Трансформация овса и ее применение для улучшения выносливости к осмотическому стрессу

Овес (Avena sativa L.), широко распространенная в умеренной зоне зерновая культура, лишен выносливости к осмотическому стрессу при воздействии засухи и/или солености. Чтобы генетически трансформировать доступные коммерческие культуры, была разработана генотип-независимая и эффективная регенерационная система из ростковой апикальной меристемы с использованием 4 культур: Prairie, Porter, Ogle, и Pacer. Все эти культуры давали генотип-независимые in vitro, дифференцированные множественные ростки из ростковой апикальной меристемы с высокой частотой. Используя такую систему, три культуры были вместе трансформированы по участкам pBY520 (содержащим гены hva1, bar) и pBY520 (содержащим gus). Трансгенные растения были отобраны и регенерированы с использованием устойчивости к гербицидам и GUS в качестве маркера. Молекулярный и биохимический анализ предполагаемых трансгенных растений подтвердил со-интеграцию hva1- и bar-генов с частотой 100%, и 61.6% трансгенных растений несли все три гена (hva1, bar и gus). Дальнейший анализ подтвердил стабильную интеграцию, экспрессию и наследование по Менделю для всех трансгенов. Гистохимический анализ GUS-белка в трансгенных растениях показал высокий уровень GUS-экспрессии в сосудистых тканях и в гранулах пыльцы зрелых цветков. Иммунохимический анализ трансгенных растений показал конститутивную экспрессию hva1 на всех стадиях развития. Однако уровень HVA1 был выше на ранних стадиях рассады. Характеристики экспрессии HVA1 в отношении осмотической выносливости потомства трансгенного овса были проанализированы как in vitro, так и in vivo. Трансгенные растения показывали существенно (P<0.05) возросшую устойчивость к стрессовым условиям, по сравнению с нетрансгенными контрольными растениями. Симптомы увядания и смерти листьев, как это наблюдалось у 80 % не-трансгенных растений при действии осмотического стресса, замедлялись и обнаруживались только у менее, чем 10% трансгенных растений. Эти наблюдения подтвердили характеристику HVA1-белка, как белка, обеспечивающего или улучшающего осмотическую выносливость трансгенных растений против засаливания и возможных стрессовых условий водного дефицита.

24994