CC BY
239
генетика популяций и эволюция
© О. А. Павлова, Т. В. Матвеева, Л. А Лутова
Кафедра генетики и биотехнологии Санкт-Петербургского государственного университета
Ш В обзоре обобщена информация о го/-генах, входящих в состав Т-ДНК Яг-плазмид Agrobacterium rhizogenes. Обсуждается структура каждого из го/-генов и их регуляторных последовательностей, а также возможные функции, которые могут выполнять го/-гены, будучи перенесенными в растение.
Ш Ключевые слова: го1-гены; Т-ДНК; растения; Agrobacterium rhizogenes.
УДК 575.87
ROL-ГЕНЫ! AGROBACTERIUM RHIZOGENES
ВВЕДЕНИЕ
Бактерии Agrobacterium rhizogenes являются причиной заболевания «бородатый корень» (Riker et al., 1930). В пределах ^i-плазмиды содержится район Т-ДНК, который способен интегрироваться в растительный геном. Экспрессия генов, содержащихся в Т-ДНК, нарушает нормальное функционирование растительного организма (в частности, влияет на гормональный баланс: изменяется содержание разных классов гормонов, их метаболизм и чувствительность к ним) и характеризуется определенными морфологическими изменениями. Т-ДНК ^i-плазмид агропинового типа состоит из двух копий: левой TL-ДНК и правой TR-ДНК (De Paolis et al., 1985), каждая из копий переносится независимо. В левой части Т-ДНК было выявлено 18 открытых рамок считывания (ОРС1 — ОРС18) (Slightom et al., 1986). При помощи инсерционного и деле-ционного мутагенеза было показано, что для развития заболевания «бородатый корень» критично присутствие четырех rol-генов (от англ. «root locus»): rolk, ro/B, rolC и rolD (White et al., 1983). Эти гены соответствуют рамкам считывания ОРС10, ОРС11, ОРС12 и ОРС15. Важно отметить, что в норме у пораженного растения привнесенные последовательности Т-ДНК не наследуются в следующих поколениях. Однако известно несколько примеров, когда перенос Т-ДНК в геном растения являлся эволюционным событием при формировании таксономической единицы. У некоторых представителей рода Nicotiana и Linaria были выявлены последовательности, гомологичные агробактери-альным rol-генам (White et al., 1983; Matveeva et al., 2012). Т-ДНК-подобные последовательности смогли закрепиться в геномах разных растительных видов и родов, причем для части видов было показано, что данные последовательности сохранились в практически не измененном виде. Поскольку данные мотивы не были элиминированы, то можно предположить, что они сыграли некую роль для растений, придали конкурентные преимущества. Чтобы понять, какой могла быть эта роль, рассмотрим подробнее функцию каждого из генов, участвующих в индукции и поддержании «бородатых корней». Изучение функции вышеперечисленных генов проводили у трансгенных растений, которые содержали или всю вставку Т-ДНК, или отдельные rol-гены.
ГЕН rolA
Ген го1А обнаружен во всех известных ^/-плазмидах, причем его вконец высоко консервативен у разных штаммов, в то время как С-конец значительно варьирует. Предположительно, это белок с небольшой молекулярной массой (11,4 кДа) и высокой изоэлектрической точкой (11,2). Такие особенности позволяют предположить, что Но1А может взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами и может быть вовлечен в регуляцию экспрессии генов у растений (Levesque et а1., 1988).
Конститутивная экспрессия го1А у N100110,40, 1аЬасит приводит к фор-Поступила в редакцию 21 10 2012 мированию и низкорослых, кустистых растений, с темно-зелеными морщи-
Принята к публикации 10.01.2012 нистыми листьями, у которых часто нарушена морфология цветка, которые
характеризуются компактным соцветием. В культуре тканей (на листовых дисках) rolA вызывает корнеоб-разование (Schmulling et al., 1988; Sinkar et al., 1988; Carneiro, Vilaine, 1993; Serino et al., 1994). Транскрипты rolA выявляются в стеблях (в клетках флоэмы), и в меньшей степени в корнях и листьях (Carneiro, Vilaine, 1993). Работа гена rolA ингибирует рост растяжением клеток паренхимы в проводящих пучках, что приводит к укорочению междоузлий и формированию морщинистых листьев (Guivarch et al., 1996). Экспрессия rolA приводит к уменьшению содержания некоторых гормонов (ауксинов, цитокининов, гиббереллинов, этилена и абсцизовой кислоты) (Dehio et al., 1993).
Делеционный анализ промоторной области показал наличие трех функциональных доменов (A, B, C: —638...—477 п. о., —473...—366 п. о. и -366...-200, соответственно) (Guivarch et al., 1996). Последовательное удаление каждого из доменов приводило к уменьшению содержания транскрипта в листьях вплоть до отсутствия. Таким образом, все три домена работают кооперативно при регуляции экспрессии rolA. У трансгенных растений, содержащих в промоторе только домен А, экспрессия rolA была выявлена в листьях и не обнаружена стебле и корнях, тогда как делеция этого домена приводила к накоплению транскрипта в стеблях и корнях и к отсутствию в листьях. Молекулярная природа этого эффекта пока неизвестна. В пределах домена А обнаружен мотив, который состоит из последовательностей, обнаруженных у некоторых ауксин-регулируемых и свето-индуцируе-мых генов (GT-2 связывающий сайт (Dehesh et al., 1990) и DUE-NDE elements (distal upstream element и Ndel element) (MacClure et al., 1989). Возможно, эти последовательности участвуют в активации/репрессии транскрипции rolA. Также предполагается, что домен А ингибирует функционирование доменов В и С. Совместная работа доменов B и C приводила к развитию морщинистых листьев и укороченных междоузлий, а наличие только домена С определяло карликовый фенотип с нормальными листьями. Было показано, что белок RolA влияет на формирование проводящих пучков, что приводит к укорочению междоузлий. Кроме того, локальная экспрессия rolA в проводящих пучках стебля приводит к уменьшению размеров прилежащих клеток паренхимы. По-видимому, этот эффект достигается благодаря тому, что белок RolA может взаимодействовать с неким диффундирующим фактором, и таким образом оказывать влияние на соседние ткани (Guivarch et al., 1996). Использование слитных конструкций rolA:: GUS позволило определить локализацию белка в плазматической мембране, однако в самом белке не было выявлено каких-либо мотивов для его заякорива-ния. Вероятно, rolA не интегрирующий белок, ассоциированный с мембраной (Vilaine et al., 1998)
При изучении структуры гена rolA из разных штаммов в 5'-некодирующей области был выявлен интрон (длиной 85 п. о.) (Magrelli et al., 1994). Причем у трансгенных
растений арабидопсиса, полученных с использованием штамма, у которого был нарушен процесс вырезания интрона (мутации в любом из нуклеотидов AG в точке сплайсинга), не наблюдалось морфологических изменений, к которым обычно приводит экспрессия гена rolA (Spena, Langenkemper, 1997). Последовательность ин-трона высоко консервативна среди изученных штаммов агробактерий. В пределах этого интрона была выявлена область, характерная для бактериального промотора (63 п. о.). Следовательно, rolA может работать как в бактериальных клетках (у агробактерий, свободно живущих ризобий, и бактероидов в клубеньках), так и в растительных клетках, в этом случае бактериальный промотор вырезается вместе с интроном. По-видимому, сам интрон также выполняет функцию регуляторного элемента, разграничивающего экспрессию rolA у бактерий и у трансгенных растений (Pandolfini et al., 2000). Важно отметить, что rolA — это единственный ген в пределах Т-ДНК A. rhizogenes, который содержит интрон.
