Биохимическая характеристика трансформированных корней Pisum sativum L. subsp. sativum var. Sativum с модифицированным морфотипом листа
- Авторы: Тимина О.О.1, Тимин О.Ю.2, Степанова А.Ю.3
-
Учреждения:
- Приднестровский государственный университет им. Т.Г. Шевченко
- Научно-исследовательский институт экологии и природных ресурсов
- Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук
- Выпуск: Том 22, № 1 (2024)
- Страницы: 23-32
- Раздел: Генетические основы эволюции экосистем
- URL: https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/article/view/622926
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen622926
- ID: 622926
Цитировать
Полный текст
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Актуальность. В литературных источниках данные об успешном получении высокобелковых корневых культур гороха с мутантными аллелями tl и af tl и их биохимическая характеристика не представлены.
Цель — биохимическая характеристика полученных трансформированных культур мутантных линий гороха с модифицированным морфотипом листа. Задачи исследований: уточнение состава генов rol трансформированных культур гороха дикими штаммами Agrobacterium rhizogenes и аминокислотный анализ общего белка полученных культур.
Материалы и методы. Тотальная ДНК была выделена из культуры корней мутантов гороха. Исследования выполнены на оборудовании термоциклер «Терцик» фирмы «ДНК-Технология» (Россия). Выявление ампликонов проводили методом электрофореза в 2 % агарозном геле. Гель визуализировали и фотографировали в ультрафиолетовом излучении (λ = 312 нм). Количественный и качественный аминокислотный состав корневых культур определяли методом ионообменной хроматографии на аминокислотном анализаторе ААА-339 (Microtechna, Чехия).
Результаты. Методом ПЦР выявлено отсутствие агробактериальной контаминации в трансформированных культурах и их стабильный рост на жидких и агаризованных безгормональных средах в течение 5 лет. ПЦР-анализ показал наличие двух генов rol C и D в культуре с генотипом tltl и четырех генов rol A, B, C и D в культуре с генотипом afaftltl. Обнаружено дифференцированное содержание ряда аминокислот в биомассе трансформированных культур в зависимости от генотипа культуры и вставок генов rol. Выявлены семь незаменимых аминокислот в обеих культурах. Лимитирующей незаменимой аминокислотой для обеих культур оказался триптофан.
Вывод. По содержанию суммы незаменимых, кетогенных и серосодержащих аминокислот корневая культура с генами rol A, B, C, D оказалась наиболее богатой и сбалансированной.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Ольга Олеговна Тимина
Приднестровский государственный университет им. Т.Г. Шевченко
Email: otimina@mail.ru
SPIN-код: 7758-9906
доктор биол. наук, профессор, естественно-географический факультет, кафедра ботаники и экологии
Молдавия, 3300, Тирасполь, ул. 25 Октября, д. 128Олег Юрьевич Тимин
Научно-исследовательский институт экологии и природных ресурсов
Автор, ответственный за переписку.
Email: otimin@mail.ru
SPIN-код: 6471-1117
заведующий лаборатории "Защиты и восстановления фитоценозов", к. с.-х. н., доцент
Молдавия, 3200, Бендеры, ул. Каховский тупик, 2Анна Юрьевна Степанова
Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук
Email: step_ann@mail.ru
SPIN-код: 6895-2705
заведующая группой трансформированных корней, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
Россия, 127276, Москва, Ботаническая ул., 35Список литературы
- Бобков С.В., Уварова О.В. Перспектива использования гороха для производства изолятов запасных белков // Земледелие. 2012. № 8. С. 47–48. EDN: PHIQBH
- Зеленов А.Н., Шелепина Н.В., Мамаева Н.В. Особенности аминокислотного состава белка листовых мутантов гороха // Зернобобовые и крупяные культуры. 2013. № 1. С. 21–25. EDN: QCSQJD
- Зеленов А.Н., Кондыков И.В. Уваров В.Н. Вавиловские принципы в селекции гороха XXI века // Зернобобовые и крупяные культуры. 2012. № 4. С. 19–27. EDN: QCPAYH
- Красильников В.Н., Гаврилюк И.П. Перспективы производства белковых нутрицевтиков. В кн.: Растительный белок: новые перспективы / под ред. Е.Е. Браудо. Москва: Пищепромиздат, 2000. С. 24–39.
- Bogracheva T., Topliff I., Meares C. Starch thermoplastic films from a range of pea (Pisum sativum) mutants [ABSTRACT]. В кн.: 5th European conferences on grain legumes. France, Dijon, 2004. P. 47–48.
- Костерин О.Э. Перспективы использования диких сородичей в селекции гороха (Pisum sativum L.) // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. Т. 19, № 2. С. 154–164. EDN: UCRFJV
- Шелепина Н.В. Компонентный состав белка нетрадиционных форм гороха. В кн.: Материалы VIII Международного симпозиума: «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» в 3-х т. Т. 3. Москва, 22–26 июня 2009 г. Москва, 2009. С. 304–307.
