Введение к работе
1.1. Актуальность проблемы
Картофель, обладая ценными питательными свойствами, высокой продуктивностью и относительной простотой возделывания, является одной из наиболее важных агрономических культур в мире.
Россия потребляет 35 млн. тонн картофеля ежегодно и постоянно увеличивает его потребление на душу населения. Эта культура для России, несомненно, обеспечивает пищевую безопасность страны. Однако по ряду причин урожайность картофеля в России остается низкой и производители сталкиваются с проблемой защиты культуры от болезней, вредителей и сорняков (табл. 1). При существующем уровне развития картофелеводства потенциальные потери урожая оцениваются экспертами РАСХН в 4,1 млн. тонн картофеля на сумму 19,4 млрд. руб.
Табл. І.Потери урожая картофеля от воздействия различных неблагоприятных факторов
Приведенные данные отражают ситуацию у государственных производителей. Однако, более 90% ежегодного производства картофеля сосредоточено в фермерских и в большинстве личных подсобных хозяйствах России, по различным оценкам, потери в частном секторе составляют до 70% возможного урожая.
В настоящее время для улучшения коммерческих сортов картофеля в мире широко используются методы работы с культурой in vitro, включающие соматическую гибридизацию, мутагенез и генетическую трансформацию. Созданные в последнее время методы генной инженерии открыли новые возможности для защиты растений. Разумное сочетание современных технологий и новейших биотехнологических методов способно значительно сократить потери урожая и повысить качество получаемой продукции.
В связи с народно-хозяйственной ценностью картофеля разработка подходов оптимизации системы трансформации посредством Agrobacterium tumefaciens с целью создания новых улучшенных коммерческих сортов картофеля представляет собой актуальную проблему.
ЦЕНТРАЛЬНАЯ f
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сольокочоз академии . им. К. А Тимиряаеаа . _
1.2. Цели работы:
разработать эффективные протоколы трансформации для следующих коммерческих сортов картофеля: Луговской, Невский, Голубизна и Чародей;
получить трансгенные линии на основе сортов картофеля Невский, Луговской, Голубизна и Чародей, экспрессирующие ген устойчивости к гербициду фосфинотрицину Ваг;
получить трансгенные линии на основе сортов картофеля Луговской, Невский, Голубизна и Чародей, экспрессирующие ген Таи //;
провести первичный молекулярно биологический анализ полученных трансгенных линий картофеля сортов Луговской, Невский, Голубизна и Чародей;
провести полевые испытания полученных трансгенных линий картофеля.
1.3. Научная новизна
Первые работы по трансформации картофеля были начаты в семидесятых годах. Возможность получения трансгенного картофеля методом бактериальной трансформации с использованием Agrobacterium tumefaciens впервые была показана в 1986 году [An G., Watson B.D., Chiang С.С. Plant Physiology, 1986, v. 81, p. 301-305] и в нашей лаборатории в 1990 - 1992г.г. [Глагоцкая Т.Д., Шульга О.А., Сидоров В.А., За-харьев В.М., Скрябин К.Г., Глеба Ю.Ю.ДАН СССР 314, №5, с. 1240-1242, 1990., Feher A., Skryabin K.G., Balazs Е., Preiszner J., Shulga O.A., Zakharyev V.M., Dudits D.yPlant Cell Reports, 1992, v. 11, p.48-].
Переход от лабораторной работы с модельными, легко трансформируемыми генотипами картофеля к получению реальных коммерчески значимых сортов потребовал разработки качественно новых протоколов трансформации, поскольку отбор фенотипически нормальных растений среди трансформированных линий возможен только при достаточном количестве исходного материала. Одним из важнейших параметров применяемого для трансформации метода является эффективность получения трансгенных линий, обеспечивающая подобный отбор. В результате обширной работы по созданию единой методики трансформации было показано, что эффективность трансформации определяется в основном конкретным генотипом (сортом). Следовательно, для каждого нового сорта картофеля необходима разработка нового протокола трансформации.
В данной работе описывается модификация метода трансформации с помощью A. tumefaciens нескольких основных сортов картофеля, районированных для различных регионов РФ.
— 2 —
1.4. Апробация работы
Материалы диссертации были представлены:
на Международной конференции «Современные системы защиты и новые направления в повышении устойчивости картофеля к колорадскому жуку» (Москва, 2000)
на II Международной научной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2000)
на Школе-конференции «Горизонты физико-химической биологии» (Пущино, 2000)
на Семинаре-презентации инновационных научно-технических проектов «Биотехнологии-2001» (Пущино, 2001)
как методика «Оптимизация протокола трансформации с помощью Agrobacterium tumefaciens основных российских сортов картофеля Отработка лабораторного регламента протокола», награждена медалью «Лауреат ВВЦ» во время проведения выставки ВВЦ «Карто-фель-2001» с 21.02.2001 по 25.02.2001. Постановление № 13 от 23.02.2001
как составная часть отчета по федеральной целевой научно-технической программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения» — «Разработка антистрессовых биотехнологий для растений; трансгенные растения и регуляторы роста нового поколения» в 2001 г.
как составная часть отчета научно-исследовательских работ по Госконтракту Кг 1991 от 25.09.2001 г., по теме: «Проведение сравнительной оценхи генетически модифицированных сортов картофеля российской селекции с лучшими зарубежными аналогами по комплексу хозяйственно-полезных иммунологических и качественных характеристик»
1.5. Публикации