In vitro было показано, что наличие функциональной последовательности rolA не является обязательным для роста и жизнедеятельности агробактерий. Возможно, этот ген экспрессируется, когда бактериальная культура находится в стационарной фазе или при высокой плотности клеток (Pandolfini et al., 2000). Однако точная функция белка пока неизвестна.
ГЕН rolB
Долгое время считалось, что именно rolB играет ключевую роль в корнеобразовании (Nilsson, Olsson, 1997), поскольку трансформация растений всеми остальными онкогенами при инактивированном rolB, не приводила к фенотипу «бородатый корень», а трансформация только геном rolB вызывала обильное формирование быстро растущих, ветвящихся, агравитропных корней (Altamura, 2004). Однако роль гена rolB не ограничивается только формированием корней, так как в литературе описаны примеры с другими морфологическими изменениями, к которым приводит трансформация растения векторами, содержащими ген rolB. Например, экспрессия гена rolB вызывает формирование эктопических цветковых меристем как в культуре тканей (Altamura et al., 1994), так и на уровне целого растения (Koltunow et al., 2001). Экспрессия rolB была выявлена во всех типах меристем, в проводящей системе (во флоэме, ксилеме и перицикле) (Altamura et al., 1991). Кроме того, его экспрессия индуцирует развитие партенокар-пических плодов, что было показано на трансгенных томатах, полученных с использованием конструкций с тка-неспецифическими промоторами (Carmi et al., 2003), вызывает задержку развития пыльников и тычинок (фенокопию таких изменений можно получить добавлением экзогенного ауксина) (Cecchetti et al., 2004), влияет на дифференциацию ксилемы, изменяя соотношение
пролиферирующих клеток прокамбия и дифференцированных клеток во время развития тычинок (Cecchetti et al., 2004). В экспериментах на изолированных тканях, полученных из стеблей и цветоножек растений и трансформированных геном rolB, было показано, что, возможно, rolB влияет на формирование различных типов меристем, а конкретный последующий тип дифференци-ровки определяется гормональным балансом исходной ткани (Altamura et al., 1994).
Кроме того, rolB (также как и rolC) является мощным индуктором изменения вторичного метаболизма у трансгенных растений (Shkryl et al., 2008). В экспериментах с Rubia cordifolia было показано, что в трансгенных каллусах rolB (штамма A4) активирует экспрессию PR-генов (от англ. pathogenesis-related genes), в том числе генов, кодирующих пероксидазы 3-го класса (Veremeichik et al., 2012) и ферменты синтеза фитоалек-синов (Bulgakov et al., 2003). Также rolB может приводить к нарушению баланса кальция в клетках трансгенного каллуса (Bulgakov et al., 2003).
Молекулярный механизм, приводящий к такому широкому спектру изменений, пока не выяснен. Предполагается, что экспрессия гена rolB индуцируется ауксином. Так, через 6—9 часов после добавления ауксина в куль-туральную среду, в протопластах табака начинается активный синтез транскриптов rolB, а через 12—18 часов происходит 300-кратное увеличение их числа. Промотор гена rolB представляет собой комплекс из пяти доменов: A, B, C, В и E, которые взаимодействуют с различными растительными регуляторными факторами и моделируют работу гена в зависимости от типа ткани, гормональных сигналов и стадии развития. В корне наличие всех пяти доменов в промоторе приводит к экспрессии гена в корневом чехлике, в протодерме, в меристемах кортек-са и проводящей системе, т. е. в тех клетках, из которых могут формироваться различные ткани корня. Делеция домена A подавляет экспрессию в корневом чехлике и протодерме, делеция доменов B и E блокирует работу гена во всех меристематических клетках, а домен D необходим для экспрессии в меристеме кортекса. Домен С требуется для экспрессии во внутренних меристемах и одновременно подавляет экспрессию в протодерме (Capone et al., 1994). Наиболее интересным является домен В (—341... — 306), который играет ключевую роль в регуляции транскрипции гена rolB. Если этот домен делетирован, то rolB не экспрессируется в меристемах и не индуцируется ауксином. Последовательность ACTTTA (—312... — 307) в пределах домена В высоко консервативна у разных штаммов агробактерий. Она необходима для тканеспецифичной экспрессии rolB и является цис-регуляторным элементом для индукции экспрессии гена ауксином (Baumann et al., 1999). У Nicotiana tabacum транскрипционный фактор NtBBF1 (Nicotiana tabacum rolB domain B Factor 1) содержит единичный цинковый палец и относится к семейству белков, содержащих Dof-
домен (DNA binding with one finger). Это семейство специфических транскрипционных факторов, выполняющих функции активаторов и репрессоров во многих биологических процессах только у растений (Yanagisawa, 2004) и имеющих сродство к регуляторным последовательностям в промоторной области rolB. NtBBF1 способен связываться с доменом B и изменять экспрессию rolB, причем их паттерны экспрессии взаимосвязаны. Таким образом, растительные транскрипционные факторы могут участвовать в регуляции экспрессии агробактериаль-ных онкогенов у трансгенных растений.
Еще один растительный транскрипционный фактор может влиять на работу гена rolB. RBF1 (Rol Binding Factor) способен специфически взаимодействовать с последовательностью, расположенной на расстоянии —553... — 530 от старт-кодона, и регулировать экспрессию в немеристематических клетках корня. Сайт связывания RBF1 частично перекрывается с доменом А промотора, что может указывать на взаимосвязь между связыванием RBF1 и высоким уровнем транскрипционной активности rolB в клетках корня (Filetici et al., 1997). Интересно отметить, что последовательность сайта связывания RBF 1 (TACGTITA) полностью комплементарна октомеру ATGCAAAT. Такие октомеры характерны для промоторов генов животных, и, в частности, необходимы для регуляции транскрипции генов иммуноглобулинов (Singh et al., 1986).
