RU2420060C1 - Method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples - Google Patents

Method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples Download PDF

Info

Publication number
RU2420060C1
RU2420060C1 RU2009142386/10A RU2009142386A RU2420060C1 RU 2420060 C1 RU2420060 C1 RU 2420060C1 RU 2009142386/10 A RU2009142386/10 A RU 2009142386/10A RU 2009142386 A RU2009142386 A RU 2009142386A RU 2420060 C1 RU2420060 C1 RU 2420060C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plants
medium
hamburg
selection
kanamycin
Prior art date
Application number
RU2009142386/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Любовь Андреевна Солодкая (RU)
Любовь Андреевна Солодкая
Людмила Ивановна Лапотышкина (RU)
Людмила Ивановна Лапотышкина
Ирина Александровна Клименко (RU)
Ирина Александровна Клименко
Мария Николаевна Агафодорова (RU)
Мария Николаевна Агафодорова
Original Assignee
Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса" Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса" Российской академии сельскохозяйственных наук filed Critical Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса" Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority to RU2009142386/10A priority Critical patent/RU2420060C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2420060C1 publication Critical patent/RU2420060C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: samples of morphogenetic tissue with sprouts of meadow clover are cut into parts with size of 3-5 mm, which are placed onto Gamborg medium B5 with 2 mg/l of 6-benzylaminopurine. The upper surface of explant cut is inoculated with an agrobacterium. Co-cultivation is carried out within 48 hours, afterwards explants are washed from agrobacteria remains on Gamborg medium B5 of the same composition with addition of 50 mg/l of kanamycin and 500 mg/l of cefotaxime. Regeneration of plants with roots is carried out on the medium of the same composition, but without cefotaxime, provided there are no signs of agrobacterial infection. Then, using PCR-analysis, availability of inbuilt genes is checked, and selection-valuable criteria preservation of initial samples is inspected.
EFFECT: new method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples is proposed.
5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции растений для направленного создания исходного селекционного материала клевера лугового с хозяйственно-ценными признаками методом генетической трансформации, а также в исследованиях по физиологии, фитопатологии и генетике растений.The invention relates to the field of agriculture and can be used in plant breeding for the directed creation of the initial breeding material of meadow clover with economically valuable traits by the method of genetic transformation, as well as in studies of physiology, phytopathology and plant genetics.

Известен способ регенерации растений клевера лугового при генетической трансформации [1], включающий культивирование трансформированной морфогенной культуры клевера на питательной среде Гамборга В5 с добавлением канамицина и цефотаксима, причем морфогенную культуру получают без образования дедифференцированной ткани путем культивирования гипокотиля на питательной среде Гамборга B5 с 4,0 мг/л 6-бензиламинопурина, 1,0 мг/л кинетина и 0,05 мг/л α-нафтилуксусной кислоты с дальнейшей пересадкой эксплантов на свежую среду того же состава с 2,0 мг/л 6-бензиламинопурина, а эпикотильную часть проростков сохраняют путем культивирования на среде Гамборга B5 без гормонов или путем микроразмножения на среде того же состава с добавлением 2 мг/л 6-бензиламинопурина. Морфогенные культуры в процессе генетической трансформации сохраняют способность к регенерации растений и ризогенезу до 24-го пассажа и более на питательной среде Гамборга B5 с 50 мг/л канамицина. Полученные из гипокотильных эксплантов морфогенные культуры по генетическим и морфологическим признакам не отличаются от исходных генотипов.There is a method of regeneration of meadow clover plants during genetic transformation [1], including cultivating a transformed morphogenic clover culture on a Hamburg B 5 nutrient medium with the addition of kanamycin and cefotaxime, and the morphogenic culture is obtained without the formation of dedifferentiated tissue by culturing a hypocotyl on Hamburg B 5 nutrient medium , 0 mg / l of 6-benzylaminopurine, 1.0 mg / l of kinetin and 0.05 mg / l of α-naphthylacetic acid with further transplantation of explants on fresh medium of the same composition with 2.0 mg / l of 6-benzylaminopurine, and the epicotyl part of the seedlings is maintained by culturing in Hamborg medium B 5 without hormones or by micropropagation in a medium of the same composition with the addition of 2 mg / l of 6-benzylaminopurine. Morphogenic cultures in the process of genetic transformation retain the ability to regenerate plants and rhizogenesis up to the 24th passage or more on the Hamburg B 5 nutrient medium with 50 mg / l kanamycin. Morphogenic cultures obtained from hypocotyl explants by genetic and morphological characteristics do not differ from the initial genotypes.