- Селихова Т.Н., Бобков С.В. Повышение качества белка гороха с использованием полиморфизма конвицилина // Земледелие. 2015. № 2. С. 47–48. EDN: TNVPIN
- Щербаков В.Г., Москвич И.А. Влияние протеиназ и их ингибиторов на пищевую ценность белков // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2006. № 4. С. 35–36. EDN: KVKABH
- Vilmorin P. Recherches sur heredite mendeliene // Comp Rend Acad Sci. 1910. Bd. 151. S. 548–551.
- Титенок Т.С., Зеленов А.Н. Листовые мутанты в селекции гороха // Аграрная Россия. 2002. № 1. С. 34–36. EDN: TUPZKF
- Timina O., Timin O., Alecsandrova T. Hairy roots of pea mutants with a modified morph leaf type // BIO Web Conf. 2020. Vol. 24. ID 86. doi: 10.1051/bioconf/20202400086
- Lloyd G., McCown B. Commercially-feasible micropropagation of mountain laurel Kalmia latifolia, by use of shoot-tip culture // Comb Proc Intern Plant Propagator Soc. 1981. Vol. 30. P. 421–427.
- Stepanova A.Y., Solov´eva A.I., Malunova M.V., et al. Hairy roots Scutelaria spp., (Lamiaceae) as promising producers of antiviral flavones // Molecules. 2021. Vol. 26, N. 13. ID 3927. doi: 10.3390/molecules26133927
- Гараева С.Н., Редкозубова Г.В., Постолати Г.В. Аминокислоты в живом организме. Кишинев: АСМ, 2009.
- Intrieri M.C., Buiatti M. The horizontal transfer of Agrobacterium rhizogenes genes and the evolution of the genus Nicotiana // Mol Phylogenetics Evol. 2001. Vol. 20, N. 1. P. 100–110. doi: 10.1006/mpev.2001.0927
- Švábová L., Griga M. The effect of co cultivation treatments on transformation efficiency in pea (Pisum sativum L.) // Plant Cell Tiss Organ Cult. 2008. Vol. 95. P. 293–304. doi: 10.1007/s11240-008-9443-4
- Grant J.E., Cooper P.A. Genetic transformation in pea. В кн.: Jaiwal K., Singh R.P., editors. Applied genetics of leguminosae biotechnology. Kluwer Academic Publishers, 2003. P. 23–34. doi: 10.1007/978-94-017-0139-6_2
- Pniewski T., Kapusta J. Efficiency of transformation of Polish cultivars of pea (Pisum sativum L.) with various regeneration capacity by using hypervirulent Agrobacterium tumefaciens strains // J Appl Genet. 2005. Vol. 46, N. 2. P. 139–147.
- Krejčí P., Matušková P., Hanáček P., et al. The transformation of pea (Pisum sativum L.): applicable methods of Agrobacterium tumefaciens-mediated gene transfer // Acta Physiol Plant. 2007. Vol. 29. P. 157–163. doi: 10.1007/s11738-006-0020-3
- Clemow S.R., Clairmont L., Madsen L.H., Guinel F.C. Reproducible hairy root transformation and spot-inoculation methods to study root symbioses of pea // Plant Methods. 2011. Vol. 7. ID 46. doi: 10.1186/1746-4811-7-46
- Leppyanen I.V., Kirienko A.N., Dolgikh E.A. Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of Pisum sativum L. roots as a tool for studying the mycorrhizal and root nodule symbioses // Peer J. 2019. Vol. 7. ID e6552. doi: 10.7717/peerj.6552
- Новикова Н.Е. Физиологическое обоснование роли морфотипа растений в формировании урожайности сортов гороха: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Орёл, 2002. 46 с.
- Trovato M., Maras B., Linhares F., Costantino P. The plant oncogene rol D encodes a fuctional ornithine cyclodeaminase // PNAS USA. 2001. Vol. 98, N. 23. P. 13449–13453. doi: 10.1073/pnas.231320398
- Trovato M., Forlani G., Signorelli S., Funck D. Proline metabolism and its functions in development and stress tolerance. В кн.: Hossain M., Kumar V., Burritt D., et al. editors. Osmoprotectant-mediated abiotic stress tolerance in plants. New York: Springer, 2019. P. 41–72. doi: 10.1007/978-3-030-27423-8_2
- Matveeva T.V., Sokornova S.V. Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of plants for improvement of yields of secondary metabolites. В кн.: Pavlov A., Bley T., editors. Bioprocessing of plant in vitro systems. Reference series in phytochemistry. Cham (Switzerland): Springer, 2016. P. 161–202. doi: 10.1007/978-3-319-32004-5_18
- Хафизова Г.В., Матвеева Т.В. Ген rolC агробактерий: на пути к пониманию функции // Биотехнология и селекция растений. 2021. Т. 4, № 1. С. 36–46. EDN: SAQSGF doi: 10.30901/2658-6266-2021-1-o4
- Зеленов А.А. Морфофизиологические особенности и селекционная ценность рассеченнолисточковой формы гороха: автореф. … дис. канд. с.-х. наук. Орел: Орловский государственный аграрный университет, 2017. С. 1–25.
- Путина О.В. Селекционная ценность овощного гороха разных морфотипов в условиях Краснодарского края: автореф. … дис. канд. биол. наук. Санкт-Петербург, 2018. С. 1–24.