На сегодняшний день нет единого представления о клеточной функции и о локализации генного продукта rolB. У разных штаммов выявлены отличающиеся последовательности этого гена, и белок был детектирован в разных клеточных частях.
Ген rolB штамма pRiA4 кодирует тирозин-фосфатазу, которая локализуется в плазматической мембране, и, вероятно, участвует в проведении ауксинового сигнала (Filippini et al., 1996) В пределах белковой последовательности rolB штамма pRiA4 обнаружен мотив CX5R, который необходим для проявления фосфатазной активности (Lemcke, Schmulling, 1998a). Данный мотив этого гена отсутствует у остальных изученных штаммов агробактерий. Таким образом, либо только rolB штамма pRiA4 является тирозин-фосфатазой, либо у белков rolB других штаммов присутствует другой функциональный мотив, либо тирозин-фосфатазная активность не единственная и не основная активность этого белка в растительной клетке.
У трансгенных табаков белок RolB штамма pRiA1724 локализован в ядерной мембране, и способен взаимодействовать с белком Nt14-3-3raII. Причем ни у rolB, ни у Nt14-3-3raII нет сигналов ядерной локализации, вероятно, они оба взаимодействуют с какими-либо челночными белками для транспорта в ядро. Возможно, в том случае продукт гена rolB играет роль транскрипционного коактиватора или посредника (вторичного мессенджера) (Moriuchi et al., 2004). Инте-
ресно отметить, что у млекопитающих тирозиновые фосфатазы и белок 14-3-3 участвуют в онкогенезе, клеточном росте, дифференциации и апоптозе (Dougherty, Morrison, 2004).
На уровне клетки, по-видимому, rolB изменяет чувствительность к ауксину (Maurel et al., 1994). В трансгенных протопластах табака антитела к ауксин-связываю-щим белкам блокируют ауксиновый ответ, причем, чем выше уровень экпрессии rolB, тем большая концентрация антител требуется. Возможно, что rolB либо стимулирует наработку ауксин-связывающих белков, либо увеличивает их активность (Venis et al., 1992). Ауксин и транскрипционный фактор NtBBFl участвуют в регуляции экспрессии rolB. Продукт гена rolB изменяет рецепцию ауксинового сигнала и увеличивает чувствительность клеток к ауксину, что приводит к заложению новых меристем. Дальнейшая судьба меристематических клеток зависит как от локального гормонального баланса, так и от общего физиологического состояния.
ГЕН rolBm.
Штамм pRiA4 несет две копии Т-ДНК (левая TL-DNA и правая TR-DNA) (Huffman et al., 1984), которые содержат разный набор генов и могут независимо переноситься в геном растения в процессе агроинфекции. Bouchez и Camilleri выявили в пределах правой Т-ДНК открытую рамку считывания, гомологичную гену rolB из левой копии Т-ДНК, у которых на 52 % сходны нуклеотидные последовательности и на 40,6 % — аминокислотные. Однако в 5' и 3' областях сходства между rolB и rolBTR не обнаружено (Bouchez, Camilleri, 1990). В аминокислотной последовательности выявлен гидрофобный район (с 163 по 172 аминокислотный остаток), который имеет высокий уровень сходства (порядка 70 %) с трансмембранными мотивами других белков. Возможно белковый продукт гена rolBTR при помощи этого участка заякоривается в плазмолемме. Мотива CX5R, характерного для rolB из левой копии Т-ДНК, в пределах rolBTR не обнаружено.
На N-конце белка выявлено 14 дополнительных аминокислот, которые у rolB отсутствуют. Возможно, биологическая активность белка rolBTn зависит от этой после-
TR
довательности, так как, если этот фрагмент делетирован, то у трансгенных растений не наблюдается характерный для rolBTR фенотип.
Экспрессия rolBTR в табаке под конститутивным промотором приводит к задержке роста и формированию боковых отростков в основании побега, листья слегка морщинистые, сильно отклоняющиеся от стебля. Растения, экспрессирующие rolBTR, фенотипически отличаются от растений, экспрессирующих ген rolB. Можно предположить, что rolBTR не является функциональным гомологом rolB (Lemke, Schmulling, 1998a).
ГЕН гоЮ
Ген ю1С присутствует во всех изученных штаммах A. rhizogen.es и является самым консервативным из всех /о1-генов (Dandecar et а1., 2008). У трансгенных растений морфологические эффекты го1С зависят от того, под каким промотором работает ген. Если го1С регулируется собственным промотором, то растения-трансформанты низкие, междоузлия укорочены, апикальное доминирование снижено, листья ланцетовидные, сморщенные по краям, цветки маленькие, фертильность пыльцы снижена и переход к стадии цветения происходит раньше, чем в контроле. Наблюдается общая ювенилизация растения et а1., 1988; Оопо et а1., 1990).
Сам по себе го1С слабо способствует корнеобразова-нию, а в сочетании с го1А и го1В активно его индуцирует et а1., 1988; Ра^оп et а1., 1998). В случае, если го1С работает под конститутивным промотором, растение-трансформант имеет более выраженный фенотип (в частности, пыльца становится стерильной) et а1., 1988).
Экспрессия го1С орган-специфична, максимальна в корнях и уменьшается в ряду: корни—стебель—цветки—листья. На тканевом уровне го1С экспрессируется во флоэме (во всех органах) et а1., 1988;
Sugaya et а1., 1989; Guivarch et а1., 1996), транскрипты го1С были выявлены в железистых клетках табака (Ни et а1., 2003).
На сегодняшний день нет точных представлений о биохимической активности белкового продукта го1С. Estruch с соавторами показали, что наработанный в гете-рологичной системе белок Ro1C штамма pRiA4, обладает Р-глюколитической активностью и способен высвобождать активные цитокинины из конъюгатов с N и О-глю-козидами. Причем Ro1C был способен расщеплять ^глюкозиды, устойчивые к другим клеточным глюкози-дазам. Также авторами было показано, что у /о1С-транс-формантов (го1С под конститутивным промотором) повышено содержание свободных цитокининов (Estruch et а1., 1991а). Однако попытки других авторов измерить уровень свободных цитокининов дали противоречивые результаты. Например, в экспериментах №^оп было выявлено, что нарушен баланс сразу нескольких классов гормонов: содержание гиббереллинов (в частности, GA19) повышено, а цитокининов, наоборот, — снижено (№^оп et а1., 1993). Faiss показал (с использованием тетрацик-лин-индуцибельного промотора), что не все глюкозиды являются потенциальными субстратами для белка Ro1C: только О- и Ш-могут расщепляться, а N7^ N9- — нет. Кроме того, в трансгенных тканях табака был обнаружен только один тип глюкозидов — О-глюкозиды. Концентрации свободных цитокининов и конъюгатов в экспериментальных растениях не отличались от контрольных, а культура трансгенных тканей была способна расщеплять экзогенные О- и Ш-конъюгаты (Faiss et а1., 1996).
