Лекция_1_ГИ_М_2014
.pdf
Физиолого-биохимический анализ трансформантов растений, экспрессирующих нативный и гибридный desA ген
Мкмоль/г с.м.
2 Индекс повреждения листьев трансформированные линии картофеля в норме и после охлаждения.
35S-DA – Трансформанты несущие ген desA
35S-DAL (2,3) -Трансформанты несущие ген desA-licBM3
1 Определение интенсивности перекисного окисления липидов по МДА, как маркера холодоустойчивости растений
35S-DA – Трансформанты несущие ген desA
35S-DAL (2,3) -Трансформанты несущие ген desA-licBM3
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
контроль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35S-DAL 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35S-DAL 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35S-DA |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при 22°С |
|
|
|
после 30мин при -7°С |
||||||||||||||||||||||||||||||||
% |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предположение:
•Изменение физических свойств мембран в трансформантах растений (за счет более высокого содержания ненасыщенных жирных кислот) может модулировать конформацию и\или активность интегрированных в мембранные липиды белковых комплексов, большинство из которых являются либо рецепторами, либо сенсорами, участвующими в передаче сигналов при действии стрессовых факторов.
Гипотетическая схема физиологической роли генов десатураз в
молекулярных механизмах стрессового ответа растений
T1
P2
T1
p
desA
R1 S1
p |
g1 |
|
Ядро |
|
p |
|
g2 |
P-d2
P-d1
R1
S1
MAPK-1… |
|
||
p |
g1 |
P1 |
|
Ядро |
|||
|
|||
|
|
||
|
P1p |
|
|
|
g2 |
|
|
Липидный
бислой
цитоплазма
мембрана
Липидный
бислой
Десатурация жирных кислот
DesA
P-d2 
К и Тр – растительная клетка контрольного и трансгенного растений, соответственно
desA и DesA – гетерологичный ген десатуразы и его белковый продукт
g1 и g2 – гены растения
Р1 и Р2 – их белковые продукты
R1, S1, T1 – рецептор(ы), сенсор(ы), транспортер(ы)
P-d1-P-d2 ─ двудоменный мембранный белок
МАРК – МАР киназа(ы).
DesA
цитоплазма
P-d1 мембрана
Ген |
Происхож- |
Цель |
Ссылки |
|
дение |
исследования |
(наши |
|
|
|
публикации) |
kmR |
Escherichia coli |
Селективный |
1983, 1986, 1986 |
|
|
маркер |
|
aroA (mut.) Escherichia coli Устойчивость к 1988-2009
гербицидам
toxB |
Bacillus |
Устойчивость к |
1988 |
|
thuringiensis |
насекомым |
|
proBosm proA Escherichia coli Резестентность к 1990-1995
осмотическому
стрессу
ПУТИ БИОСИНТЕЗА АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ
БАКТЕРИИ
ШИКИМОВАЯ ГЛИФОСАТ КИСЛОТА
EPSP
синтетаза
ХОРИЗМОВАЯ КИСЛОТА 
РАСТЕНИЯ
(ХЛОРОПЛАСТ)
ШИКИМОВАЯ
КИСЛОТА
EPSP
синтетаза
ХОРИЗМОВАЯ
КИСЛОТА
L-ТРИПТОФАН L-ФЕНИЛАЛАНИН
L-ТИРОЗИН
СИНТЕЗ СТРУКТУРНЫХ И РЕГУЛЯТОРНЫХ БЕЛКОВ
ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ СОЗДАНИЯ УСТОЙЧИВЫХ К ГЛИФОСАТУ РАСТЕНИЙ
ДЕТОКСИКАЦИЯ |
УВЕЛИЧЕННЫЙ |
СИНТЕЗ В РАСТИТЕЛЬНОЙ |
(КАТАБОЛИЗМ) |
СИНТЕЗ |
КЛЕТКЕ ФЕРМЕНТА |
ГЕРБИЦИДА В |
ФЕРМЕНТА В |
УСТОЙЧИВОГО К |
РАСТИТЕЛЬНОЙ |
РАСТИТЕЛЬНОЙ |
ГЛИФОСАТУ |
КЛЕТКЕ |
КЛЕТКЕ |
|
СТРАТЕГИЯ СОЗДАНИЯ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К СТРЕССОВЫМ ФАКТОРАМ
ПОИСК или СОЗДАНИЕ ОРГАНИЗМОВ, ЖИВУЩИХ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ВЫДЕЛЕНИЕ И КЛОНИРОВАНИЕ ГЕНОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ УСТОЙЧИВОСТЬ К СТРЕССОВЫИ ФАКТОРАМ, НАПРИМЕР ГЕРБИЦИДАМ
ПЕРЕНОС КЛОНИРОВАННОГО ГЕНА В РАСТИТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ И ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ МОДЕЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ В СТРЕССОВЫХ УСЛОВИЯХ
СОЗДАНИЕ НОВЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ФОРМ
МУТАГЕНЕЗ
(НИТРОЗОГУАНИДИН)
ASP ALA LEU
GAT GCG CTG
GAT CGG CTG
ASP ARG LEU
ОТБОР БАКТЕРИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К ГЛИФОСАТУ
КЛОНИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ГЕНА, КОДИРУЮЩЕГО УСТОЙЧИВУЮ ФОРМУ ФЕРМЕНТА
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФЕРМЕНТА ИЗ ШТАММА ДИКОГО ТИПА, ЧУСТВИТЕЛЬНОГО К ГЛИФОСАТУ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФЕРМЕНТА ИЗ МУТАНТНОГО ШТАММА, УСТОЙЧИВОГО К ГЛИФОСАТУ
P35S LEADER |
aroA |
ОБРАБОТКА РАСТЕНИЙ ГЛИФОСАТОМ (30 мМ)
AroA1 |
AroA2 |
Контроль |