К недостаткам способа относится то, что он ограничен описанием особенностей регенерации растений при генетической трансформации.The disadvantages of the method include the fact that it is limited to describing the features of plant regeneration during genetic transformation.

В литературе имеются сведения о способе генетической трансформации растений клевера лугового в культуре тканей in vitro [2], который включает инокулирование поверхности эксплантов, помещенных на среду Гамборга В5 без антибиотиков культурой агробактерий, кокультивирование в течение 48 часов, дальнейшее культивирование отмытых от агробактерий экс-плантов на среде Гамборга B5 с 50 мг/л канамицина в присутствии элиминирующего агробактерий антибиотика, регенерацию растений. Регенерацию трансформированных растений осуществляли из каллусных тканей, образующихся из черешков молодых листочков растений, выращенных в условиях теплицы.There is information in the literature on the method of genetic transformation of meadow clover plants in an in vitro tissue culture [2], which involves inoculating the surface of explants placed on Hamburg B 5 medium without antibiotics using a culture of agrobacteria, coculturing for 48 hours, and further cultivating ex- plantings on Hamburg B 5 medium with 50 mg / l kanamycin in the presence of an antibiotic eliminating agrobacteria, plant regeneration. Transformed plants were regenerated from callus tissues formed from petioles of young leaflets of plants grown in a greenhouse.

К недостаткам данного способа можно отнести следующее: 1) в экспериментах регенерацию трансформированных растений осуществляли из каллусных культур, что значительно увеличивает риск возникновения нежелательной сомаклональной изменчивости и, как следствие, возможное изменение селекционных признаков у исходного материала; 2) использование в экспериментах эксплантов с растений, выращиваемых в теплице, значительно увеличивает затраты на поддержание соответствующего режима выращивания в течение года и борьбу с вредителями и болезнями; 3) создание реципиентных систем на основе растений, не прошедших предварительный отбор на регенерационную способность (PC) неоправданно увеличивает число вариантов опыта за счет необходимости закладки параллельно вариантов контроля PC и субкультивирования их на протяжении всего процесса генетической трансформации.The disadvantages of this method include the following: 1) in experiments, the regeneration of transformed plants was carried out from callus cultures, which significantly increases the risk of undesirable somaclonal variation and, as a result, a possible change in the selection traits of the starting material; 2) the use in experiments of explants from plants grown in a greenhouse, significantly increases the cost of maintaining an appropriate regime of cultivation during the year and the fight against pests and diseases; 3) the creation of recipient systems based on plants that have not passed preliminary selection for regenerative capacity (PC) unjustifiably increases the number of experimental options due to the need to bookmark parallel PC control options and subculture them throughout the entire process of genetic transformation.

Цель изобретения - разработка способа генетической трансформации для направленного изменения по одному или нескольким целевым признакам растений клевера лугового селекционно-ценных образцов.The purpose of the invention is the development of a method of genetic transformation for directional changes in one or more target characteristics of clover plants of meadow selection-valuable samples.

В предлагаемом способе поставленная цель достигается тем, что генетическая трансформация включает инокулирование поверхности эксплантов, помещенных на среду Гамборга В5 без антибиотиков, культурой агробактерий, кокультивирование в течение 48 часов, дальнейшее культивирование отмытых от агробактерий эксплантов на среде Гамборга В5 с 50 мг/л канамицина в присутствии элиминирующего агробактерии антибиотика, регенерацию растений и ПЦР-анализ наличия встроенных генов. Инокуляцию осуществляют путем нанесения агробактерии шпателем на поверхность разреза частей размером 3-5 мм морфогенной ткани с побегами, помещенных на среду Гамборга В5 с 2 мг/л 6-бензиламинопурина, с последующей регенерацией растений in vitro методом прямой регенерации, без образования каллусной ткани, и ПЦР-анализа ДНК, выделенной из молодых асептических листочков и черешков растений-регенерантов in vitro, образовавших корни в присутствии селективного фактора канамицина в концентрации 50 мг/л, и контроля сохранения селекционно-ценных (кислотоустойчивость) признаков исходного образца.In the proposed method, the goal is achieved in that the genetic transformation includes inoculation of the surface of explants placed on Hamburg B 5 medium without antibiotics, culture of agrobacteria, cultivation for 48 hours, further cultivation of explants washed from agrobacteria on Hamburg B5 medium with 50 mg / l kanamycin in the presence of an antibiotic eliminating agrobacterium, plant regeneration and PCR analysis of the presence of integrated genes. Inoculation is carried out by applying an agrobacterium with a spatula to the cut surface of parts 3-5 mm in morphogenic tissue with shoots placed on Hamburg B 5 medium with 2 mg / l of 6-benzylaminopurine, followed by in vitro regeneration of plants by direct regeneration, without the formation of callus tissue, and PCR analysis of DNA isolated from young aseptic leaves and petioles of in vitro regenerated plants, which formed roots in the presence of a selective factor of kanamycin at a concentration of 50 mg / l, and control the conservation of selection-valuable (acid stability) features of the original sample.

Способ осуществляется следующим образом. Морфогенные культуры с небольшими побегами, имеющие высокую PC, разрезали на части величиной 3-5 мм, помещали срезом вверх на агаризованную питательную среду Гамборга В5 с 2 мг/л 6-бензиламнопурина (БАП) без цефотаксима и канамицина и инокулировали ночной культурой штаммов агробактерии, несущих различные генетические конструкции с маркерным (канамицинустойчивость) и целевыми генами. Инокулюм наносили шпателем только на поверхность срезов, исключая попадание его на поверхность среды. Через 5 дней инкубирования инокулированные экспланты трижды отмывали от агробактерии стерильной водой и помещали на агаризованную питательную среду Гамборга B5 того же состава, но с добавлением 500 мг/л цефотаксима и 50 мг/л канамицина. Субкультивирование на свежую среду проводили через каждые 3-4 недели, при этом клафоран добавляли в среду, постепенно снижая его концентрацию с 500 мг/л до 0 мг/л до полной элиминации агробактерии. Канамицин в концентрации 50 мг/л добавляли в продолжении всего процесса трансформации и поддержания in vitro коллекции трансформированных морфогенных культур и побегов. ДНК выделяли из молодых асептических листочков растений-регенерантов, образовавших in vitro корни в присутствии 50 мг/л канамицина, методом Эдвардса с предварительной проморозкой при -20°С. ПЦР анализ проводили с праймерами, изготовленными фирмой SYN-TOL.The method is as follows. Morphogenic cultures with small shoots having high PC were cut into 3-5 mm pieces, placed with a slice up on Hamburg B 5 agar medium with 2 mg / L 6-benzylamnopurine (BAP) without cefotaxime and kanamycin, and inoculated with overnight culture of agrobacterial strains carrying various genetic constructs with marker (kanamycin resistance) and target genes. The inoculum was applied with a spatula only on the surface of the slices, excluding its ingress on the surface of the medium. After 5 days of incubation, the inoculated explants were washed three times with agrobacteria with sterile water and placed on a Hamburg B 5 agar medium of the same composition, but with the addition of 500 mg / l cefotaxime and 50 mg / l kanamycin. Subculture on fresh medium was carried out every 3-4 weeks, while claforan was added to the medium, gradually reducing its concentration from 500 mg / l to 0 mg / l until the complete elimination of the agrobacterium. Kanamycin at a concentration of 50 mg / L was added throughout the entire process of transformation and maintaining the in vitro collection of transformed morphogenic cultures and shoots. DNA was isolated from young aseptic leaves of regenerated plants that formed roots in vitro in the presence of 50 mg / L kanamycin using the Edwards method with preliminary freezing at -20 ° C. PCR analysis was performed with primers manufactured by SYN-TOL.

Пример 1.Example 1

Генетическая трансформация растений клевера лугового сортообразца Ранний 2.Genetic transformation of clover plants of the meadow varietal Early 2.