Белок RolC локализован цитоплазме (Estruch et al., 1991b), а глюкозид-связанные цитокинины — в вакуолях. Вероятно, RolC успевал расщепить экзогенные глюкозиды до того, как они оказывались секвестрированы в вакуолях. Авторы склонны считать, что фенотип rolC-трансгенных растений в целом зависит вовсе не от способности белка RolC высвобождать цитоки-нины из конъгатов. По-видимому, RolC не прямо влияет на гормональный баланс, а косвенно воздействует на программы развития благодаря потенциальной способности расщеплять олигосахара (Faiss et al., 1996). Позже в лаборатории Оттена было показано, что rolC-трансформанты способны активно накапливать крахмал. Растения, трансформированные rolC под дексамета-зон-индуцибельным промотором, помимо ювенильного фенотипа, демонстрировали энации (вдоль центральной жилки листа) и локальные хлорозы. Локальная индукция экспрессии rolC стимулирует накопление крахмала в зрелых тканях листа (при окрашивании йодом показано, что крахмал накапливается в местах хлорозов). Если rolC может воздействовать на зрелые ткани листа, то вероятно, может оказывать влияние на какие-либо «листо-специфические» процессы (например, на такие, как фотосинтез) и, как следствие, опосредованно влиять на процессы развития и в корнях. При агротрансформа-ции активное всасывание сахарозы может стимулировать закладку и рост корней (Mohajjel-Shoja et al., 2011). В промоторной области rolC находится цис-регулятор-ный элемент, активируемый сахарозой (расположен в районе —135...— 94 от точки инициации транскрипции). Во флоэме высокое содержание сахарозы обеспечивается благодаря току продуктов фотосинтеза. Таким образом, сахароза может выступать в качестве сигнальной молекулы, индуцирующей работу rolC в проводящей системе (Yokoyama et al., 1994). Одновременно сахароза может являться субстратом для белка RolC, а продукты метаболизма сахарозы могут идти на «строительство» новых органов. Вероятно, такая положительная обратная связь обеспечивает эффективную пролиферацию клеток и заложение корней (Nilsson, Olsson, 1997). Кроме того, в промоторе rolC обнаружены myb-response elememts (AACG/TG) (Hu et al., 2003) и С-related elements (CCGAC) (Jaglo et al., 2001). Myb белки — это транскрипционные факторы, участвующие в адаптации организма к условиям стресса (Ganesan et al., 2012). С-related elements также участвуют в ответе растений на стресс (в частности, на холод и засуху) (Jaglo et al., 2001). Не исключено, что эти последовательности также вносят вклад в развитие характерного rolC-фенотипа.
Карликовый фенотип rolC-трансформантов Schmulling с соавторами попытались объяснить нарушением баланса других классов гормонов (не цитокининов). Например, у табака и картофеля снижено содержание гибберел-лина GA1, а добавление в среду GA3 восстанавливает нормальную длину междоузлий, но никак не влияет
на стерильность пыльцы. Гибберелловая кислота влияет на рост клеток растяжением, но не участвует в мик-роспорогенезе (Schmulling et al., 1993). Накопление GA19 свидетельствует в пользу того, что продукт гена rolC блокирует превращение GA19 в GA20. У трансгенных растений также снижено содержание абсцизовой кислоты примерно на 50 % по сравнению с контролем. Это согласуется с общей ювенилизацией растения при трансформации rolC (Nilsson et al., 1993). Помимо того, что rolC изменяет содержание разных классов гормонов, он также влияет на чувствительность к ним. Например, трансформанты обладают повышенной устойчивостью к ауксину и абсцизовой кислоте, и напротив, чувствительны к цитокининам и предшественникам этилена (Schmulling et al., 1993).
ГЕН rolD
Ген rolD в отличие от других rol-генов, выявлен не у всех штаммов A. rhizogenes. При трансформации табаков было показано, что основным эффектом rolD является усиленная закладка пазушных генеративных почек, более раннее и обильное цветение по сравнению с контролем. Из-за раннего перехода к генеративной фазе развития у растений наблюдается уменьшенное количество закладываемых вегетативных почек и узлов, что приводит к ранней терминации побега и высота трансгенных растений меньше, чем контрольных. У цветков наблюдается явление гетеростилии, однако семена, полученные от самоопыления, жизнеспособны (Mauro et al., 1996). В культуре тканей (на тонких клеточных слоях) rolD также вызывал обильное формирование цветковых меристем, даже в тех условиях, когда в норме должны формироваться корни, т. е. можно предположить, что rolD подавляет развитие корней. На уровне целого растения табака никакого значительного влияния на корневую систему обнаружено не было (Mauro et al., 1996). Сходные данные были получены на томате (Bettini et al., 2003) и на арабидопсисе (Falasca et al., 2010). Таким образом, основной эффект rolD — это постэмбриональное формирование меристем, в частности пазушных почек. Эти меристемы появляются раньше, являются более многочисленными, по сравнению с контролем, и образуют соцветия, что приводит к формированию сильно ветвящихся побегов. Причем закладывается почек значительно больше, чем развивается побегов. То, что не все почки дают побеги, возможно, связано с тем, что формирующиеся побеги конкурируют за пространство и питательные вещества (Falasca et al., 2010).
При попытке выяснить влияет ли rolD на основные гены, регулирующие процессы ветвления у растений, было показано, что rolD негативно регулирует экспрессию гена CYP79F1/SUPERSHOOT/BUSHY (SPS). SPS вовлечен в биосинтез глюкозинолатов (Tantikanjana et al., 2004). Глюкозинолаты — это вторичные метаболиты, вы-
Ф экологическая генетика том xi № i 20i3
ISSN i8ii —0932
полняющие защитные функции у растений, а некоторые их метаболиты обладают цитостатическими свойствами (Yan, Chen, 2007). В норме SPS подавляет заложение боковых побегов. Нарушения синтеза глюкозинолатов приводят к нарушению гормонального баланса растения, в частности, sps мутанты характеризуются повышенным уровнем цитокинина, что приводит к обильному кущению (Tantikanjana et al., 2004). При трансформации растений геном rolD, снижается уровень экспрессии гена SPS, поэтому rolD-трансформанты обладают сходным фенотипом с sps-мутантами.
У трансгенных растений экспрессия rolD не является тканеспецифичной, но связана со стадиями развития. rolD работает во всех растущих и дифференцирующихся тканях, кроме апикальных меристем, на всех стадиях развития от эмбриона до взрослого растения. В органах с детерминированным ростом, таких как семядоли, листья и части цветка, уровень экспрессии зависит от возраста ткани: максимум приходится на взрослые ткани и падает с их старением (Trovato et al., 1997). Вероятнее всего, что rolD играет роль на более поздних стадиях развития меристем, возможно, участвует в их детерминации (Altamura, 2004).
