• Print
Details
Лутова Л.А.,. Додуева И.Е., Осипова М.А.

Санкт-Петербургский государственный университет,
Россия, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб. д.7/9.
Е-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Бурное развитие современной биотехнологии растений обусловило ее широкое применение для изучения фундаментальных аспектов биологии растений, а именно для познания основ организации и функционирования растительного генома и, особенно, генетики развития растений. Расцвет генетики развития растений связан с использованием современных молекулярно-генетических методов и методов генетической инженерии, в том числе и специфичных для растительных объектов, таких как, например, агробактериальная трансформация. Опухолеобразование является одной из оптимальных оделей для изучения системного контроля деления и дифференцировки клеток. В контроле опухолеобразования у растений участвует несколько групп генов, в том числе гены клеточного цикла, меристем-специфичные гены, гены, контролирующие метаболизм и передачу сигнала фитогормонов. На кафедре генетики и селекции СПбГУ проводятся исследования механизмов опухолеобразования у высших растений на модели спонтанных опухолей у инбредных линий редиса (Raphanus sativus L.). Мы использовали трансгенные растения редиса для изучения роли генов, контролирующих метаболизм цитокининов, а также меристем-специфичных генов в опухолеобразовании. Поскольку редис не поддается стандартным методам трансформации in vitro, важным этапом исследований была разработка эффективных методов in planta трансформации редиса. На основе опухолевых и безопухолевых линий были получены трансгенные растения со вставками генов Т-ДНК агробактерий ipt Agrobacterium tumefaciens и rolC Agrobacterium rhizogenes. Мы наблюдали изменение частоты опухолеобразования у трансгенных растений редиса начиная с поколения Т1, в том числе фенокопии опухолевого фенотипа у трансгенных растений безопухолевых линий. Анализ уровней эндогенных цитокининов у линий и трансгенных растений редиса выявил влияние трансформации генами Т-ДНК агробактерий на баланс цитокининов в тканях: резкое повышение содержания зеатина у ipt-трансгенных растений и повышение содержания рибозида зеатина у rolC-трансгенных растений; суммарное содержание цитокининов у опухолевых трансгенных растений редиса было повышено также. Полученные результаты подтверждают ключевую роль цитокининов в развитии опухолей у высших растений. Для изучения роли меристем-специфичных генов в опухолеобразовании получены трансгенные растения, несущие репортерный ген GUS под промотором гена WOX5, играющего центральную роль в координации развития апикальной меристемы корня. На трансгенных растениях редиса, а также на опухолевых и безопухолевых линиях с помощью ПЦР в реальном времени продемонстрировано влияние цитокининов на экспрессию WOX5, а также CLE генов, продукты которых участвуют в регуляции экспрессии генов WOX. Опухолевые и безопухолевые линии редиса контрастно различаются по динамике экспрессии WOX и CLE генов в норме и при ответе на цитокинин, что позволяет предположить участие продуктов этих генов в регуляции меристематической активности клеток на ранних стадиях развития опухоли. Полученные с помощью методов генной инженерии данные свидетельствуют о важной роли цитокининов, а также меристемспецифичных генов WOX и CLE в развитии опухолей.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ 11-04-01687-а, НШ 7623.2006.4.