The application of targeting of Fe-dependent superoxide dismutase and choline oxidase into chloroplast as a strategy for effective plant protection against abiotic stresses | Использование системы таргетинга ферментов Fe-зависимой супероксиддисмутазы и холинокидазы в хлоропласт как стратегия эффективной защиты растений от абиотических стрессов

English. Plastids are plant cell compartments the most sensitive to abiotic stresses, because photosynthesis and other important metabolic processes take place here. To protect the chloroplast compartment, tomato plants of the cv 'Belyi naliv' and potato cv 'Darenka' were transformed with agrobacteria containing genes of Fe-dependent superoxide dismutase and choline oxidase. These target genes were provided with signal sequences directing the expressed protein to the plastid compartment. The abrobacterial transformation technique was optimized experimentally for crop varieties mentioned above. It was shown that the true leaves and stems of the developed plants are the most suitable explants for regenerant obtaining. The highest frequency of regeneration from explants was achieved using the medium containing 5 mg/l BAP, 0.1 mg/l NAA and 1 mg/l zeatin. Among the antibiotics tested for inhibition of agrobacterium, augmentin and timentin are characterized by identical good performance. To completely eliminate the agrobacterium, antibiotic concentration of 200 mg/l in the medium was sufficient, and it had no inhibitory effect on shoot regeneration. However, to suppress the agrobacterium by means of cefotaxime, a concentration of 500 mg/l and higher was necessary. In addition, cefotaxime began to exert inhibitory effect on regenerant development already at concentration of 100 mg/l.

Russian. Одни из самых чувствительных к повреждению абиотическими стрессами компартменты растительной клетки - пластиды, в которых осуществляются фотосинтез и другие важные метаболические процессы. Чтобы обеспечить защиту хлоропластного компартмента методом генетической инженерии, растения томата сорта Белый Налив и картофеля сорта Даренка были трансформированы генами Fe-зависимой супероксиддисмутазы и холиноксидазы. Эти целевые гены были снабжены сигнальными последовательностями, направляющими белок в пластидный компартмент. В результате экспериментов оптимизирован метод агробактериальной трансформации для изучаемых сортов томата и картофеля. Показано, что для получения регенерантов наиболее подходящими эксплантами служат настоящие листья и стебли развившихся растений. Самая высокая частота регенерации у эксплантов достигнута на среде, содержащей 5 мг/л бензинаминопурина (БАП), 0,1 мг/л нафтилуксусной кислоты (НУК) и 1 мг/л зеатина. Среди тестируемых антибиотиков для подавления агробактерии одинаково эффективными были аугментин и тиментин. Для полной элиминации микроорганизма достаточно было концентрации 200 мг/л в среде, при этом антибиотики не оказывали ингибирующего воздействия на процесс регенерации побегов. Однако цефотаксим подавлял агробактерии лишь в концентрации 500 мг/л и выше, он угнетал развитие регенерантов уже при концентрации 100 мг/л.