Для генетической трансформации использовали генотипы клевера лугового с высокой PC, и показавшие высокую устойчивость к ионам алюминия при оценке in vitro, в вегетационном и полевом опытах. 20 морфогенных культур каждого генотипа с небольшими побегами, разрезанные на части величиной 3-5 мм, помещали срезом вверх на среду Гамборга B5 с 2 мг/л БАП и инокулировали ночной культурой агробактерии. В опытах использовали штамм Agrobacterium tumefaciens LGV 3850 и штамм A. rhizogenes A4, содержащие векторные плазмиды pK22ac и pK22rs с маркерным геном npt11 (гены ас-ар и rs-ap - гены синтеза дефензинов амаранта и редьки, повышающие устойчивость к корневым гнилям). Через 5 суток инокулированные морфогенные культуры трехкратно промывали стерильной дистиллированной водой. Излишек воды удаляли, промакивая морфогенные культуры между слоями стерильной фильтровальной бумаги, и затем помещали их на свежую агаризованную среду того же состава, но с добавлением 50 мг/л канамицина (селективного фактора для отбора клеточных культур клевера лугового с встроенными генами npt11) и 500 мг/л цефотаксима для подавления роста агробактерии. Канамицин добавляли в среды в продолжение всего процесса трансформации и поддержания in vitro коллекции трансформированных морфогенных культур клевера лугового. Субкультивирование на средах с цефотаксимом проводили каждые 3-4 недели, снижая постепенно его концентрацию до 0 мг/л до полной элиминации агробактерии. На фиг.1 представлен вид сверху на зеленые растения-регенеранты с корнями и без корней, на фиг.2 - то же, вид с обратной стороны, на фиг.3 хлорофиллдефектные побеги.For genetic transformation, meadow clover genotypes with high PC were used, which showed high resistance to aluminum ions when evaluated in vitro, in growing and field experiments. 20 morphogenic cultures of each genotype with small shoots, cut into pieces of 3-5 mm in size, were placed with a slice up on Hamburg B 5 medium with 2 mg / L BAP and were inoculated with an overnight culture of agrobacteria. In the experiments, we used the Agrobacterium tumefaciens LGV 3850 strain and A. rhizogenes A4 strain containing the vector plasmids pK22ac and pK22rs with the npt11 marker gene (as-ap and rs-ap genes are synthesis genes for amaranth and radish defensins that increase resistance to root rot). After 5 days, the inoculated morphogenic cultures were washed three times with sterile distilled water. The excess water was removed by blotting the morphogenic cultures between the layers of sterile filter paper, and then they were placed on a fresh agar medium of the same composition, but with the addition of 50 mg / L kanamycin (a selective factor for selecting cell cultures of meadow clover with the npt11 genes integrated) and 500 mg / l cefotaxime to inhibit the growth of agrobacteria. Kanamycin was added to the medium throughout the entire process of transformation and maintaining the in vitro collection of transformed morphogenic cultures of meadow clover. Subculturing on cefotaxime media was carried out every 3-4 weeks, gradually reducing its concentration to 0 mg / l until the complete elimination of the agrobacterium. Figure 1 presents a top view of green regenerant plants with and without roots, figure 2 is the same, the view from the back, in figure 3 chlorophyll-defective shoots.

Пример 2.Example 2

ПЦР - анализ наличия встраиваемых генов.PCR - analysis of the presence of embedded genes.

Подтверждение наличия генов nptII (маркерный), ас-ар (целевой) в полученных растениях определяли методом ПЦР. При этом очень важным моментом является то, что растения выращивались на среде Гамборга без добавления клафорана (пефотаксима), что исключало из анализа нетрансгенные растения, дающие положительный результат по ПЦР за счет остаточной контаминации агробактериями.Confirmation of the presence of the nptII (marker) and ac-ar (target) genes in the resulting plants was determined by PCR. Moreover, a very important point is that the plants were grown on Hamburg medium without the addition of claforan (pefotaxime), which excluded from the analysis non-transgenic plants that give a positive PCR result due to residual contamination with agrobacteria.

В связи с тем, что в исследуемых растениях могут присутствовать собственные гены пептидных антибиотиков с последовательностями ДНК, гомологичными введенным трансгенам, для идентификации трансгенных растений методом ПЦР мы использовали праймеры, комплементарные промоторной области 35S вируса мозаики цветной капусты и концевому участку гена ас-ар.Due to the fact that the studied genes may contain their own peptide antibiotic genes with DNA sequences homologous to the introduced transgenes, we used primers to identify transgenic plants by PCR that are complementary to the promoter region of the 35S cauliflower mosaic virus and the terminal portion of the as-ar gene.

Были проанализированы растения из следующих вариантов опыта.Plants were analyzed from the following experimental options.

№1 LGVac2No. 1 LGVac2 №2 LGVac15ПNo. 2 LGVac15П №3 A4rsINo. 3 A4rsI №4 A4rs6No. 4 A4rs6 №6 A4acI200No. 6 A4acI200 №7 A4rs21 INo. 7 A4rs21 I №8 A4rs21 IINo. 8 A4rs21 II №9 A4rs6 INo. 9 A4rs6 I №10 P8 - контроль, нетрансформированное растение.No. 10 P8 - control, non-transformed plant.

Геномная ДНК для анализа была выделена из листовой ткани асептически выращенных растений методом Эдвардса с предварительной проморозкой при -20°С. Для ПЦР-анализа использовали праймеры, изготовленные фирмой SYNTOL.Genomic DNA for analysis was isolated from the leaf tissue of aseptically grown plants by the Edwards method with preliminary freezing at -20 ° C. For PCR analysis, primers manufactured by SYNTOL were used.

На фиг. 4 представлены результаты ПЦР-анализа растений клевера лугового с праймерами npt1/npt2 и плазмидой pK22rs (t отжига 50°С) лунки: 1 и 14-маркер молекулярной массы; 2-вода, 3-плазмида pK22rs, 4 - плазмида pK22rs+ДНК исходного образца (контроль-Р8), 5 - ДНК исходного образца P8; 6-13 - ДНК растений-трансформантов (№№1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9).In FIG. Figure 4 presents the results of a PCR analysis of meadow clover plants with npt1 / npt2 primers and plasmid pK22rs (annealing at 50 ° C) wells: 1 and 14 molecular weight marker; 2-water, 3-plasmid pK22rs, 4 - plasmid pK22rs + DNA of the original sample (control-P8), 5 - DNA of the original sample P8; 6-13 - DNA of transforming plants (No. 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9).

ПЦР-анализ с праймером npt1/npt2 при температуре отжига 50°С показал амплификацию всех тестируемых образцов, кроме №7, с единственным специфичным фрагментом на уровне свечения плазмиды, размером 580-590 пар нуклеотидов. В контрольном образце исходного растения (дорожка №5 на фиг.4) амплификацию не наблюдали.PCR analysis with the primer npt1 / npt2 at an annealing temperature of 50 ° C showed the amplification of all tested samples, except No. 7, with a single specific fragment at the level of luminescence of the plasmid, size 580-590 nucleotides. In the control sample of the source plant (lane No. 5 in FIG. 4), amplification was not observed.

На фиг.5 представлены результаты ПЦР-анализа с праймерами 35S/ac растений клевера лугового, трансформированных штаммом, содержащим вектор с геном ас (t отжига 52°С) лунки: 1 - маркер молекулярной массы, 2 - вода, 3 - плазмида pK22ac, 4 - pK22ac+ДНК исходного образца (контроль - Р8), 5 - ДНК исходного образца (Р8), 6-8 ДНК растений-трансформантов (№№1, 2, 6).Figure 5 presents the results of PCR analysis with primers 35S / ac meadow clover plants transformed with a strain containing a vector with the ac gene (annealing 52 ° C) wells: 1 - molecular weight marker, 2 - water, 3 - plasmid pK22ac, 4 - pK22ac + DNA of the initial sample (control - P8), 5 - DNA of the initial sample (P8), 6-8 DNA of transforming plants (Nos. 1, 2, 6).

