CC BY
14локализации клТ-ДНК в геноме совпадают, что свидетельствует о монофилетическом происхождении исследуемых льнянок, а также о том, что трансформации подверглась их предковая форма. Сайты локализации клТ-ДНК у Nicotiana различаются, что согласуется с представлением о множественных актах трансформации данных видов. Разработанные для табака тест системы для выявления сайтов локализации клТ-ДНК могут быть использованы для исследования других видов данного рода.
Выявлен полиморфизм приграничной зоны клТ-ДНК льнянок (рис.). Он представлен одной делецией и множественными SNP. В популяциях L. vulgaris преобладают формы с делецией, в то время как большинство популяций L. genistifolia представлены формами с полноразмерным фрагментом. Исключение составляет незначительное количество растений L. genistifolia, произрастающие вместе с L. vulgaris. У них выявлены формы с делецией, предположительно, как результат гибридизации с L. vulgaris.
Из всего выше сказанного, можно заключить, что трансформация растений в эволюции происходила неоднократно, после чего трансгенные растения дивергировали. Разработанные подходы и тест-системы позволят быстро анализировать новые виды табака и льняно к на предмет
Библиографический Doyle J.J., Doyle J.L. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of
fresh tissue. Phytochem. Bull., 1987. V. 19. P. 11-15. Kyndt T., Quispe D., Zhai H., Jarret R., Ghislain M., Liu Q., Gheysen G., Kreuze J.F. The genome of cultivated sweet potato containsAgrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2015. V. 112. P. 5844-5849 Matveeva, T. V., Bogomaz, D. I., Pavlova, O. A., Nester, E. W., and Lutova, L. A. Horizontal Gene Transfer from Genus Agrobacterium to the
Рисунок. Полиморфизм длин фрагментов приграничной зоны клТ-ДНК (1 — маркер молекулярного веса 100 bp DNA Ladder (Thermo Fisher Scientific, San Jose, USA), 2 - фрагмент с делецией, 3- полноразмерный фрагмент)
сайтов локализации клТ-ДНК и исследовать ее полиморфизм. Эти данные позволят отслеживать изменения Т-ДНК, характер расселения природно-трансгенных растений, прогнозировать возможные экологические риски возделывания ГМО.
Работа выполнена при поддержке грантов РНФ 16-1610010, РФФИ 14-04-01480.
список (References)
Plant Linaria in NatureMo/. Plant Microbe Interact. 2012. V. 25. P. 15421551.
White, F. F., Garfinkel, D. J., Huffman, G. A., Gordon, M. P., and Nester, E. W. Sequence homologous to Agrobacterium rhizogenes TDNA in the genomes of uninfected plants. Nature 1983. V.301. P. 348-350. White, F. F., Ghidossi, G., Gordon, M. P., and Nester, E. W. Tumor induction byAgrobacterium rhizogenes involves the transfer of plasmid DNA to the plant genome. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1982. V. 79. P. 3193-3319
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 105-106
MOLECULAR GENETIC APPROACHES FOR STUDY OF CT-DNA DIVERSITY IN NATURALY TRANSGENIC PLANT SPECIES OF NICOTIANA AND LINARIA GENERA
T.V. Matveeva, G.V. Khafizova, L.A. Lutova
Saint Petersburg State University, t.v.matveeva@spbu.ru
The aim of the study was to develop approaches for the study of the localization sites and evaluate the polymorphism of the nucleotide sequences of cT-DNA in naturaly transgenic plant from genera Linaria and Nicotiana. A test systems for studying of the sites of localization of different cT-DNA in the genus Nicotiana were developed. The diversity and localization sitesof cT-DNA were revealed in representatives of different sections of the genus. The unity of localization site, as well as intra- and interspecific polymorphism of cT-DNA in the genus Linaria was revealed.
УДК 577.2:575.113:575.162
НЕ СОВСЕМ ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ Т.В. Матвеева
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия, t.v.matveeva@spbu.ru Развитие методов генной инженерии растений привело к необходимости новой классификации генно-инженерной продукции. В зависимости от источника переносимого гена предложено разделять понятия трансгенных (привнесены гены филогенетически удаленных видов), цисгенных (привнесены гены того же вида) и интрагенных (привнесены гены того же вида, но регуляторные элементы гетерологичны) организмов. Кроме того, генно-инженерными методами можно снижать экспрессию собственных генов растения и даже мутировать их. Имеет смысл на законодательном уровне разделить понятия трансгенных и цисгенных организмов, а также приравнять к цисгенным формы с измененной методами генной инженерии экспрессией генов и дизрупцией генов.
Ключевые слова: генная инженерия, цисгенные растения, методы редактирования ДНК, сайленсинг. Минуло два десятилетия с тех пор, как на поля выш- организации ШААА (isaaa.org) посевные площади под ли первые трансгенные растения. С тех пор по данным трансгенными растениями в мировом масштабе достигли
«Эколого-генетические основы современных агротехнологий». СПб, 27-29 апреля 2016 г.
