Общество физиологов растений России
12 Май, 2014

Ауксин приходит на помощь картофелю

Ауксин приходит на помощь картофелю

Картофель является второй после злаков пищевой и кормовой культурой, а ежегодный урожай его клубней превышает 300 млн тонн. Хорошо известно, что некоторые гормоны растений влияют на образование клубней картофеля. Установлено, что гиббереллины подавляют клубнеобразование, тогда как цитокинины в определенных условиях стимулируют инициацию клубней. Относительно влияния ауксина данные были противоречивы. Многие ранние исследования отмечали положительный эффект ауксина на клубнеобразование при обработке растений этим фитогормоном. Однако параллельно появлялись сообщения о том, что экзогенный ауксин не только не влияет, но даже ингибирует формирование клубней. Лишь в последние годы благодаря применению методов молекулярной биологии и генной инженерии эта проблема стала проясняться. Анализ экспрессии генов выявил изменения активности целого ряда ауксин-чувствительных генов в столоне после индукции клубнеобразования. Эти данные указывали на возможность повышения содержания ауксина в зоне столона, предназначенной для формирования клубня. Действительно, прямые измерения подтвердили наличие заметного подъема уровня ауксина в столоне в период, предшествующий началу разбухания и образования клубня. Все это свидетельствовало о важной роли ауксина в процессах индукции клубнеобразования у картофеля. Эти и предшествующие данные побудили ученых попытаться проверить и использовать возможности ауксина с помощью генноинженерных подходов. В результате были созданы трансгенные линии картофеля, экспрессирующие гены биосинтеза, которые обеспечивали повышение уровня ауксина в растении. Однако первые результаты разочаровали исследователей: экспрессия гена под сильным конститутивным промотором вызывала нарушения в развитии растений и снижала продуктивность растений. Очевидно, глобальный избыток ауксина в растениях проявлял отрицательный эффект. Для того, чтобы обеспечить «мягкий» подъем концентрации ауксина в нужном месте и в нужное время, в Институте физиологии растений РАН в сотрудничестве с Институтом биоорганической химии РАН были созданы трансгенные растения картофеля, экспрессирующие ген синтеза ауксина под контролем промотора пататинового гена. Этот промотор экспрессирует ген главным образом в клубнях и столонах, с минимальной экспрессией в других, вегетативных частях растения. Действительно, полученные трансформанты фенотипически не отличались от контрольных растений, однако образование клубней у них начиналось раньше и проходило более синхронно и интенсивно. В результате это приводило к существенному повышению урожая клубней. Таким образом, участие ауксина в клубнеобразовании получило важное экспериментальное подтверждение, при этом показана необходимость тонкой временнόй и тканеспецифичной регуляции эндогенных концентраций гормона.

Подробности: Bulbous Plants: Biotechnology. CRC Press, 2014, pp. 3-36; J. Exp. Botany, 2012, 63: 4539-4548.

Новости

VII Международная научная конференция «Генетика, Геномика, Биоинформатика и Биотехнология растений»

С 11 по 15 июля 2023 года в Казани на базе Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр ...

Приглашаются авторы в спецвыпуск журнала Biomolecules

На данный момент комплектуется номер спецвыпуска журнала Biomolecules (MDPI), посвященный гормонам растений. ...

Объявлено начало Конкурса на лучший дизайн нового логотипа ОФР

Все новости
Подписка на новости ОФР
verification code
ОФР в социальных сетях

Объявления

Записей не найдено.

Все объявления