 2004. P. 3–18.

Lu M. Z. Update on the transgenic poplar plantations and research in China. Fifth Intern. Poplar Symposium: Poplars and willows: from research models to multipurpose trees for a biobased society, Orvieto, Italy, 20–25 September, 2010. P. 8.

Fillatti J. J., Sellmer J., McCown B. H., Haissig B. E., Comai L. Agrobacterium mediated transformation and regeneration of Populus. Mol. Gen. Genet. 1987. V. 206 (2). P. 192–199. doi: 10.1007/BF00333574

Han K. H., Meilan R., Ma C., Strauss S. H. An Agrobacterium tumefaciens transformation protocol effective on a variety of cottonwood hybrids (genus Populus). J. Plant Cell Reports. Vol. 19. 2000. P. 315–320. doi: 10.1007/s002990050019

Confalonieri M., Balestrazzi A., Bisoffi S., Carbonera D. In vitro culture and genetic engineering of Populus spp.: forest tree improvement. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2003. Vol. 72. P. 109–138. doi: 10.1023/A:1022265504775

Giri C. C., Shyamkumar B., Anjaneyulu C. Progress in tissue culture, genetic transformation and applications of biotechnology to trees: an overview. Trees. 2004. Vol. 18. P. 115–135. doi: 10.1007/s00468-003-0287-6

Kutsokon N., Libantova J., Rudas V., Rashydov N., Grodzinsky D., Durechova D. Advancing protocols for poplar in vitro propagation, regeneration and selection of transformants. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. Vol. 2 (Special issue). 2013. 1447– 1454.

Consensus document on the biology of Populus L. (Poplars). Series on harmonization of regulatory oversight in biotechnology, No. 16. Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD), 2000. 56 p.

Los S.A. (PI) Project report, N 7 "Conservation of genetic resources of forest species and obtaining genetically improved reproductive material for forest and bioenergetic plantations". Ukrainian Research Institute of Forestry & Forest Melioration. KharkIv, 2013.

Jefferson R. A., Kavanagh T. A., Bevan M. W. GUS fusion: ß-glucuronidase as a sensitive and versatile gene marker in higher plants. EMBO J. 1987. Vol. 6. P. 3901–3907.

Matveeva O.Y., Tyshchenko O.M., Morgun B.V. Patent No 77331. Ukraine. A method of producing of mays transgenic plants with the using of Agrobacterium transformation in planta. Published: 11.02.2013. Bul. No3, 2013. 5 p.

Meilan R., Ma C. Poplar (Populus spp.). In Meth. Mol. Biol. 2006. Vol. 344. P. 143–151. doi: 10.1385/1-59745-131-2:143.

Yevtushenko D. P., Misra S. Efficient Agrobacterium-mediated transformation of commercial hybrid poplar Populus nigra L. × P. maximowiczii A. Henry. Plant Cell Rep. 2010. Vol. 29(3). P. 211–221. doi: 10.1007/s00299-009-0806-z

Murray M. J., Thompson W. F. Rapid isolation of high molecular weight DNA. Nucl. Acids Res. 1980. Vol. 8 (19). P. 4321–4325.

Krens F. A., Trifonova A., Keizer L. C. P., Hall R. D. The effect of exogenously-applied phytohormones on gene transfer efficiency in sugarbeet (Beta vulgaris L.). Plant Science. 1996. Vol. 116. P. 97–106. doi: 10.1016/0168-9452(96)04357-9