AGRIS - 

2021

Guzeeva, A.A. | Kapitova, I.A. | Dolgov, S.V. | Burmenko, Yu.V.

The study aimed to analyse the current state of the art in genome modification of fruit and berry crops for more significant (vs. premium pure breeding varieties) deviations of norm in the traits and properties of biotic and abiotic resistance, productivity, fruit quality, etc. First horticultural crop transformation studies aimed at developing protocols based on selectable enzyme marker genes of phosphorylation-mediated aminoglycoside antibiotics detoxification. Neomycin phosphotransferase nptII constitutes the most common system of transgenic fruit and berry crop selection. The transgenic selection priorities were revealed for different fruit and berry crops. In pome crops, it is resistance to scab (Venturia inaequalis (Wint.) Cke), rust (Gymnosporangium juniper - virginianae Schwein.) and bacterial blight (Erwinia amylovora Burrill, Winslow et al.), higher fruit quality, including bright colouring, and reduced enzymatic browning. In stone crops, it is tolerance to plum pox (PPV), papaya ringspot (PRSV) and Prunus necrotic ringspot (PNRSV) viruses. In berry crops it is resistance to Sphaerotheca humuli (DC.) Burrill fungus, grey mould (Botrytis cinerea Pers.), root rot (Phytophthora cactorum (Lebert and Cohn) J.Schröt.) and powdery mildew (Oidium tuckeri Berkeley), as well as higher fruit quality. In citruses crops it is resistance to bacterial canker (Xanthomonas citri sub sp.), citrus ulcer (Xanthomonas axonopodis pv citri), greening disease (Huanglongbing (HLB)) and fungi (Trichoderma harzianum Rifai). In tropical crops it is resistance to papaya ringspot (PRSV) and banana streak (eBSV) viruses. Unique FT-phenotype transgenic fruit lines are leveraged in the new FasTrack breeding strategy. Nine fruit and berry transgenic crop lines have now been registered worldwide. Transgenic Arctic apples ('Golden', 'Granny, Fuji'), plums ('Honey Sweet') and papaya ('Rainbow', 'SunUp', 'Laie Gold') are industry-approved in fresh and processed form. The transgenic list regulated in the Russian Federation does not include fruit or berry crops. | Анализировали современное состояние мировых достижений при получении модифицированных геномов плодовых и ягодных культур (ПЯК) с существенными (отличными от таковых у лучших сортов, полученных без использования биоинженерии) отклонениями нормы реакции по признакам и свойствам устойчивости к биотическим и абиотическим факторам, продуктивности, качества плодов и др. В исследованиях по трансформации ПЯК разработали протоколы, включающие использование селектируемого маркерного гена, который кодировал ферменты, детоксифицирующие аминогликозидные антибиотики путем фосфорилирования. Наиболее распространенная система отбора для трансгенных линий ПЯК– использование nptII (неомицинфосфотрансфераза). Для семечковых культур приоритетные направления создания ГМ-линии – устойчивость к парше Venturia inaequalis (Wint.) Cke, ржавчине Gymnosporangium juniper - virginianae Schwein., бактериальному ожогу Erwinia amylovora Burrill, Winslow et al., высокое качество плодов. Для косточковых – толерантность к вирусу шарки (PPV), кольцевой пятнистости (PRSV), некротической пятнистости плодов (PNRSV). Для ягодных – устойчивость к грибам Sphaerotheca humuli (DC.) Burrill, возбудителю серой (Botrytis cinerea Pers.) и корневой (Phytophthora cactorum (Lebert and Cohn) J.Schröt.) гнилям, мучнистой росе (Oidium tuckeri Berkeley), высокое качество плодов. Для цитрусовых – устойчивость к бактериальному раку (Xanthomonas citri sub sp.), возбудителю язвы (Xanthomonas axonopodis pv citri), болезни озеленения (Huanglongbing (HLB)) и грибам (Trichoderma harzianum Rifai). Для тропических – устойчивость к вирусу кольцевой пятнистости (PRSV), вирусу полосатости бананов (eBSV). ГМ-линии плодовых с уникальным фенотипом FT применяются в новой стратегии селекции – "FasTrack". В мире зарегистрированы 9 ГМ-линий ПЯК. Для промышленного потребления в свежем виде и переработки разрешены ГМ-линии яблок Arctic (Golden, Granny, Fuji), сливы (Honey Sweet), папайи (Rainbow, SunUp, Laie Gold). В списке трансгенных культур, зарегистрированных в РФ, ГМ-линии ПЯК отсутствуют.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Rudaya, E.S. | Dolgikh, E.A.

