Підвищення стійкості рослин до бактеріальних хвороб шляхом генної інженерії

Бактеріальні хвороби мають велике економічне значення для багатьох сільськогосподарських культур. В більшості випадків, зважаючи на неефективність агротехнічних заходів та шкідливість для оточуючого середовища хімічних засобів, боротьба з бактеріозами зводиться до профілактики.

Протягом останніх десятиліть було запропоновано багато різних генетичних підходів для отримання стійких до бактеріальних хвороб рослин з використанням методів генетичної інженерії, включаючи продукування антибактеріальних білків нерослинного походження, інгібування бактеріальних факторів патогенності і вірулентності, підвищення природних захисних властивостей рослин і штучну індукцію запрограмованої загибелі клітин в місцях інфікування. Вони базуються на знанні механізмів дії антибактеріальних агентів і послідовних етапів взаємодії «рослина-патоген».

Використання антибактеріальних білків нерослинного походження.

Антибактеріальні білки є важливими компонентами антимікробних захисних систем у багатьох груп тварин. Деякі гени, що кодують антибактеріальні білки, відклоновано і експресовано в рослинах для отримання стійких до бактеріозів трансгенів.

Лізоцим- широко розповсюджений фермент, що специфічно гідролізує пептидоглікан клітинних стінок бактерій. В рослинах експресовано три різні лізоцимні гени (яєчного білку, бактеріофагу Т4, лізоциму людини). Безклітинні екстракти з трансгенних рослин тютюну, що продукують лізоцим курячого яєчного білку, інгібували ріст деяких видів бактерій. Експерименти в теплиці і in vitro показали часткову стійкість до Pectobacterium carotovora subsp. atroseptica трансгенних рослин картоплі, що продукують лізоцим бактеріофагу Т4, і деяке зменшення симптомів, що викликані P. syringae pv. tabaci, у рослин тютюну, що продукують лізоцим людини.

Літичні пептиди комах

- це низькомолекулярні білки, дія яких полягає у формуванні пор в бактеріальних мембранах.

Цекропіни - білки, гени яких виділено у шовкопряда. Результати, що отримані за експресії генів цекропінів у рослин, неоднозначні. У потомства трансгенних рослин тютюну, що експресують ген Shiva-1, спостерігалася затримка симптомів і зниження відсотку загиблих рослин після зараження Burkholderia solanacearum (збудник бактеріального вілту). Стійкість до B. solanacearum та P. syringae pv. tabaci не виявлялась у трансгенних рослин тютюну, що експресують гени цекропіну В. Це обумовлено деградацією цекропінів рослинними протеазами. Аттацини - інший клас літичних ферментів виділених із шовкопряду. Ген аттацину Е було інтродуковано в рослини яблуні, і декілька трансгенних клонів показали зниження чутливості до E. amylovora, збудника бактеріального опіку. У одного з цих клонів спостерігали зниження симптомів на 50% в умовах польового досліду на штучному інфекційному фоні.

Подібні статті

Природний відбір
Приро́дний відбі́р (або добір) — процес, завдяки якому сприятливі спадкові характеристики стають більш загальними в наступних поколіннях популяції організмів, що розмножуються, а несприятливі спадкові характеристики стають менш з ...

Генетична інженерія при створенні стійких рослин до гербіцидів
Генна інженерія ґрунтується на молекулярній біології яка дає можливість вносити зміни в молекулярну взаємодію основних біологічних молекул у клітині й поза нею. Біологи оволоділи методами, які дають можливість маніпулювати біологічними ...