Agrobacterium-mediated transformation is the most popular approach for obtaining transgenic plants nowadays. There are plenty of protocols developed for different plant species. These protocols usually include the medium composition, the technology for preparing plant explants and cultivation conditions, as well as the choice of agrobacteria strains. Nicotiana tabacum, or cultivated tobacco, was one of the f irst successfully transformed plant species. Nicotiana tabacum is a model object in plant genetics, particularly due to its ability for transformation and regeneration. N. tabacum is a naturally transgenic plant since its genome contains a cellular T-DNA acquired from Agrobacteria. The signif icance of cT-DNA for plants has not yet been established. Some assume that cT-DNA can increase the ability of plants to regenerate due to some of the genes they contain. For example, rolC has been shown to affect the hormonal balance of plants, but the molecular mechanisms underlying this have yet to be found. RolC is also somehow involved in the secondary metabolism of plants. Like N. tabacum, Nicotiana glauca produces a wide range of secondary metabolites and contains an intact rolC gene in its genome. At the same time, unlike N. tabacum, N. glauca is a diploid species, which makes it more suitable for genetic engineering approaches. Nicotiana sylvestris is one of the ancestral species of N. tabacum and does not contain cT-DNA. The aim of this work was to develop a protocol for transformation and regeneration of N. glauca and N. sylvestris. We managed to find an optimum ratio of auxins and cytokinins that promotes both active callus formation and organogenesis in N. glauca and N. sylvestris leaf explants. The developed technique will be useful both for fundamental research that includes the N. glauca and N. sylvestris species, and for practical application in the pharmaceutical industry and biosynthesis.
Агробактериальная трансформация – наиболее популярный метод получения трансгенных растений. Для многих видов растений разработаны протоколы, включающие описание условий трансформации, состав питательных сред, методику подготовки растительных эксплантов и выбор штаммов агробактерий, а также соотношение растительных гормонов, необходимых для последующей регенерации эксплантов. Одним из первых успешно трансформированных видов стал культурный табак, Nicotiana tabacum, который сегодня служит модельным объектом генетики растений. Nicotiana tabacum эффективно трансформируется и легко регенерирует, что делает его удобным для генно-инженерных манипуляций. При этом N. tabacum относится к природно-трансгенным видам, поскольку содержит в своем геноме последовательности агробактериального происхождения, клеточную Т-ДНК, значение которой для растений пока не установлено. Одним из предковых видов для N. tabacum является N. sylvestris, геном которого не содержит клТ-ДНК. Предполагают, что клТ-ДНК может повышать регенерационные способности растения за счет генов, входящих в ее состав, таких как, например, rolC. Для rolC действительно показано влияние на баланс растительных гормонов, однако стоящие за этим молекулярные механизмы остаются неизвестными. Помимо участия в морфогенезе, rolC влияет на биосинтез вторичных метаболитов в растении. Вид N. glauca, как и N. tabacum, считается природно-трансгенным, несет в клТ-ДНК интактный rolC и содержит широкий спектр вторичных метаболитов. При этом, в отличие от N. tabacum, N. glauca –диплоидный вид, что делает его гораздо более удобным объектом для проведения генно-инженерных работ. Целью данной работы была разработка протокола трансформации и регенерации для видов N. glauca и N. sylvestris. На основании уже известных протоколов для других представителей рода Nicotiana нами было подобрано такое соотношение ауксинов и цитокининов, при котором листовые экспланты N. glauca и N. sylvestris переходят к активному каллусообразованию, а затем к органогенезу. С использованием разработанной методики получены трансгенные растения этих видов. Разработанная методика трансформации и регенерации полезна как для фундаментальных исследований, затрагивающих виды N. glauca и N. sylvestris, так и для практического применения в области фарминдустрии и биосинтеза.
Keywords: Nicotiana; agrobacterium-mediated transformation; regeneration.
Copyright © AUTHORS.