Анализ нуклеотидной последовательности показал, что rolD имеет гомологию с последовательностью орнитин циклодеаминазы. Экспериментальные данные подтвердили, что данный белок обладает биохимической активностью, которая обеспечивает НАД+-зависимое превращение L-орнитина в L-пролин (Trovato et al., 2001). Орнитин циклодеаминаза принадлежит к семейству р-кристаллинов. Сам белок состоит из нескольких го-модимерных субъединиц, каждая из которых имеет два функциональных домена (субстрат-связывающий и ди-нуклеотид-связывающий — для связывания кофактора) (Goodman et al., 2004). Орнитин циклодеаминаза была обнаружена у A. tumefaciens, где она участвует в катаболизме опинов, синтезированных из аргинина в клетках опухоли. Причем орнитин циклодеаминаза закодирована за пределами Т-ДНК, т. е. в той части Ti-плазмиды, которая не переносится в геном растения при агротрансфор-мации (Sans et al., 1988; Schindler et al., 1989). Интересно отметить, что у близкородственного вида A. rhizogenes последовательность орнитин циклодеаминазы входит в состав Т-ДНК и самой бактерией не используется для катаболизма опинов, но у нее появились характерные эу-кариотические цис-регуляторные мотивы, благодаря которым ген орнитин циклодеаминазы может экспрессиро-ваться только в растительных клетках. Также как и у rolB, у rolD ауксин-регулируемый промотор: в его пределах обнаружен Dof-домен (Altamura, 2004). У растений нет аналогов орнитин циклодеаминазы, а пролин синтезируется преимущественно из глутамата (Mattioli et al., 2009). Гормональный баланс оказывает влияние на процессы роста и развития растений, в частности, соотношение ауксинов и цитокининов влияет на ветвление побегов
(Shimizu-Sato et al., 2009). Milazzo с соавторами показали взаимосвязь между балансом ауксинов и цитокининов и содержанием пролина (Milazzo et al., 1999). Таким образом, у rolD-трансформантов активное развитие боковых меристем, ветвление и раннее цветение может быть связано с повышенным содержанием пролина и смещением гормонального баланса в сторону цитокинина. В органах цветка содержание пролина обычно повышено по сравнению с вегетативными органами. Отличия могут достигать 60-кратной величины (Schwacke et al., 1999). Пролин необходим для синтеза гидроксипролин-богатых гликопротеинов. Эти гликопротеины входят в состав клеточной стенки и участвуют в регуляции деления клеток и роста растяжением (Trovato et al., 2001). В условиях стресса растительные клетки накапливают различные осмо- и криопротекторы, в том числе пролин. Повышенное содержание пролина у гоЮ-трансформантов может играть адаптивную роль в неблагоприятных условиях. Например, Bettini с соавторами было показано, что томаты, несущие rolD, имеют повышенный уровень экспрессии PR-генов и более устойчивы к патогену Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici по сравнению с контрольными растениями (Bettini et al., 2003).
Как было упомянуто ранее, в пределах левой части Т-ДНК содержится 18 рамок считывания. За развитие фенотипа «бородатый корень» отвечают четыре основных гена: rolA, rolB, rolC и rolD. Остальные гены сами по себе не способны вызывать данного заболевания, но предполагается их участие в патогенезе и поддержании опухолевого фенотипа. Биохимические функции достоверно не известны, однако ведутся работы по их изучению. Предполагается, что ORF3n вовлечен во вторичный метаболизм и/или транспорт гормонов, участвует в подавлении дедифференциации клеток «бородатого корня» (Lemke, Schmulling, 1998b). OFR8, по-видимому, участвует в транспорте сахаров, а его экспрессия индуцируется ауксином (Ouartsi et al., 2004). Экспериментальные данные позволяют предположить, что ORF13 участвует в биосинтезе ауксина, однако на уровне нуклеотидной последовательности не обнаружено сходства ни с одним из генов, участвующим в цепи синтеза ауксина. Ген ORF13 экс-прессируется в ответ на поранение. ORF13 стимулирует каллусогенез, но препятствует дифференцировке клеток (Hansen et al., 1997). ORF13a располагается между ORF13 и ORF14, его транскрипты были выявлены в проводящей системе листа. Предполагается, что его генный продукт обладает активностью транскрипционного фактора и может напрямую взаимодействовать с ДНК, т. к. в его структуре обнаружен мотив SPXX (характерный для связывания с ДНК) (Hansen et al., 1994). ORF14 сам по себе не вызывает никаких морфологических эффектов, будучи перенесенным в геном растения с остальными генами Т-ДНК, не препятствует корнеобразованию (Aoki, Syono, 1999).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Трансформация растений штаммами A. rhizogenes вызывает неопластический рост и дифференцировку тканей, что приводит к обильному корнеобразованию, снижению апикального доминирования, задержке роста, нарушению морфологии листьев и цветков и т. д. Суммарно, эти изменения называются синдромом «бородатого корня». За развитие этого заболевания отвечают rol-гены, входящие в Т-ДНК. Каждый из них вносит свой вклад в нарушение нормального хода программ развития растения. Наиболее полно описаны только морфологические изменения, вызываемые rol-генами по отдельности в сочетании друг с другом. Однако еще нет полного представления о структуре каждого из генов, биохимических функциях, о регуляции их активности. Кодирующие последовательности rol-генов бактериальные, а промоторы и цис-регуляторные элементы имеют эукариотическое происхождение, что позволяет транскрипционной машине растения регулировать работу rol-генов. По-вцдимому, в ходе эволюции растения «приспосабливались» к взаимодействию с агробактериями. А тот факт, что в геномах некоторых видов закрепились Т-ДНК-подобные мотивы, говорит о том, что Т-ДНК могла быть полезной (или, как минимум, нейтральной) для растения. Существует несколько гипотез. Например, согласно «фитогормональной» гипотезе в определенный момент времени в ходе эволюции скачкообразное изменение гормонального баланса растений (связанное с захватом Т-ДНК и ее передачей в половых поколениях) привело к повышению адаптационного потенциала трансформированных растений. Такой сценарий мог разворачиваться, например, при резком изменении водного баланса или при обеднении почв, а также при переходе в другие экологические ниши. Также существуют гипотезы, напрямую не связанные с rol-генами, объясняющие закрепление Т-ДНК в геноме растений. Детальные исследования структуры, функции и биохимической активности rol-генов помогут прояснить тонкое регулирование процессов взаимодействия агробактерий и растений и функционировании Т-ДНК в растительном геноме.
