Экспрессия гена ксилоглюканазы sp-Xeg из Penicillium canescens усиливает рост и ризогенез трансгенных растений осины

Автор: Е.О. Видягина, Ю.А. Ковалицкая, Д.С. Логинов, О.В. Королева, К.А. Шестибратов

Страница: 39-47

Экспрессия гена ксилоглюканазы sp-Xeg из Penicillium canescens усиливает рост и ризогенез трансгенных растений осины

Биотехнология, 2013, № 4, С. 39-47

УДК 630;630*165.314,5;631.526.321

Раздел:  «Продуценты, биология, селекция, генетическая инженерия»

Е.О. Видягина ^{1, 3, *},  Ю.А. Ковалицкая ^{1, 3},  Д.С. Логинов ²,  О.В. Королева ²,  К.А. Шестибратов ^{1, 3, *}

¹  Филиал ФГБУН «Института биоорганической химии имени академиков М.М.Шемякина и Ю.А. Овчинникова» РАН, Пущино, Московская обл., 142290

²  ФГБУН «Институт биохимии имени А.Н.Баха» РАН, Москва, 119071

³  Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино, Московская обл., 142290

e-mail:  vidjagina@mail.ru,  schestibratov@fibkh.serpukhov.su

В работе проведен анализ свойств трансгенных клонов осины (Populus tremula), содержащих рекомбинантный ген ксилоглюканазы sp-Xeg из Penicillium canescens, который показал наличие комплексных модификаций как в составе древесины, так и в фенотипе растений. Биометрический анализ выявил увеличение высоты трансгенных растений по сравнению с контрольными: размеры побегов повысились на 24,8%, 25% и 26% для линий PtXIVXeg1a, PtXVXeg1a, PtXVXeg1b, соответственно. Отмечен также рост числа междоузлий у некоторых трансгенных клонов. Впервые показано изменение ризогенеза у растений с рекомбинантным геном ксилоглюканазы: у 13 линий из 25 эффективность укоренения в условиях in vitro превышала контрольное значение. Максимальная эффективность укоренения зафиксирована у линии PtXVXeg1a (в 3,2 раза выше, чем в контроле). Достоверное повышение массы корневой системы в условиях защищенного грунта от 20 до 52% наблюдалось у 8 клонов из 25. Снижение содержания пентозанов в древесине обнаружено у всех линий. Полученные данные о ксилоглюканазной активности и содержании пентозанов в целом взаимосвязаны с модификациями фенотипа.

Ключевые слова:  ксилоглюканазная активность,  пентозаны,  эффективность укоренения,  Populus tremula.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Expression of Xyloglucanase sp-Xeg Gene from Penicillium canescens Accelerates Growth and Rooting in Transgenic Aspen Plants

E.O. Vidyagina ^{1, 3, *},  Yu.A. Kovalitskaya ^{1, 3},  D.S. Loginov ²,  O.V. Koroleva ²,  and  K.A. Shestibratov ^{1, 3, *}

¹  The Shemyakin-and-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, russ. Acad. Sci., Pushchino Branch, 142290, Pushchino, Moskovskaya oblast Russia

²  The Bach Institute of Biochemistry, russ. Acad. Sci., 119071, Moscow Russia

³  The Pushchino State Institute of Natural Science, 142290, Pushchino, Moskovskaya oblast Russia

e-mail:  vidjagina@mail.ru,  schestibratov@fibkh.serpukhov.su

The analysis of the properties of transgenic clones of aspen (Populus tremula) containing an sp-Xeg recombinant gene for xyloglucanase of Penicillium canescens has shown complex modifications in the wood composition and phenotype of the plants. Biometric analysis revealed an increase in the height of the transgenic plants as compared to control: the enhancement of the shoot size by 24,8%, 25% and 26% was observed for the PtXIVXeg1a, PtXVXeg1a, and PtXVXeg1b lines, respectively. The number of internodes was also enhanced in some transgenic clones. For the first time, modifications in plant rhizogenesis due to the occurrence of the recombinant gene of xyloglucanase were shown. In 13 of 25 lines, the efficiency of rooting in vitro exceeded the control value. The maximum rooting efficiency was observed in the PtXVXeg1a line (by 3,2 times higher than in control). The reliable increase in the mass of the root system in greenhouse for 8 of  25 clones was by 20% to 52% higher than the control value. All the lines were shown to contain less pentosans in wood. The data on the activity of xyloglucanase and pentosan content correlated in general with the phenotypic modifications.

Key words:  activity of xyloglucanase,  efficiency of rooting,  pentosans,  Populus tremula.

18.12.2013, 3393 просмотра.