Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время в селекции сельскохозяйственных >астений всё большее значение приобретают генно-инженерные методы. Они дают зозможность переносить в растения и обеспечивать экспрессию чужеродных генов без крушения генетической целостности сорта, что открывает перспективы для создания рорм сельскохозяйственных растений с уникальными свойствами.
Земляника садовая (Fragaria ananassa Ои1сп.)является важнейшей ягодной сультурой многих стран с умеренным климатом. Несмотря на то, что известно множество гортав земляники, в России до сих пор почти отсутствуют сорта интенсивного типа, сочетающие высокую стабильную урожайность с устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам (Зубов, Попов, 1995). Это обусловлено, в значительной степени, исчерпанностью генетических ресурсов вида, недостатком фундаментальных знаний в области генетики, физиологии и биохимии земляники. Поэтому задача разработки новых методов селекции этой культуры является весьма актуальной.
Важной задачей в селекции плодовых и многих ягодных растений является создание слаборослых форм о компактным габитусом (Седов, 1995). Первичные молекулярно-биологические и физиологические механизмы, определяющие развитие характерного для каждого виде или сорта габитуса, детально еще не изучены. Тем не менее, уже сейчас генетическая инженерия открывает возможности для создания форм с изменённым габитусом, в частности путем переноса в растения генов, модифицирующих их гормональный статус, например, генов rol Agrobacteriurri rhizogenes. Удобным модельным объектом для такого рода исследований может быть актинидия коломикта. Актинидия коломикта (Actinidia kolomicta) является лианой, и морфологические изменения надземной части, вызванные экспрессией rol генов, вероятно будут особенно четко проявляться на этом объекте.
Генетическая инженерия позволяет не только улучшать существующие сорта сельскохозяйственных растений, но и является мощным инструментом для проведения фундаментальных исследований в области молекулярной генетики, физиологии и биохимии растений. Разработка методов генетической трансформации земляники садовой и актинидии коломикты позволит не только совершенствовать сорта этих культур, но и будет способствовать изучению фундаментальных аспектов их биологии.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью нашей работы являлось получение трансгенных растений земляники садовой и актинидии коломикты, трансформированных геном rol С Agrobacteriurri rhizogenes, а также изучение некоторых особенностей морфологии и гормонального статуса полученных трансформантов. Исходя из
поставленных целей, нами решались следующие задачи: 1) разработать методику регенерации растений земляники садовой из листовых эксплантов и оценить регенерационный потенциал некоторых ценных сортов; 2) отработать методику культивирования in vitro и регенерации растений актинидии коломикты из различных соматических тканей; 3) разработать эффективную методику агробактериальной трансформации листовых эксплантов земляники садовой и актинидии коломикты, в том числе изучить вирулентность различных штаммов A. tumefaciens и A. rhizogenes, подобрать бинарные векторные системы, оптимизировать условия трансформации с целью обеспечить наибольшую эффективность переноса чужеродных генов в геном изучаемых растений; 4) получить трансгенные растения земляники садовой и актинидии коломикты, экспрессирующие ген rol С A. rhizogenes; 5) изучить некоторые особенности морфологии и гормонального статуса растений земляники и актинидии, трансформированных геном rol С, в частности содержание активных форм цитокининов (зеатина и зеатин-рибозида), ИУК и АБК а органах rot С-трансформантов актинидии.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Изучен регенерационный потенциал 6 перспективных сортов земляники. Определены штаммы А. tumefaciens, характеризующиеся высокой вирулентностью для земляники и актинидии, оптимизированы условия процедуры агробактериальной трансформации. Впервые получены трансгенные растения эемлпкики сорта Фейерверк и актинидии коломикты, трансформированные геном rol С A. rhizogenes, и изучены их некоторые морфологические особенности. Впервые изучено содержание активных форм цитокининов (зеатина и зеатин-рибозида), ИУК и АБК в растениях актинидии коломикты, трансформированных геном rol С. Показано стабильное изменение гормонального статуса rol С- трансформантов актинидии по сравнению с нетрансформированными растениями. Продемонстрирована возможность изменения габитуса надземной часта древесных растений посредством переноса в их геном гена rol С A. rhizogenes Разработанная нами эффективная методика агробактериальной трансформации земляники садовой и актинидии коломикты может быть использована для переноса в и> геномы чужеродных генов, определяющих хозяйственно-ценные признаки, и для проведения фундаментальных исследований по биологии этих культур.
АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты работы апробированы нг международных симпозиумах: Plant Biotechnology and Molecular Biology. Seconc Symposium « Trends in Plant Biotechnology » (Russia, May 18-20, 1993, Пущино-на-Оке), 4" International Congress of Plant Molecular Biology (Amsterdam, June 19-24, 1994), Internationa Symposium « Plant Biotechnology and Genetic Engineering » (October 3-6, 1994, Kiev Ukraine), International Symposium on Engineering Plants for Commercial Products anc
Application (October 1-4, 1995, Lexington, Kentucky, USA), 10th FESPP Congress (September 9-13, 1996, Florence, Italy), 5th International Congress of Plant Molecular Biology (September 21-27, 1997, Singapore).
СТРУКТУРА И ОБЪЁМ ДИССЕРТАЦИИ. Работа изложена на 157 страницах. Она включает: введение, 4 главы, выводы и приложения, 26 таблиц и 27 рисунков. Список литературы содержит 224 источника, в том числе 198 иностранных.
ОПУБЛИКОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 15статей.