Работа выполнена за счет средств тематического плана НИР СПбГУ № 0.37.87.2011 «Метагеномный анализ микробиома как многофункционального высоко интегрированного биосферного «интерфейса».
ЛИТЕРАТУРА
1. Altamura M. M, Archilletti T., Capone I., Constantino P., 1991. Histological analysis of the expression of
Agrobacterium rhizogenes rolB-GUS gene fusions in
transgenic tobacco // New Phytol. Vol. 118. P. 69-78.
2. AltamuraM.M, CapitaniF, GazzaL. et al., 1994.
The plant oncogene rolB stimulates the formation of
flower and root meristemoids in tobacco thin cell layers // New Phytol. Vol. 126. P. 283-293.
3. Altamura M. M., 2004. Agrobacterium rhizogenes rolB and rolD genes: Regulation and involvement in plant development // Plant Cell Tiss. Org. Cult. Vol. 77. P. 89-101.
4. Aoki S., Syono K, 1999. Synergistic function of rolB, rolC, ORF13 and ORF14 of TL-DNA of Agrobacterium rhizogenes in hairy root induction in Nicotiana tabacum // Plant Cell Physiol. Vol. 40. P. 252-256.
5. Baumann K, De Paolis A., Costantino P., Gualber-ti G, 1999. The DNA binding site of the Dof protein NtBBF1 is essential for tissue-specific and auxin-regulated expression of the rolB oncogene in plants // The Plant Cell. Vol. 11. P. 323-333.
6. Bouchez D., Camilleri C., 1990. Identification of a putative rolB gene on the TRDNA of the Agrobacterium rhizogenes A4 Ri plasmid // Plant Mol. Biol. Vol. 14. P. 617-619.
7. Bettini P., Michelotti S, Bindi D. et al., 2003. Pleio-tropic effect of the insertion of the Agrobacterium rhizogenes rolD gene in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) // Theor. Appl. Genet. Vol. 107. P. 831-836.
8. Bulgakov V. P., Tchernoded G.K., Mischenko N. P. et al., 2003. Effects of Ca (2+) channel blockers and protein kinase/phosphatase inhibitors on growth and anthraquinone production in Rubia cordifolia callus cultures transformed by the rolB and rolC genes // Planta. Vol. 217. P. 349-355.
9. Carmi N., Salts Y., Dedicova B. et al., 2003. Induction of parthenocarpy in tomato via specific expression of the rolB gene in the ovary // Planta. Vol. 217. P. 726-735.
10. Carneiro M., Vilaine F., 1993. Differential expression of the rolA plant oncogene and its effect on tobacco development // The Plant J. Vol. 3. P. 785-792.
11. Capone I., Frugis G., Costantino P., Cardarelli M., 1994. Expression in different populations of cells of the root meristem is controlled by different domains of the rolB promoter // Plant Mol. Biol. Vol. 25. P. 681-691.
12. Cecchetti V., Pomponi M., Altamura M.M. et al., 2004. Expression of rolB in tobacco flowers affects the coordinated processes of anther dehiscence and style elongation // Plant J. Vol. 38. P. 512-525.
13. Costantino P., Capone I., Cardarelli M. et al., 1994. Bacterial plant oncogenes: the rol genes saga // Genetica. Vol. 94. P. 203-211.
14. Dandecar A.M., De Buck S., Depicker A. et al., 2008. Agrobacterium: From biology to biotechnology/edited Tzfira T., Citovsky V. NY.: Springer, 720 p.
15. De Paolis A., Mauro M. L., Pomponi M. et al., 1985. Localization of agropine-synthesizing functions in the TR region of the root-inducing plasmid of Agrobacterium rhizogenes 1855. // Plasmid. Vol. 13. P. 1-7.
16. Dehesh K, Bruce W. B., Quail P. H., 1990. A transacting factor that binds to a GT-motif in a phytochrome gene promoter // Science. Vol. 250. P. 1397—1399.
17. Dehio C, Grossmann K, Schell J., Schmulling T, 1993. Phenotype and hormonal status of transgenic tobacco plants overexpressing the rolA gene of Agrobac-terium rhizogenes T-DNA // Plant Mol. Biol. Vol. 23. P. 1199-1210.
18. Dougherty M.K, MorrisonD. K, 2004. Unlocking the code of 14-3-3 // J. Cell Sci. Vol. 117. P. 1875-1884.
19. Estruch J. J., Chriqui D., Grossmann K. et al., 1991a. The plant oncogene rolC is responsible for the release of cytokinins from glucoside conjugates // The EMBO Journal. Vol. 10. P. 2889-2895.
20. Estruch J. J., Parets-Soler A., SchmQIling T., Spe-naA., 1991b. Cytosolic localization in transgenic plants of the rolC peptide from Agrobacterium rhizogenes // Plant Mol. Biol. Vol. 17. P. 547-550.
21. FaissM., StrnadM., RedigP. et al., 1996. Chemically induced expression of the rolC-encoded beta-glucosidase in transgenic tobacco plants and analysis of cytokinin metabolism: rolC does not hydrolyze endogenous cytokinin glucosides in planta // The Plant J. Vol. 10. P. 33-46.
22. Falasca G., Altamura M.M., DAngeli S. et.al., 2010. The rolD oncogene promotes axillary bud and adventitious root meristems in Arabidopsis // Plant Physiol. Biochem. Vol. 48. P. 797-804.
23. Filetici P., Moretti F., Camilloni G., Mauro M. L., 1997. Specific interaction between a Nicotiana ta-bacum nuclear protein and the Agrobacterium rhizogenes rolB promoter // Journal Plant Physiol. Vol. 151. P. 159-165.
24. Filippini F., Rossi V., Marin O., 1996. A plant oncogene as a phosphatase // Nature. Vol. 379. P. 499-500.
25. Ganesan G., Sankararamasubramanian H. M., Harik-rishnanM. et al., 2012. MYB transcription factor from the grey mangrove is induced by stress and confers NaCl tolerance in tobacco // Journal Exp. Bot. Vol. 63. P. 4549-4561.
26. Goodman J.L., Wang S., Alam S. et al., 2004. Orni-thine cyclodeaminase: structure, mechanism of action, and implications for the mu-crystallin family // Biochemistry. Vol. 43. P. 13883-13891.
27. Guivarch, A., Spena, A., Noin, M. et al., 1996. The pleiotropic effects induced by the rolC gene in trans-genic plants are caused by expression restricted to protophloem and companion cells // Transgen. Res. Vol. 5. P. 3-11.
28. Hansen G., Vaubert D., Clerot D. et al., 1994. A new open reading frame, encoding a putative regulatory protein, in Agrobacterium rhizogenes T-DNA // C. R. Acad. Sci. III. Vol. 317. P. 49-53.
