ХАРАКТЕРИСТИКА acdS-ГЕНА БАКТЕРИЙ PSEUDOMONAS PUTIDA B-37 И СОЗДАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО ТРАНЗИЕНТНОЙ ЭКСПРЕССИИ В РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТКАХ NICOTIANA BENTHAMIANA

Продуктивное ведение мирового сельского хозяйства затруднено в связи с влиянием на растения широкого спектра факторов биотического и абиотического происхождения. Данные стрессовые воздействия вызывают в растении продукцию фитогормона этилена, накопление которого приводит к ускорению процессов старения, пожелтению и опаданию листьев и плодов. В настоящее время одним из наиболее перспективных подходов к снижению концентрации стрессового этилена является использование фермента 1-аминоциклопропан-1-карбоксилат дезаминазы (АЦК-дезаминазы), который разлагает предшественник этилена, АