Изучение влияния acdS-гена бактерий Pseudomonas putida B-37 на трансгенные растения Nicotiana tabacum в условиях абиотического стресса

  • Дарья Андреевна Руткевич Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-0096-7209
  • Екатерина Сергеевна Королева Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Елена Аркадьевна Храмцова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Проведен селективный отбор трансгенных растений Nicotiana tabacum, несущих acdS-ген бактерий Pseudomonas putida B-37. Методом полимеразной цепной реакции cо специфическими праймерами доказано наличие целевого гена. Отобранные на селективной среде трансгенные растения высаживались в грунт и подвергались абиотическому стрессу, вызванному загрязнением почвы солями тяжелых металлов (15 мг/кг для Cu2+ и 30 мг/кг для Cr6+ и Pb2+ ), а также засолением почвы (200 ммоль/л NaCl). Проведение реакции обратной транскрипции и количественной полимеразной цепной реакции в режиме реального времени показало транскрипционную активность бактериального acdS-гена в клетках трансгенных растений на уровне с референсным геном Ef-1a. Определение удельной активности АЦК-дезаминазы – продукта экспрессии acdS-гена – подтвердило формирование активного фермента в тканях трансгенных растений табака. Доказано положительное влияние acdS-гена бактерий P. putida B-37 на трансгенные растения N. tabacum в условиях абиотического стресса.

Биографии авторов

Дарья Андреевна Руткевич , Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

магистрант кафедры генетики биологического факультета. Научный руководитель – Е. А. Храмцова

Екатерина Сергеевна Королева , Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, ул. Академическая, 27, 220072, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник

Елена Аркадьевна Храмцова , Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры генетики биологического факультета

Литература

  1. Polevoi VV. Fiziologiya rastenii [Plant physiology]. Moscow: Vysshaya shkola; 1989. 464 p. Russian.
  2. Glick BR. Modulation of plant ethylene levels by the bacterial enzyme ACC deaminase. FEMS Microbiology Letters. 2005; 251(1):1–7. DOI: 10.1016/j.femsle.2005.07.030.
  3. Tuteja N, Gill SS, editors. Plant acclimation to environmental stress. New York: Springer-Verlag; 2013. XXII, 494 p.
  4. Titov AF, Talanova VV, Kaznina NM, Laidinen GF. Ustoichivost’ rastenii k tyazhelym metallam [Plant resistance to heavy metals]. Nemova NN, editor. Petrozavodsk: Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences; 2007. 172 p. Russian.
  5. Jha CK. Biochemical and molecular biology of ACC deaminase production. In: Isolation characterization and development of consortia of PGPB for the growth of Jatropha curcas: thesis submitted for the award of the degree of doctor of philosophy in microbiology. Gujarat: Gujarat University; 2011. p. 124 –175.
  6. Gontia-Mishra I, Sasidharan S, Tiwari S. Recent developments in use of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase for conferring tolerance to biotic and abiotic stress. Biotechnology Letters. 2014;36(5):889 – 898. DOI: 10.1007/s10529-014-1458-9.
  7. Glick BR. Bacteria with ACC deaminase can promote plant growth and help to feed the world. Microbiological Research. 2014; 169(1):30 –39. DOI: 10.1016/j.micres.2013.09.009.
  8. Mayak S, Tirosh T, Glick BR. Plant growth-promoting bacteria confer resistance in tomato plants to salt stress. Plant Physiology and Biochemistry. 2004;42(6):565–572. DOI: 10.1016/j.plaphy.2004.05.009.
  9. Khramtsova EA, Maksimova NP. Genetika [Genetics]. Minsk: Belarusian State University; 2002. 22 p. Russian.
  10. Semak IV, Zyryanova TN, Gubich OI. Biokhimiya belkov [Biochemistry of proteins]. Minsk: Belarusian State University; 2007. 49 p. Russian.
  11. Honma M, Shimomura T. Metabolism of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid. Agricultural and Biological Chemistry. 1978;42(10):1825–1831. DOI: 10.1271/bbb1961.42.1825.
  12. Sahu PP, Pandey G, Sharma N, Puranik S, Muthamilarasan M, Prasad M. Epigenetic mechanisms of plant stress responses and adaptation. Plant Cell Reports. 2013;32(8):1151–1159. DOI: 10.1007/s00299-013-1462-x.
Опубликован
2020-03-06
Ключевые слова: АЦК-дезаминаза, Nicotiana tabacum, acdS-ген, Pseudomonas putida, абиотический стресс
Как цитировать
Руткевич , Д. А., Королева , Е. С., & Храмцова , Е. А. (2020). Изучение влияния acdS-гена бактерий Pseudomonas putida B-37 на трансгенные растения Nicotiana tabacum в условиях абиотического стресса. Журнал Белорусского государственного университета. Биология, 1, 39-46. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2020-1-39-46
Раздел
Генетика и молекулярная биология