29. Hansen G., Vaubert D., Clerot D., Brevet J., 1997. Wound-inducible and organ-specific expres-
sion of ORF13 from Agrobacterium rhizogenes 8196 T-DNA in transgenic tobacco plants // Mol. Gen. Genet. Vol. 254. P. 337-343.
30. Huffman G. A., White F.F., Gordon M. P., Nester G. W., 1984. Hairy root inducing plasmid: physical map and homology to tumorinducing plasmids // J. Bact. Vol. 157. P. 269-276.
31. Hu Y, Chen B, Ni T. et al., 2003. Promoter of the rolC gene of Agrobacterium rhizogenes can be strongly regulated in glandular cell of transgenic tobacco // Mol. Biotechnol. Vol. 24. P. 121-125.
32. Jaglo K. R, Kleff S, Amundsen K. L. et al., 2001 Components of the Arabidopsis C-repeat/dehydration- responsive element binding factor cold-response pathway are conserved in Brassica napus and other // Plant Physiol. Vol. 127. P. 910-917.
33. Koltunow A. M., Johnson S. D., Lynch M. et al., 2001. Expression of rolB in apomictic Hieraci-um piloselloides Vill. Causes ectopic meristems in planta and changes in ovule formation, where apo-mixis initiates at higher frequency // Planta. Vol. 214. P. 196-205.
34. Lemcke K., Schmulling T., 1998a. A putative rolB gene homologue of the Agrobacterium rhizogenes TR-DNA has different morphogenetic activity in tobacco than rolB // Plant Mol. Biol. Vol. 36. P. 803-808.
35. Lemcke K, Schmulling T, 1998b. Gain of function assays identify non-rol genes from Agrobacterium rhizogenes TL-DNA that alter plant morphogenesis or hormone sensitivity // Plant J. Vol. 15. P. 423-33.
36. Levesque H., Delepelaire P., Rouze P. et al., 1988. Common evolutionary origin of the central portions of the Ri TL-DNA of Agrobacterium rhizogenes and the Ti T-DNAs of Agrobacterium tumefaciens // Plant Mol. Biol. Vol. 11. P. 731-744.
37. Matveeva T. V., Bogomaz D.I., Pavlova O.A. et al., 2012. Horizontal gene transfer from Agrobacterium to the plant Linaria in nature // MPMI. in press.
38. Mattioli R., Costantino P., Trovato M., 2009. Proline accumulation in plants. Not only stress // Plant Signal Behav. Vol. 4. P. 1016-1018.
39. MacClure B.A., Hagen G., Brown C. S. et al., 1989. Transcription, organization, and sequence of an auxin-regulated gene cluster in soybean // The Plant Cell. Vol. 1. P. 229-239.
40. Magrelli A, Langenkemper K, Dehio C. et al., 1994. Splicing of the rolA transcript of Agrobacterium rhizogenes in Arabidopsis // Science. Vol. 266. P. 1986-1988.
41. Maurel C., Leblanc N., Barbier-Brygoo H. et al., 1994. Alterations of auxin perception in rolB-trans-formed tobacco protoplasts. Time course of rolB mRNA expression and lncrease in auxin sensitivity reveal multiple control by auxin // Plant Physiol. Vol. 105. P. 1209-1215.
42. Mauro M. L., Trovato M., De Paolis A. et al., 1996. The plant oncogene rolD stimulates flowering in transgenic tobacco plants // Developmental Biology. Vol. 180. P. 693-700.
43. Milazzo M.C, ZhengZ, Kellett G. et al., 1999. Stimulation of benzyladenine-induced in vitro shoot organogenesis and endogenous proline in melon (Cucumis melo L.) by fish protein hydrolysates in combination with proline analogues // J. Agric. Food Chem. Vol. 47. P. 1771-1775.
44. Mohajjel-Shoja H., Clément B., Perot J. et al., 2011. Biological activity of the Agrobacterium rhizogenes-derived trolC gene of Nicotiana tabacum and its functional relation to other plast genes // MPMI Vol. 24. P. 44-53.
45. Moriuchi H, Okamoto C., NishihamaR. et al., 2004. Nuclear localization and interaction of RolB with plant 14-3-3 proteins correlates with induction of adventitious roots by the oncogene rolB // Plant J. Vol. 38. P. 260-275.
46. Nilsson O, Moritz T., Imbault N. et al., 1993. Hormonal characterization of transgenic tobacco plants expressing the rolC gene of Agrobacterium rhizogenes TL-DNA // Plant Physiol. Vol. 102. P. 363-371.
47. Nilsson O, Olssen O, 1997. Getting to the root: The role of the Agrobacterium rhizogenes rol genes in the formation of hairy roots // Physiol. Plant. Vol. 100. P. 463-473.
48. Ouartsi A., Clérot D, Meyer A. D. et al., 2004. The T-DNA ORF8 of the cucumopine-type Agrobacterium rhizogenes Ri plasmid is involved in auxin response in transgenic tobacco // Plant Science. Vol. 166. P. 557-567.
49. Oono Y, Kanaya K., Uchimiya H., 1990. Early flowering in transgenic tobacco plants possessing the rolC gene of Agrobacterium rhizogenes Ri plasmid // Japanese Journal of Genetics. 1990. Vol. 65. P. 7-16
50. Palazon J., Cusido R.M, Roig C., PinolM. T., 1998. Expression of the rolC gene and nicotine production in transgenic roots and their regenerated plants // Plant Cell Rep. Vol. 17. P. 384-390.
51. Pandolfini T., Storlazzi A., CalabriaE. et al., 2000. The spliceosomal intron of the rolA gene of Agrobacterium rhizogenes is a prokaryotic promoter // Molecular Microbiology. Vol. 35. P. 1326-1334.
52. Riker A. J., Banfield W.M., Wright W.H. et al., 1930. Studies on infectious hairy root of nursery apple trees // J. Agr. Res. Vol. 41. P. 507-540.
53. Sans N., Schindler U., Schröder J., 1988. Ornithine cyclodeaminase from Ti plasmid C58: DNA sequence, enzyme properties and regulation of activity by argin-ine // Eur. J. Biochem. Vol. 173. P. 123-130.
54. Shimizu-Sato S, Tanaka M., Mori H, 2009. Auxin-cytokinin interactions in the control of shoot branching // Plant Mol. Biol. Vol. 69. P. 429-435.
55. Schindler U., Sans N., Schröder J., 1989. Ornithine cyclodeaminase from octopine Ti plasmid Ach5: identification, DNA sequence, enzyme properties, and comparison with gene and enzyme from nopaline Ti plasmid C58 // Journal Bacteriology. Vol. 171. P. 847-854.
