Методы генетической инженерии в селекции зернобобовых культур на устойчивость к патогенам:
Трансгенные растения, устойчивые к грибным патогенам, бактериям и вирусам

автор:

В инженерной селекции растений, устойчивых к грибным болезням особое внимание уделяется идентификации белков, подавляющих рост и развитие грибов, а также генов, кодирующих их синтез. Выделено 5 классов защитных белков, синтез которых в растениях индуцируется при инфицировании вирусами, бактериями и грибами: PK-1-белки накапливаются после инфицирования растений вирусом табачной мозаики (ВТМ) и определяют устойчивость к фитофторозу; PK-2-белки — ферменты эндо-1,3-глюканазы и гены, вызывающие экспрессию идентифицированных в растениях грибных индукторов (глюканазы ингибируют развитие Fusarium solani, а в сочетании с хитиназами — и многих других фитопатогенов; глюканаза, обнаруженная у сои, задерживает развитие Rhisoctonia solani); РК-З-белки — ферменты хитиназы, гидролизирующие N-ацетилглюкозаминные полимеры (хитин), обнаружены во многих растениях, в частности, у бобов и арахиса; PK-4-белки с молекулярной массой 13 и 14,5 кД проявляют антигрибное действие к Trihoderma viridae и F.solani, а также синергизм при взаимодействии с белками РК-1 и PK-2-классов; РК-5-белки — туаматинподобные белки, включая осматин и зеамазин (ингибитор соответственно α-амилазы и трипсина кукурузы и индуктор салициловой кислоты картофеля).

Особую группу представляют следующие типы белков: тионины и низкомолекулярные цистеиновые белки злаковых и двудольных растений; белки, переносящие цитоплазматические липиды; запасные 28-альбумины, белки, инактивирующие рибосомы; белки эукариот (мономерные белки 26—32 кД и лектины, содержащие домейны, связанные с глюкозой); ингибиторы грибных полигарактураназ; неферментные хитинообразующие белки, включая лектин крапивы и гевеи; белок, изолированный из семян амаранта; растительные дефензины, гомологичные белкам насекомых и теплокровных.

Определенные успехи достигнуты в инженерной селекции растений, устойчивых к вирусным болезням путем включения в растительные геномы генов, кодирующих образование покровных белков вирусов. Экспрессия покровного белка под контролем введенного гена позволяет ингибировать размножение вируса в связи с недостатком белка для построения вирусной оболочки. Такие белки защищают растения от вирусной инфекции, уменьшая вирусную репликацию.

Разрабатывается стратегия борьбы с вирусами методом подбора генов, вызывающих задержку экспрессии транспортного белка (вирусные нуклеиновые кислоты переносятся из клетки в клетку через пласмодесмы с помощью кодируемого вирусом транспортного белка), связывание нуклеиновой кислоты вируса и снижение возможности переноса последнего или же модификацию пласмодесм с целью задержки переноса вируса.

Имеются интересные результаты переноса в геном растений генов теплокровных животных, кодирующих экспрессию новых для растения белков. Трансформация в растения картофеля гена крыс, кодирующего активность 2’-5’-олигоаденилатсинтазы, обуславливает нарушение синтеза вирусной РНК, снижая тем самым интенсивность размножения Х-вируса картофеля.