Бережнева Зоя Александровна, младший научный сотрудник
450054, г. Уфа, Проспект Октября, 71
Zoya A. Berezhneva, Junior Researcher
71, Oktyabrya Avenue, Ufa, 450054
Мусин Халит Галеевич, к.б.н., научный сотрудник
450054, г. Уфа, Проспект Октября, 71
Khalit G. Musin, Cand. Sci. (Biology), Researcher
71, Oktyabrya Avenue, Ufa, 450054
Кулуев Булат Разяпович, д.б.н., заведующий лабораторией
450054, г. Уфа, Проспект Октября, 71
Bulat R. Kuluev, Dr. Sci. (Biology), Head of the Laboratory
71, Oktyabrya Avenue, Ufa, 450054
Ксилоглюканэндотрансгликозилазы представляют собой гидролитические ферменты клеточных стенок, которые участвуют в регуляции и обеспечении роста растений. Сверхэкспрессия генов ксилоглюканэндотрансгликозилаз может позитивно влиять на рост и стрессоустойчивость трансгенных растений, однако механизмы такого влияния остаются малоизученными. Целью данной работы являлось создание трансгенных растений табака со сверхэкспрессией гена ксилоглюканэндотрансгликозилазы осины PtrXTH1, а также морфофизиологический анализ их корней в условиях действия абиотических стресс-факторов. Трансгенные растения табака характеризовались увеличенной длиной корней по сравнению с растениями дикого типа как при оптимальных условиях, так и при засолении (действие хлорида натрия в концентрации 100 мМ), гипотермии (12 °С) и загрязнении кадмием (действие ацетата кадмия в концентрации 200 мкМ). Площадь клеток паренхимы корней у трансгенных растений табака была больше по сравнению с растениями дикого типа только при действии ацетата кадмия, тогда как при норме, гипотермии и засолении разница в размере клеток не обнаруживалась. Сверхэкспрессия гена PtrXTH1 способствовала увеличению в корнях общей антиоксидантной способности, содержания пролина, водорастворимых сахаров, окисленного и восстановленного глутатиона при действии всех трех стрессовых факторов. Таким образом, трансген PtrXTH1 оказывает стимулирующее действие на рост корней табака при норме и действии абиотических стресс-факторов, что сопровождается положительными изменениями в антиоксидантной системе.
Xyloglucan endotransglycosylases are hydrolytic cell wall enzymes that are involved in the regulation and promotion of plant growth. Overexpression of genes encoding xyloglucan endotransglycosylases can have a positive effect on the growth and stress tolerance of transgenic plants; however, the mechanisms of such influence remain poorly understood. This study was aimed at creating transgenic tobacco plants with overexpression of the PtrXTH1 gene encoding aspen xyloglucan endotransglycosylase, as well as conducting a morphophysiological analysis of their roots under abiotic stress. The transgenic tobacco plants were characterized by an increased root length as compared to wild plants, both under optimal conditions and in response to salinity (100 mM sodium chloride), low temperature (12 °C), and cadmium contamination (200 μM cadmium acetate). The area of root parenchyma cells in transgenic tobacco plants is larger as compared to wild plants only under the effect of cadmium acetate, whereas under normal conditions and under low-temperature and salinity stress, no difference in cell size was observed. The PtrXTH1 gene overexpression contributed to the increased total antioxidant capacity in the roots, as well as a higher content of proline, water-soluble sugars, and oxidized and reduced glutathione, in the context of the three stress factors. Thus, the PtrXTH1 transgene stimulates the growth of tobacco roots under normal and abiotic stress conditions, which is accompanied by positive changes in the antioxidant system.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.