Получение и анализ композитных растений томата Solanum lycopersicum L., трансформированных генами рецепторов сигнальных молекул ризобий у гороха | Production and analysis of composite tomato plants Solanum lycopersicum L. carrying pea genes encoding the receptors to rhizobial signal molecules

Русский. 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.

Английский. 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.