Л. Х. Гордон доктор биологических наук, профессор
Трансгенные растения с генами дефенсинов, тионинов и
жүктеу/скачать 3,42 Mb. Pdf көрінісі
|
Тарчевский
| Трансгенные растения с генами дефенсинов, тионинов и
рибосомоинактивирующих белков. Одним из важных на- правлений создания устойчивых к патогенам растений явля- ется перенос в них генов природных белков (дефенсинов, тионинов, липидпереносящих белков), вызывающих нару- шение функционирования клеточных мембран патогенных грибов и бактерий [Carmona et al., 1993; Terras et al., 1995; Butt et al., 1998; Dempsey et al., 1998; Gao et al., 2000; Ляпко- ва и др., 2001]. В роли поставщиков этих генов могут высту- пать как сами растения, так и животные, насекомые, грибы и бактерии (табл. 2), у которых, например, дефенсины име- ют сходный план строения и достаточно консервативные участки молекул [Zinn-Justin et al., 1996; Thevissen et al., 1997; Kushmerick et al., 1998]. В качестве примера можно привес- ти трансгенные растения табака, обладающие повышенной устойчивостью к патогенам, что было обеспечено перено- сом гена дефенсина кролика [Zhang et al., 2000]. Еще одно направление создания устойчивых трансген- ных растений - это перенос в них генов белков (N-гликози- даз), нарушающих функционирование белоксинтезирую- щей машины грибов и бактерий (так называемых рибосо- моинактивирующих белков, блокирующих фактор элонга- ции [Girbes et al., 1996; Hong et al., 1996; Lam et al., 1996; Zoubenko et al., 2000; Nielsen, Boston, 2001]). Обнаружено, 90S Таблица 3 Трансгенные растения с генами бактериальных и грибных токсинов что рибосомоинактивирующие белки действуют также на вирусную РНК, что, по-видимому, связано с их РНКазной активностью [Obrig et al., 1985; Mock et al., 1996]. Недавно были получены трансгенные растения с кон- ститутивно экспрессируемыми привнесенными генами от- носительно небольших белков пуроиндолинов, токсичных для фитопатогенных грибов in vivo и in vitro [Krishnamurhy etal., 2001]. К последним двум направлениям работ по созданию ус- тойчивых трансгенных растений примыкает еще одно, в ко- тором используются гены бактериальных токсинов, обла- дающих инсектицидными свойствами (табл. 3). Большой интерес вызывало установление факта индук- ции синтеза РНК-зависимой РНК-полимеразы вирусами или салициловой кислотой. Растения табака с привнесен- ным геном антисмысловой РНК-зависимой РНК-полимера- зы обнаруживали более высокое содержание вирусной РНК и более ярко выраженные симптомы заболевания, чем исходные растения [Xie et al., 2001]. Это означает, что РНК-зависимая РНК-полимераза играет важную роль в ан- тивирусной защите растений. Из приведенных данных следует, что для создания трансгенных растений, устойчивых к патогенным бактери- ям, грибам и вирусам, а также к паразитирующим на расте- ниях насекомым и нематодам используется целый арсенал генов, кодирующих белки различных этапов функциониро- вания сигнальных систем клеток растений, начиная с элиси- торных белков и кончая антипатогенными, инсектицидны- ми и антинематодными белками. Работы по созданию трансгенных растений с повышенной устойчивостью к био- тическим стрессорам осуществляются со все более высоки- ми темпами и, безусловно, будут способствовать все боль- шему расширению общей площади посевов, отведенных для сельскохозяйственных трансгенных растений, и увели- чению разнообразия видов и сортов этих растений [Lamb et al., 1992; Ноу, 1998; Salmeron, Vernooij, 1998; Бурьянов, 1999; Kolodziejczyk, Fedec, 1999; Романов, 2000; Borch, Rasmussen, 2000; Melchers, Stuiver, 2000; Rommens, Kishore, 2000; Wolfenbarger, Phifer, 2000]. Опасность загрязнения не- желательным генетическим материалом других хозяйствен- но ценных растений (за счет переопыления, горизонтально- го переноса генетического материала при инфицировании растений вирусами и бактериями [Чернов и др., 1996] и т.д.), связанная с повышением темпов создания трансгенных рас- тений, заставляет исследователей учитывать эти факторы при получении новых трансгенных сортов. |