При ПЦР-анализе исследуемых образцов на наличие целевого гена дефензина амаранта (ас) установлено, что при использовании комбинации праймеров 35S/ac при температуре отжига 52°С наблюдали амплификацию образцов, трансформированных штаммом агробактерии с геном дефензина амаранта при отсутствии амплификации в контрольном нетрансгенном растении (фиг.5 - дорожки 6, 7, 8, образцы LGVac2; LGVac15П; A4acl 200).By PCR analysis of the samples for the presence of the target amaranth defensin gene (ac), it was found that using a combination of 35S / ac primers at an annealing temperature of 52 ° C, amplification of samples transformed with the agrobacterium strain with the amaranth defensin gene was observed in the absence of amplification in the control non-transgenic plant ( 5 - lanes 6, 7, 8, samples LGVac2; LGVac15P; A4acl 200).

Таким образом, показано наличие встраиваемых генов в геноме изученных образцов клевера лугового.Thus, the presence of embedded genes in the genome of the studied meadow clover samples was shown.

Пример 3.Example 3

Кислотоустойчивость морфогенных культур клевера лугового на агаризованной питательной среде Гамборга В5 с 50 мг/л ионов алюминия.Acid resistance of morphogenic cultures of meadow clover on Hamburg's agarized nutrient medium B 5 with 50 mg / l aluminum ions.

Все трансформированные морфогенные культуры клевера лугового сохраняли признак кислотоустойчивости на агаризованной питательной среде Гамборга В5 с 50 мг/л ионов алюминия после длительного (в течение более чем 56 пассажей) культивирования на среде с селективным фактором канамицином. Результаты представлены в таблице.All transformed morphogenic cultures of meadow clover retained a sign of acid resistance on a Hamburg B 5 agar nutrient medium after 50 mg / L of aluminum ions after long-term (for more than 56 passages) cultivation on a medium with selective factor kanamycin. The results are presented in the table.

ТаблицаTable Кислотоустойчивость трансгенных морфогенных культур клевера луговогоAcid resistance of transgenic morphogenic cultures of meadow clover ГенотипGenotype Показатели устойчивости к 50 мг/л Al3+ Indicators of resistance to 50 mg / l Al 3+ Средняя масса, мг %Average weight, mg% Средняя длина, мм %Average length, mm% побеговshoots корнейthe roots побеговshoots корнейthe roots исходныхsource трансгенныхtransgenic исходныхsource трансгенныхtransgenic исходныхsource трансгенныхtransgenic исходныхsource трансгенныхtransgenic A4rsK711-2A4rsK711-2

Figure 00000001
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000005
Figure 00000005
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000007
A4rs21 IA4rs21 I
Figure 00000008
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000015
LGVac15ПLGVac15P
Figure 00000016
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000023
LGVac2LGVac2
Figure 00000024
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000027
Figure 00000028
Figure 00000028
Figure 00000029
Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000031

Изученные клоны 4-х генотипов клевера лугового сохранили признак устойчивости к Al3+ на уровне исходных форм, а клоны 3-х генотипов A4rs21 I, LGVac15П, LGVac2 даже существенно превышали их по массе образовавшихся корней 72,1; 54,6 и 125% соответственно. При этом длина корней была больше лишь у двух генотипов (LGVac15П и LGVac2). Существенное превышение массы морфогенной ткани отмечалось у клонов A4rs21 I (на 93,4%). Средняя масса побегов трансгенных клонов превышала таковую исходных образцов у 3-х генотипов A4rsK7 11-2, A4rs21 I и LGVac15П на 56,9; 38,5 и 32,2% соответственно.The studied clones of 4 meadow clover genotypes retained the resistance to Al 3+ at the level of the initial forms, and the clones of 3 genotypes A4rs21 I, LGVac15P, LGVac2 even significantly exceeded them in terms of the mass of the formed roots 72.1; 54.6 and 125% respectively. Moreover, the root length was greater only in two genotypes (LGVac15P and LGVac2). A significant excess of the mass of morphogenic tissue was observed in clones A4rs21 I (93.4%). The average mass of shoots of transgenic clones exceeded that of the original samples in 3 genotypes A4rsK7 11-2, A4rs21 I and LGVac15P by 56.9; 38.5 and 32.2%, respectively.

