Identification and study of stress resistance genes expression in poplars | Идентификация и исследование экспрессии генов стрессоустойчивости у тополей

英语. There has been carried out an assessment of the cold stress effect on physiological parameters and genetic apparatus of selection valuable poplar varieties. In the course of the study, the dynamics of buds blooming and determination of the DREB2 gene expression in specimens of poplar varieties subjected to artificial freezing have been carried out. The methodology of the experiment included the modeling of cold stress using a low-temperature freezer, laboratory growth of control and frozen-out cuttings under artificial lighting. Later on, the ontogenetic dynamics of bud break were recorded. When comparing the intensity of regrowth of the experimental and control samples, it has been found that the pruned shanks showed more intensive blooming of buds in some varieties (Veduga and Bolid), while other genotypes (Ivanteevsky, ED-120, Kitaysky) showed a lag of varying degrees in the rate of dissolution of the buds of the frozen-out specimens from the control ones. Based on the results of phenological observations, representatives with contrasting indicators (Sacrau, E.c. - 38 and Volosistoplodny) have been selected and subjected to further study at the molecular genetics level. The analysis has showed an increase in the expression of the DREB2 gene in two experimental specimens of poplar varieties (Volosistoplodny and Sacrau) after exposure to negative temperatures relative to control specimens. Freezing of experimental poplar plants E.c.-38 has showed the opposite result. In general, we can conclude that the observation of the dynamics of buds blooming and the assessment of gene expression is a fairly informative marker for studying the effect of cold stress; however, to clarify the relationship of phenological parameters with the expression of stress resistance genes, additional studies are required.

俄语. Проведена оценка влияния холодового стресса на физиологические параметры и генетический аппарат селекционно-ценных сортов тополя. В ходе исследования проводилась оценка динамики распускания почек и определение экспрессии гена DREB2 у образцов различных сортов тополя, подвергнутых искусственному промораживанию. Методология постановки опыта включала моделирование холодового стресса при помощи низкотемпературной морозильной камеры, лабораторное отращивание контрольных и промороженных черенков в условиях искусственного освещения. В дальнейшем осуществлялась регистрация онтогенетической динамики распускания почек. При сравнении интенсивности отрастания опытных и контрольных образцов выявлено, что у некоторых сортов ('Ведуга', 'Болид') подвергнутые проморозке черенки демонстрируют более интенсивное распускание почек, в то время как другие генотипы ('Ивантеевский', 'ЭД-120', 'Китайский') проявили отставание различной степени в скорости распускания почек промороженных образов от контрольных. По результатам фенологических наблюдений были отобраны представители с контрастными показателями ('Сакрау', 'Э.c.-38' и 'Волосистоплодный') и подвергнуты дальнейшему изучению на молекулярно-генетическом уровне. Анализ показал повышение экспрессии гена DREB2 у двух опытных образцов сортов тополя ('Волосистоплодный' и 'Сакрау') после воздействия отрицательных температур относительно контрольных образцов. Промораживание опытных растений тополя 'Э.c.-38' демонстрировало обратный результат. В целом можно заключить, что наблюдение динамики распускания почек и оценка экспрессии генов является достаточно информативным маркером для изучения влияния холодового стресса, однако для уточнения связи фенологических параметров с экспрессией генов стрессоустойчивости требуются дополнительные исследования.