56. Schmulling T., Schell J., Spena A., 1988. Single genes from Agrobacterium rhizogenes influence plant development // The EMBO J. Vol.7. P. 2621-2629.
57. Schmulling T., Fladung M., Grossmann K., Schell J., 1993. Hormonal content and sensitivity of transgenic tobacco and potato plants expressing single rol genes of Agrobacterium rhizogenes T-DNA // The Plant J. Vol. 3. P. 371-382.
58. Schwacke R., Grallath S., Breitkreuz K.E. et al., 1999. LeProT1, a transporter for proline, glycine betaine, and gamma-amino butyric acid in tomato pollen // Plant Cell. Vol. 11. P. 377-392.
59. Serino G., Clerot D., Brevet J. et al., 1994. Rol genes of Agrobacterium rhizogenes cucumopine strain: sequence, effects and pattern of expression // Plant Mol. Biol. Vol. 26. P. 415-422.
60. Singh H., Sen R., Baltimore D., Sharp P.A., 1986. A nuclear factor that binds to a conserved sequence motif in transcriptional control elements of immuno-globulin genes // Nature. Vol. 319. P. 154-158.
61. Sinkar V. P., Pythoud F., White F.F. et al., 1988. rolA locus of the Ri plasmid directs developmental abnormalities in transgenic tobacco plants // Genes Dev. Vol. 2. P. 688-697.
62. SlightomJ.L., Durand-TardifM., JouaninL., Tep-fer D., 1986. Nucleotide sequence analysis of TL-DNA of Agrobacterium rhizogenes agropine type plasmid. Identification of open reading frames // J. Biol. Chem. Vol. 261. P. 108-121.
63. Spena A., Langenkemper K., 1997. Mutational analysis of the rolA gene of Agrobacterium rhizogenes in tobacco: function of the rolA pre-mRNA intron and rolA proteins defective in their biological activity // Genet. Res. Vol. 69. P. 11-15.
64. Shkryl Y.N., Veremeichik G.N., Bulgakov V.P. et al., 2008. Individual and combined effects of the rolA, B, and C genes on anthraquinone production in Rubia cordifolia transformed calli // Biotechnol. Bioeng. Vol. 100. P. 118-125.
65. Sugaya S., Hayakawa V., Handa T., Uchimiya H., 1989. Cell-specific expression of the rolC gene of the TL-DNA of Ri plasmid in transgenic tobacco plants // Plant Cell Physiol. Vol. 30. P. 649-653.
66. Tantikanjana T., Mikkelsen M.D., Hussain M. et al., 2004. Functional Analysis of the Tandem-Duplicated P450 Genes SPS/BUS/CYP79F1 and CYP79F2 in glucosinolate biosynthesis and plant development by Ds transposition-generated double mutants // Plant Physiol. Vol. 135. P. 840-848.
67. Trovato M., Mauro M. L., Costantino P., Altamu-ra M. M., 1997. The rolD gene from Agrobacterium rhizogenes is developmentally regulated in transgenic tobacco // Protoplasma. Vol. 197. P. 111-120.
68. Trovato M., Maras B., Linhares F., Costantino P., 2001. The plant oncogene rolD encodes a functional ornithine cyclodeaminase // Proc. Natd. Acad. Sci. USA. Vol. 98. P. 13449-13453.
69. Venis M. A., Napier R.M., Barbier-Brygoo H. et al., 1992. Antibodies to a peptide from the maize auxin-binding protein have auxin agonist activity // Proc. Natd. Acad. Sci. USA. Vol. 89. P. 7208-7212.
70. Veemeichik G.N., Shkryl Y.N., Bulgakov V.P. et al. 2012. Molecular cloning and characterization of seven class III peroxidases induced by overexpression of the agrobacterial rolB gene in Rubia cordifolia transgenic callus cultures // Plant Cell Rep. Vol. 31. P10009-10019.
71. Vilaine F., Rembur J., Chriqui D., Tepfer M., 1998. Modified development in transgenic tobacco plants expressing a rolA:: GUS translational fusion and subcellular localization of the fusion protein // MPMI. Vol. 11. P. 855-859.
72. White F.F., GarfinkelD. J., Huffman G. A. et al., 1983. Sequence homologous to Agrobacterium rhizogenes
T-DNA in the genome of uninfected plants. // Nature. Vol. 301. P. 348-350.
73. Yan X., Chen S., 2007. Regulation of plant glucosino-late metabolism // Planta. Vol. 226. P. 1343-1352.
74. Yanagisawa S., 2004. Dof domain proteins: plant-specific transcription factors associated with diverse phenomena unique to plants // Plant Cell Physiol. Vol. 45. P. 386-391.
75. Yokoyama R, Hirose T, Fujii N. et al., 1994. The rolC promoter of Agrobacterium rhizogenes Ri plasmid is activated by sucrose in transgenic tobacco plants // Mol. Gen. Genet. Vol. 244. P. 15-22.
ROL--GENES OF AGROBACTERIUM RHIZOGENES
Pavlova O. A., Matveyeva T. V., Lutova L. A.
* SUMMARY: The review summarizes the information about rol-genes, which constitute a part of the T-DNA of Agrobacterium rhizogenes Ri-plasmid. Structure of each of the rol-genes, their regulatory sequences, and the possible roles of rol-genes when they are being transferred into the plant are discussed.
* KEY WORDS: rol-genes; Т-DNk; plants; Agrobacterium rhizogenes.
Ш Информация об авторах
Павлова Ольга Андреевна — аспирант. Кафедра генетики и биотехнологии. Санкт-Петербургский государственный университет. 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9. E-mail: [email protected].
Матвеева Татьяна Валерьевна — к. б. н., с. н. с. Кафедра генетики и биотехнологии. Санкт-Петербургский государственный университет. 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9. E-mail: [email protected].
Лутова Людмила Алексеевна — д. б. н., профессор. Кафедра генетики и биотехнологии. Санкт-Петербургский государственный университет. 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9. E-mail: [email protected].
Pavlova Olga Andreyevna — Postgraduate student. Deptartament of Genetics and Biotechnology. Saint-Petersburg State University. 199034, Saint-Petersburg, Universitetskaya nab, 7/9. Russia. E-mail: [email protected].
Matveyeva Tatyana Valeryevna — Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher. Deptartament of Genetics and Biotechnology. Saint-Petersburg State University. 199034, Saint-Petersburg, Universitetskaya nab, 7/9. Russia. E-mail: [email protected].
Lutova Lyudmila Alekseyevna — Doctor of Biological Sciences, Professor. Deptartament of Genetics and Biotechnology. Saint-Petersburg State University. 199034, Saint-Petersburg, Universitetskaya nab, 7/9. Russia. E-mail: [email protected].