Таким образом, полученные данные, и в том числе, по способности к ризогенезу изученных клонов на селективной среде, свидетельствуют о сохранении признака кислотоустойчивости растениями-регенерантами в процессе генетической трансформации.Thus, the obtained data, including the ability to rhizogenesis of the studied clones on a selective medium, indicate the preservation of the sign of acid resistance by regenerant plants in the process of genetic transformation.

Разработанный способ генетической трансформации растений селекционно-ценных образцов клевера лугового позволяет получать растения-регенеранты со встроенными генами - маркерным (канамицинустойчивость) и целевым (ген синтеза дефензина амаранта, повышающим устойчивость растений к корневым гнилям).The developed method for the genetic transformation of plants of valuable breeding specimens of meadow clover allows one to obtain regenerant plants with built-in genes - marker (kanamycin resistance) and target (amaranth defensin synthesis gene that increases plant resistance to root rot).

Кроме того, использование при генетической трансформации способа прямой регенерации растений, исключающего возникновение сомаклональной изменчивости, позволяет 1) сохранять селекционно-ценные признаки исходного образца (кислотоустойчивость), 2) поддерживать в культуре in vitro более 50 пассажей трансгенные морфогенные культуры с высокой регенерационной способностью, 3) получать неограниченное количество трансгенных растений-регенерантов.In addition, the use of a direct plant regeneration method, which eliminates the occurrence of somaclonal variation, during genetic transformation allows 1) to maintain selection-valuable traits of the initial sample (acid resistance), 2) to maintain more than 50 passages in transgenic morphogenic cultures with high regenerative ability in vitro culture, 3 ) receive an unlimited number of transgenic regenerated plants.

Нанесение инокулюма только на поверхность среза облегчает последующие процедуры по элиминации агробактериальной инфекции морфогенной ткани.The application of the inoculum only on the cut surface facilitates subsequent procedures for the elimination of agrobacterial infection of morphogenic tissue.

Использование для ПЦР-анализа ДНК, выделенной из листовой ткани асептических растений-регенерантов, образовавших корни на среде с 50 мг/л канамицина, позволяет выявлять трансгенные растения на более ранних этапах культивирования до высадки в почву.Using for PCR analysis of DNA isolated from the leaf tissue of aseptic regenerated plants that formed roots on a medium with 50 mg / l kanamycin, it is possible to detect transgenic plants at earlier stages of cultivation before planting in the soil.

Источники информацииInformation sources

1. Солодкая Л.А., Агафодорова М.Н., Куренина Л.В., Лапотышкина Л.В. Способ регенерации растений клевера лугового при генетической рансформации. / Патент на изобретение RU №2305931, 2007 г.1. Solodkaya L.A., Agafodorova M.N., Kurenina L.V., Lapotyshkina L.V. Method for the regeneration of meadow clover plants during genetic transformation. / Patent for invention RU No. 2305931, 2007

2. Michael L. Sullivan, Kenneth H. Quesenberry Red Clover (Trifolium pratense) // Methods in Molecular Biology, vol.343: Agrobacterium Protocols, 2/e, volume 1. Edited by: Kan wang, Humana Press Inc., Totowa, N1, p.369-383.2. Michael L. Sullivan, Kenneth H. Quesenberry Red Clover (Trifolium pratense) // Methods in Molecular Biology, vol. 343: Agrobacterium Protocols, 2 / e, volume 1. Edited by: Kan wang, Humana Press Inc., Totowa , N1, p. 369-383.

Claims (1)