В основе развития бобово-ризобиального симбиоза лежит сигнальный обмен между партнерами, что обеспечивает их взаимное узнавание, активацию инфекционного процесса и программы органогенеза клубеньков. Цель работы - изучение возможности приобретения растениями Solanum lycopersicum способности к узнаванию сигнальных молекул ризобий за счет переноса генов, кодирующих рецепторы Nod-факторов у бобового растения Pisum sativum. Для проведения экспериментов были получены и использованы 2 вида конструкций в векторе pKm43GW, в которых гены рецепторов PsSym10 или PsK1 были клонированы под промотором гена экстенсина томата pSlEXT1 - pSlEXT1::PsSym10-3xFLAG::T35S и pSlEXT1::PsK1-RFP::T35S. Молодые проростки томата S. lycopersicum сорта Carmello были трансформированы штаммом Agrobacterium rhizogenes Arqua 1. Для анализа использовали трансформированные корни композитных растений томата без инокуляции ризобиями Rhizobium leguminosarum bv. viciae CIAM1026 (контроль, 7 сут), а также трансформированные корни через 7 и 21 сут после инокуляции. При использовании промотора pSlEXT1 наблюдали экспрессию обоих генов PsSym10 и PsK1 в генетически трансформированных корнях растений томата, при этом экспрессия усиливалась под влиянием инокуляции ризобиями. Было показано существенное (примерно в 2,0-2,5 раза) повышение экспрессии гена PsSym10 в ответ на инокуляцию ризобиями как на 7-е, так и на 21-е сут. Уровень экспрессия PsK1 оказался самым высоким через 7 сут после инокуляции в трансформированных корнях композитных растений томата по сравнению с контролем. Чтобы определить, будут ли активироваться компоненты "общего" сигнального пути под влиянием перенесенных рецепторов в композитных растениях томата, были оценены изменения в экспрессии генов S. lycopersicum SlD27, SlNSP2, SlRAM1 и SlMAPK6. Активация экспрессии двух генов SlNSP2 и SlMAPK6 в ответ на инокуляцию может свидетельствовать о влиянии перенесенного гена K1 гороха на восприимчивость растений томата к инокуляции ризобиями. | The development of legume-rhizobial symbiosis is based on signal exchange between partners, which ensures their mutual recognition and activation of the infection process and the program of nodule organogenesis. The aim of this work was to study the possibility of acquiring the ability of Solanum lycopersicum plants to recognize signal molecules of rhizobia after transfer of the genes encoding receptors for Nod factors in the legume plant Pisum sativum. Two types of constructs in the pKm43GW vector were obtained and used, in which the PsSym10 or PsK1 genes encoding receptors were cloned under the pSlEXT1 promotor of tomato extensin gene, namely pSlEXT1::PsSym10-3xFLAG::T35S and pSlEXT1::PsK1-RFP::T35S. Young tomato seedlings of cv. 'Carmello' were transformed with the Agrobacterium rhizogenes Arqua 1 strain. For the analysis we used transformed roots of composite tomato plants without rhizobial Rhizobium leguminosarum bv. viciae CIAM1026 inoculation (control, 7 days), as well as transformed roots at 7 and 21 days after inoculation. In genetically transformed tomato roots the expression of both PsSym10 and PsK1 genes was observed under the pSlEXT1 promoter, moreover the expression was enhanced under the influence of rhizobial inoculation. A significant increase in the expression of the PsSym10 gene was shown in response to inoculation with rhizobia both at 7 and 21 days. The level of PsK1 expression was found to be the highest 7 days after inoculation in the transformed roots of composite tomato plants as compared to the control. Activation of the expression of two genes, the SlNSP2 and SlMAPK6 in response to inoculation may indicate the effect of the introduced pea K1 gene on the susceptibility of tomato plants to rhizobial inoculation.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation