Codon optimization of the fungal Penicillium funicolosum gox gene for high-level expression in Solanum tuberosum plants

English. The native gox gene encoding glucose oxidase (GOX) was isolated from the genomic DNA of Penicillium funiculosum. For high-level expression of the Penicillium funiculosum GOX in Solanum tuberosum, lowusage codons were replaced by high-usage ones. The optimized gene was synthesized and cloned under the control of a CaMV 35S promoter into the plant transformation vector. Potato plants were transformed via an Agrobacterium tumefaciens-mediated procedure by selecting for kanamicyn resistance. Stable integration and expression of the optimized gox gene in the transgenic potato lines were ascertained by molecular and biochemical tests. Using codon optimization technique, the expression level of the native Penicillium funiculosum gox gene in Solanum tuberosum plants was improved on 20%.

Russian. Проведена оптимизация кодонового состава нативного гена gox Penicillium funiculosum, созданы трансгенные формы растений картофеля с полученной модифицированной последовательностью этого гена и проведена сравнительная оценка уровня синтеза целевого фермента у растений, экспрессирующих нативный и модифицированный гены gox. Установлено, что модификация нуклеотидной последовательности нативного гена gox достоверно увеличивает уровень накопления глюкозооксидазы в трансгенных растениях, и это, в свою очередь, приводит к увеличению концентрации эндогенного пероксида водорода у трансгенных растений, экспрессирующих модифицированный по кодоновому составу ген, по сравнению с трансгенными растениями, которые экспрессируют нативную последовательность гена gox. Следует ожидать, что увеличение уровня эндогенного пероксида водорода может оказать позитивное влияние на защитные свойства растений от неблагоприятных факторов внешней среды.