Способ генетической трансформации растений селекционно-ценных образцов клевера лугового, включающий инокулирование поверхности эксплантов, помещенных на среду Гамборга B5 без антибиотиков, культурой агробактерий, кокультивирование в течение 48 ч, дальнейшее культивирование отмытых от агробактерий эксплантов на среде Гамборга B5 с 50 мг/л канамицина в присутствии элиминирующего агробактерии антибиотика, регенерацию растений и ПЦР-анализ наличия встроенных генов, отличающийся тем, что инокуляцию осуществляют путем нанесения агробактерий шпателем на поверхность разреза частей размером 3-5 мм морфогенной ткани с побегами, помещенных на среду Гамборга В5 с 2 мг/л 6-бензиламинопурина, с последующей регенерацией растений in vitro методом прямой регенерации, без образования каллусной ткани, и ПЦР-анализа ДНК, выделенной из молодых асептических листочков растений-регенерантов in vitro, образовавших корни в присутствии селективного фактора канамицина в концентрации 50 мг/л, и контроля сохранения селекционно-ценных (кислотоустойчивость) признаков исходного образца. A method for the genetic transformation of plants of breeding valuable samples of meadow clover, including inoculating the surface of explants placed on Hamburg B 5 medium without antibiotics, agrobacterial culture, cultivation for 48 h, further cultivation of explants washed from agrobacteria on Hamburg B 5 medium with 50 mg / l kanamycin in the presence of an antibiotic eliminating an agrobacterium, plant regeneration and PCR analysis of the presence of integrated genes, characterized in that the inoculation is carried out by applying an agrobacter with a spatula on the cut surface of parts 3-5 mm in size of morphogenic tissue with shoots placed on Hamburg B 5 medium with 2 mg / l of 6-benzylaminopurine, followed by in vitro regeneration of plants by direct regeneration, without the formation of callus tissue, and PCR analysis DNA isolated from young aseptic leaflets of in vitro regenerated plants, which formed roots in the presence of a selective factor of kanamycin at a concentration of 50 mg / l, and control the conservation of selection-valuable (acid resistance) traits of the initial sample.
RU2009142386/10A 2009-11-18 2009-11-18 Method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples RU2420060C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142386/10A RU2420060C1 (en) 2009-11-18 2009-11-18 Method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142386/10A RU2420060C1 (en) 2009-11-18 2009-11-18 Method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2420060C1 true RU2420060C1 (en) 2011-06-10

Family

ID=44736434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009142386/10A RU2420060C1 (en) 2009-11-18 2009-11-18 Method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2420060C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIOL. RES., 2008; 41(1): 25-31. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sharma et al. An efficient method for the production of transgenic plants of peanut (Arachis hypogaea L.) through Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation
Harwood* et al. Barley transformation using Agrobacterium-mediated techniques
Torreblanca et al. Development of a high throughput system for genetic transformation of olive (Olea europaea L.) plants
Urtubia et al. Agrobacterium-mediated genetic transformation of Prunus salicina
Xie et al. Genetic transformation of grape varieties and rootstocks via organogenesis
Baranski et al. Green fluorescent protein as an efficient selection marker for Agrobacterium rhizogenes mediated carrot transformation
CN113584072B (en) Construction method of strawberry genetic transformation system
Setiari et al. Micropropagation of Dendrobium phalaenopsis orchid through overexpression of embryo gene AtRKD4
CN111893133A (en) Agrobacterium-mediated cabbage heart genetic transformation method
CN111593058A (en) Bna-miR169n gene and application thereof in controlling drought resistance of brassica napus
Kaur et al. Efficient production of transgenic tomatoes via Agrobacterium-mediated transformation
Déchamp et al. Coffee (Coffea arabica L.)
Gatica-Arias et al. Genetic transformation of hop (Humulus lupulus L. cv. Tettnanger) by particle bombardment and plant regeneration using a temporary immersion system
Wang et al. Improvement of Agrobacterium-mediated transformation and rooting of black cherry
JP5020253B2 (en) Method for producing Chinese cabbage transformant using flower stem tissue and transformant with improved soft rot resistance produced therefrom
CN116083445A (en) CrBZR1 gene and application thereof
Pérez et al. Banana (Musa sp.)
RU2420060C1 (en) Method of genetic transformation of plants of meadow clover selection-valuable samples
Sparrow et al. Brassica oleracea
Khlifa et al. Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of Hypericum sinaicum L. for the development of hairy roots containing hypericin
Soliman In vitro regeneration and genetic transformation of peach (Prunus persica L.) plants
Li et al. Agrobacterium-mediated transformation of watermelon (Citrullus lanatus)
Hamama et al. Shoot regeneration and genetic transformation by Agrobacterium tumefaciens of Hydrangea macrophylla Ser. leaf discs
US20040210958A1 (en) A Novel Culture Method for Corn Transformation
ZHAO et al. The Establishment of an Agrobacterium-Mediated Transformation Platform for the Non-Embryogenic Calli of Vitis vinifera L.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131119