107
200 млн га. Использование трансгенных культур сократило количество пестицидов примерно на 500 млн кг. В 2013 году сокращение распыления инсектицидов снизило выбросы СО2 на 28 млрд кг, что эквивалентно удалению с дорог 12.4 млн автомобилей в течение года. Вместе с тем есть страны, в число которых входит и Россия, где запрещено возделывать трансгенные растения, но разрешено употреблять их в пищу. Это означает, что наше сельское хозяйство оказывается на отстающих позициях. Для нормализации ситуации необходимо принять меры по легализации трансгенных растений. Поскольку в настоящее время имеет место настороженное отношение общественности к данной проблеме, решать ее следует поэтапно.
Изначально под трансгенными организмами понимали такие организмы, в которые была привнесена «чужая» ДНК методами генной инженерии. На данном этапе развития генно-инженерных технологий стало ясно, что привнесенная ДНК может иметь разное происхождение и фукнкции. В 2006 году в научной литературе было предложено разделить генноинженерно модифицированные организмы на группы, в зависимости от источника трансгенов ^ЛоШеп et а1., 2006]. В настоящее время организмы, в геном которых были введены гены организмов, одного с ними вида или видов, с которыми они скрещиваются в естественных условиях предложено называть цисгенны-ми (в случае если введен ген с «собственными» регуля-торными участками) либо интрагенными (если введен ген
ными организмами подразумевают организмы, в геном которых были при помощи методов генной инженерии введены отсутствующие там гены из филогенетически удаленных видов. Кроме того, развиваются подходы задачей которых является целенаправленное редактирование генома с привлечением методов генной инженерии. К ним относятся:
- система CRISPR/Cas — метод сайт-селективного редактирования генома с помощью фермента, узнающего необходимую последовательность цепи ДНК «по наводке» комплементарного ей РНК «гида»;
- использованию белков с доменом «цинковые пальцы» и белков TALE, характеризующихся сродством к ДНК. Такие ДНК-связывающие модули могут быть объединены с многочисленными эффекторными доменами, в том числе с нуклеазами.
Давно применяются достижения, связанные с использованием явления сайленсинга для получения трансгенных форм с измененными свойствами. Далеко не полный список линий с сайленсированными генами представлен в таблице.
Имеет смысл на законодательном уровне разделить понятия трансгенных и цисгенных организмов, а также приравнять к цисгенным формы с измененной методами генной инженерии экспрессией генов и дизрупцией генов. С этих форм следует снять ограничения, относящиеся к трансгенным растениям.
с регуляторными участками других генов). Под трансген-
Таблица. Некоторые примеры коммерческих линий ГМ растений, где использовано явление сайленсинга (по данным КАЛЛ)
вид линия конструкция эффект
томаты 1345-4 модифицированный транскрипт гена синтазы1-аминоциклопропан-1-карбоно-вой кислоты (ACC) Cнижение синтеза этилена и замедление созревания плодов
FLAVR SAVR™ B; Da и др Ген pg в антисмысловой ориентации Подавлена транскрипция полигалактуроназы что ведет к замедлению размягчения плодов
Huafan No 1 ген 1-аминоциклопропан -1-карбокси-лат-оксидазы (ACO) в антисмысловой ориентации Снижение экспрессии ACO, снижение синтеза этилена, замедление созревания
Соя 260-05 (G94-1, G94-19, G168) DP305423 Ген дельта-12-десатуразы в антисмысловой ориентации Блокирует преобразование олеиновой кислоты в линолевую кислоту, приводя к накоплению мононенасыщенной олеиновой кислоты в семенах
картофель AM04-1020 ген грануло-связанной крахмал-синтазы (GBSS) в антисмысловой ориентации снижен уровень амилозы и повышен уровень амилопектина в крахмальных гранулах
E12, E24, F10, F37 и др. Образование двунитевой РНК гена asnl деградация транскриптов ASN1, что приводит к снижению образования аспарагина
E12, E24, F10, F37 и др. Образование двунитевой РНК гена pPhL деградация транскриптов PHL, для ограничения образования сахаров за счет деградации крахмала
E12, E24, F10, F37 и др. Образование двунитевой РНК гена ppo5 деградация транскриптов ppo5, что приводит к снижению потемнения тканей
яблоня GD743 Образование двунитевой РНК гена PGAS PPO деградация транскриптов ppo, что приводит к снижению потемнения тканей
Библиографический список (References)
ISAAA (http://www.isaaa.org/) Дата обращения 30.03.16 organisms should be altered to exempt cisgenesis, EMBO Rep. 2006
Schouten H.J. Krens F.A., Jacobsen E. Cisgenic plants are similar to V. 7(8). P750-753.
traditionally bred plants: International regulations for genetically modified
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 106-108
NOT EXACTLY TRANSGENIC PLANTS T.V. Matveeva
Saint Petersburg State University, t.v.matveeva@spbu.ru
The development of genetic engineering of plants has led to the need for a new classification of genetic engineering products. Depending on the source of the transferred gene it was proposed to distinguish transgenic ( genes are introduced from
phylogenetically distant species) cisgenic ( genes are introduced from the same species) and intragenic ( genes are introduced from the same species, but the regulatory elements are heterologous) organisms. In addition, genetic engineering methods can be used to reduce expression of plants own genes or even mutate them. It makes sense to divide at the legislative level, the notion of transgenic and cisgenic organisms and equate forms with genes silenced or disrupted by genetic engineering methods,to cisgenic organisms.
