Трансгенные растения картофеля, несущие ген экстраклеточной рибонуклеазы цинии (ZRNaseII),
как модель для изучения генетического контроля устойчивости к фитопатогенам

С.М. Ибрагимова*, Е.А. Трифонова, Е.А. Филипенко, А.В. Кочетов

ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, Россия
* e-mail: isola@bionet.nsc.ru

До 83 % хозяйственно важных культур растений поражается болезнями, вызываемыми грибами. Особую опасность для такой важной пищевой культуры, как картофель, представляет заражение фитофторозом, вызываемое грибом P. infestans. Поиски путей повышения устойчивости к фитопатогенам – это первоочередная задача, стоящая перед исследователями. Существует предположение, что одна из функций экстраклеточных S-подобных РНКаз растений связана с механизмами неспецифической защиты от патогенов грибковой и вирусной природы. Цель работы – исследовать роль экстраклеточных S-подобных РНКаз растений, на примере модельных трансгенных растений картофеля, несущих ген экстраклеточной рибонуклеазы цинии ZRNaseII в формировании устойчивости к фитопатогенам.

Трансгенные растения картофеля были получены на основе сорта Никулинский методом агробактериальной трансформации листовых дисков и междоузлий стерильных пробирочных растений. Уровень нуклеазной активности определяли в грубых листовых экстрактах контрольных и первичных трансформантов картофеля. Фитопаталогический тест проводили в лабораторных условиях. В качестве фитопатогенного гриба использовали P. infestans.

Получены трансгенные растения картофеля, рибонуклеазная активность у которых в 4–10 раз превышала таковую у контрольных нетрансгенных растений. Проведенный лабораторный фитопатологический тест на отделенных листьях горшечных растений картофеля с использованием культуры фитофторы показал значительную задержку развития симптомов заражения или их отсутствие у трансгенных растений с высокой рибонуклеазной активностью, по сравнению с контролем. Цитологический тест подтвердил наличие большего числа зооспор в тканях контрольных растений с. Никулинский по сравнению с трансгенными растениями, несущими ген экстраклеточной рибонуклеазы цинии ZRNaseII.

Создана новая генетическая модель – трансгенные растения картофеля, характеризующиеся повышенным уровнем активности экстраклеточных рибонуклеаз в апопласте. Показано, что увеличенная экспрессия экстраклеточной S-подобной РНКазы цинии повышает устойчивость растений к такому фитопатогену как P. infestans, что свидетельствует о возможном участии экстраклеточных рибонуклеаз растений в механизмах защиты их от патогенов грибной природы.

Благодарности: Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 16-16-04073.