Генетична трансформація рослин з використанням вуглецевих нанотрубок для доставки ДНК

Бурлака О.М., Пірко Я.В., Ємець А.І., Блюм Я.Б.

Оригінальна работа 

РЕЗЮМЕ. Исследована возможность использования наноносителей на основе углеродных нанотрубок (УНТ) для доставки генетического материала в протопласты, клетки каллуса и мезофильных эксплантов растений. С использованием однослойных УНТ в концентрации 20 мкг/мл и многослойных УНТ в концентрации 15 мкг/мл проведена генетическая трансформация протопластов мезофилла Nicotiana tabacum L. генетической конструкцией pGreen 0029 и показана транзиентная экспрессия репортерного гена yfp в протопластах. С использованием однослойных и многослойных УНТ в концентрациях 40 и 30 мкг/мл соответственно проведена генетическая трансформация каллуса и листовых эксплантов N. tabacum геном nptII в составе конструкции pGreen 0029 и получены растения-регенеранты на селективной среде, содержащей 50 мг/л канамицина. Показана применимость разработанных наноносителей на основе однослойных УНТ для трансформации протопластов и клеток растений, покрытых клеточной стенкой. В то же время наноносители на основе многослойных УНТ демонстрировали применимость только для трансформации протопластов в связи с лимитирующей ролью целлюлозной стенки при их проникновении в клетки.

Досліджено можливість використання наноносіїв на основі вуглецевих нанотрубок (ВНТ) для доставки генетичного матеріалу у протопласти, клітини калюса та мезофільні експланти рослин. За використання одношарових ВНТ у концентрації 20 мкг/мл та ба-гатошарових ВНТ у концентрації 15 мкг/мл проведено генетичну трансформацію протопластів Nicotiana tabacum L. генетичною конструкцією pGreen 0029 та показано транзієнтну експресію репортерного гена yfp у протопластах. При концентрації одношарових та багатошарових ВНТ 40 і 30 мкг/мл відповідно проведено трансформацію калюсу та листкових експлантів N. tabacum геном nptII у складі конструкції pGreen 0029 та отримано рослини-регенеранти на селективному середовищі, що містило 50 мг/л канаміцину. Показано застосовність розроблених наноносіїв на основі одношарових ВНТ для трансформації протопластів та рослинних клітин, вкритих клітинною стінкою. Водночас наноносії на основі багатошарових ВНТ демонстрували застосовність лише для трансформації протопластів через лімітуючу роль целюлозної стінки для їхнього проникнення у клітини.

Ключові слова: генетическая трансформация растений, однослойные углеродные нанотрубки (ОСУНТ), многослойные углеродные нанотрубки (МСУНТ), функционализация, протопласты, каллус, табак Nicotiana tabacum L.
генетична трансформація рослин, одно-шарові вуглецеві нанотрубки, багатошарові вуглецеві нанотрубки, функціоналізація, протопласти, калюс, тютюн Nicotiana tabacum L.

Цитологія і генетика 2015, том 49, № 6, C. 3-12

Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Київ

E-mail: cellbio cellbio.freenet.viaduk.net

Бурлака О.М., Пірко Я.В., Ємець А.І., Блюм Я.Б. Генетична трансформація рослин з використанням вуглецевих нанотрубок для доставки ДНК, Цитологія і генетика., 2015, том 49, № 6, C. 3-12.