УДК 579.64
БАКТЕРИИ РОДА PSEUDOMONAS КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЕ АГЕНТЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ И РОСТА УРОЖАЙНОСТИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Л.Ф. Миннебаев
Институт биологии Уфимского научного центра РАН, Уфа, Россия, linar00711@gmail.com
Цель работы - изучение бактерий рода Pseudomonas в качестве агентов биологического контроля заболеваний и роста урожайности в сельском хозяйстве. Для определения эффективности препаратов на основе бактерий проведена оценка урожайности яровой пшеницы в производственных условиях, показавшая заметное повышение урожайности при использовании штаммов Pseudomonas chlororaphis IB-51 и Pseudomonas coreensis IB-4.
Ключевые слова: PGPR-штаммы, род Pseudomonas, сельское хозяйство, агрономия.
Обработка посевного материала, а также корней и проростков растений некоторыми штаммами PGPR Pseudomonas может существенно снижать пораженность растений фитопатогенами и увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур. Использование таких штаммов в сельскохозяйственной практике, по мнению многих исследователей, уже в ближайшее время найдет широкое применение в современной агробиотехнологии. Возможность применения биологических, и в частности микробиологических, объектов для защиты растений от фитопатогенов исследуется около 70 лет. Специалисты, занимающиеся этой проблемой, часто называют биологическую защиту растений с помощью других организмов биологическим контролем фитопатогенов [Боронин,1998].
Для оценки эффективности штаммов Pseudomonas chlororaphis ИБ-51 и Pseudomonas coreensis ИБ-4 были проведены производственные испытания на яровой пшенице сорта Экада-70 Элита. Исследования проводились в 2015 г. ООО «Урал» Илишевского района Республики Башкортостан. Обработка посевного материала заключалась в протравливании семян биопрепаратами перед посевом и однократном опрыскивание во время вегетации в фазе выхода в трубку. В качестве эталона использовался препарат «Бациспецин» на основе штамма Paenibacillus ehimensis ИБ-739 (титр клеток - 2^108 КОЕ/мл). Для исследования были взяты культуральная жидкость Pseudomonas chlororaphis ИБ-51(титр 2-3 109 КОЕ/мл) и Pseudomonas coreensis ИБ-4(титр 8*109 КОЕ/мл). Посев и уход за расте-
Библиографический список (References)
Боронин А.М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений // Соросовский образовательный журнал, 1998. N 10. С. 25-31.
Plant Protection News, 2016, 3(89), p. 108
BACTERIA OF THE GENUS PSEUDOMONAS AS PROMISING AGENTS FOR BIOLOGICAL CONTROL OF DISEASES AND ENHANCED PRODUCTIVITY IN AGRICULTURE
L.F. Minnebaev
Institute of Biology Ufa Scientific Centre RAS, linar00711@gmail.com
The aim of the work is to study the bacteria of the genus Pseudomonas as for biological control of diseases and enhanced productivity in agriculture. To evaluate the efficacy of the preparations based on bacteria of the genus Pseudomonas bioassays were carried out using spring wheat under consitions of industrial growing. These assays showed remarkable yield increase when using Pseudomonas chlororaphis IB-51 and Pseudomonas coreensis IB-4.
ниями осуществлялся согласно общепринятой технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Норма расхода биопрепаратов для протравливания семян составляла 1 л/т (концентрата), для опрыскивания растений 1 л/га (концентрата).
В результате проведения производственных испытаний было показано, что при обработке семян и растений пшеницы препаратами на основе штаммов бактерий рода Pseudomonas была отмечена прибавка урожая соизмеримое с таковой при обработке хорошо зарекомендовавших себя и широко используемыми биопрепаратами («Бациспецин»). Таким образом, предпосевная обработка семян и вегетирующих растений пшеницы культуральной жидкостью на основе штаммов Pseudomonas chlororaphis ИБ-51 и Pseudomonas coreensis ИБ-4 приводит к увеличению урожайности (табл.).
Таблица. Урожайность яровой пшеницы сорта Экада-70 Элита при обработке биопрепаратами
Убороч- Урожай- Прибавка Прибавка
Варианты опыта ная пло- ность, урожая, урожая,
щадь, га ц/га ц/га %
Pseudomonas chlororaphis ИБ-51 10.0 25.4 3.9 18.13
Pseudomonas coreensis ИБ-4 10.0 23.7 2.2 10.23
Paenibacillus ehimensis ИБ-739 10.0 25.9 4.4 20.46
Контроль 10.0 21.5 - -
