Biomics

Ген trolC относится к plast генам, которые, вероятнее всего, попали в геном табака Nicotiana tabacum в результате горизонтального переноса от Agrobacterium rhizogenes. Показано, что ген trolC экспрессируется в молодых тканях табака дикого типа, однако физиологические функции продукта этого гена остаются во многом неизвестными. Целью нашей работы было получение трансгенных растений табака, экспрессирующих фрагмент гена trolC под контролем 35SCaMV промотора в антисмысловой ориентации, и оценка параметров роста корней при действии абиотических стрессовых факторов. Для морфометрического анализа использовали 8 линий трансгенных растений, экспрессирующих фрагмент гена trolC в антисмыловой ориентации. Был проведен анализ роста корней полученных растений при действии хлорида натрия (100 мМ), ацетата кадмия (100 мкМ) и гипотермии (12°С). Полученные в ходе работы трансгенные растения характеризовались улучшением параметров роста побега при нормальных условиях. Корни трансгенных растений росли медленнее при нормальных условиях и при действии кадмия и гипотермии, чем у растений дикого типа. Полученные результаты могут свидетельствовать о том, что продукт гена trolC оказывает негативное влияние на рост побега, позитивное влияние на рост корней, а также участвует в регуляции и обеспечении роста корней при действии ионов кадмия и гипотермии.

Nicotiana tabacum, trolC, rol-гены, rolC, Agrobacterium rhizogenes, plast гены, стрессоустойчивость

1. Кулаева О.А., Матвеева Т.В., Лутова Л.А. Горизонтальный перенос генов от агробактерий к растениям // Экологическая генетика. 2006. Т. 4. С. 10–19.
2. Павлова О.А., Матвеева Т.В., Лутова Л.А. Rol-гены Agrobacterium rhizogenes // Экологическая генетика. 2013. V. 11. С. 59–68.
3. Estruch J.J., Chriqui D., Grossmann K., Schell J., Spena A. The plant oncogene rolC is responsible for the release of cytokinins from glucoside conjugates // The EMBO Journal. 1991. V. 10. P. 2889–2895. 
4. Gumerova G.R., Chemeris A.V., Nikonorov Yu.M., Kuluev B.R. Morphological and molecular analysis of isolated cultures of tobacco adventitious roots obtained by the methods of biolistic bombardment and Agrobacterium-mediated transformation // Russian Journal of Plant Physiology. 2018. V. 65. P. 740–749. doi: https://doi.org/10.1134/S1021443718050072 
5. Hu Y., Chen B., Ni T., Li N., Lin Z. Promoter of the rolC gene of Agrobacterium rhizogenes can be strongly regulated in glandular cell of transgenic tobacco // Molecular Biotechnology. 2003. V. 24: P. 121–125. doi: https://doi.org/10.1385/MB:24:2:121 
6. Intrieri M.C., Buiatti M. The horizontal transfer of Agrobacterium rhizogenes genes and the evolution of the genus Nicotiana // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2001. V. 20. P. 100–110. doi: https://doi.org/10.1006/mpev.2001.0927 
7. Kuluev B.R., Knyazev A.V., Lebedev Ya.P., Postrigan B.N., Chemeris A.V. Obtaining transgenic tobacco plants expressing conserved regions of the AINTEGUMENTA gene in antisense orientation // Russian Journal of Plant Physiology. 2012. V. 59. P. 307–317. doi: https://doi.org/10.1134/S1021443712030107 
8. Kuluev B.R., Knyazev A.V., Chemeris A.V., Vakhitov V.A. Morphological features of transgenic tobacco plants expressing the AINTEGUMENTA gene of rape under control of the dahlia mosaic virus promoter // Russian Journal of Developmental Biology. 2013. V. 44. P. 86–89. doi: https://doi.org/10.1134/S1062360413020070 
9. Kuluev B., Mikhaylova E., Ermoshin A., Veselova S., Tugbaeva A., Gumerova G., Gainullina K., Zaikina E. The ARGOS-LIKE genes of Arabidopsis and tobacco as targets for improving plant productivity and stress tolerance // Journal of Plant Physiology. 2019. V. 242. 153033. doi: https://doi.org/10.1016/j.jplph.2019.153033 
10. Kyndt T., Quispe D., Zhai H., Jarret R., Ghislain M., Liu Q., Gheysen G., Kreuze J.F. The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop // Proceedings of the National Academy of Sciences of USA. 2015. V. 112. P. 5844–5849. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1419685112
11. Matveeva T.V., Bogomaz D.I., Pavlova O.A., Nester E.W., Lutova L.A. Horizontal gene transfer from genus Agrobacterium to the plant Linaria in nature // Molecular Plant-Microbe Interactions. 2012. V. 25. P. 1542–1551. doi: https://doi.org/10.1094/MPMI-07-12-0169-R 
12. Meyer A.D., Ichikawa T., Meins F. Horizontal gene transfer: regulated expression of a tobacco homologue of the Agrobacterium rhizogenes rolC gene // Molecular Genetics and Genomics. 1995. V. 249. P. 265–273. doi: https://doi.org/10.1007/BF00290526 
13. Schmulling T., Schell J., Spena A. Single genes from Agrobacterium rhizogenes influence plant development // The EMBO Journal. 1988. V. 7. P. 2621–2629. doi: https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1988.tb03114.x 
14. Schmulling T., Fladung M., Grossmann K., Schell J. Hormonal content and sensitivity of transgenic tobacco and potato plants expressing single rol genes of Agrobacterium rhizogenes T‑DNA // The Plant Journal. 1993.  V.  3.  P.  371–382.  doi:  https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.1993.t01-20-00999.x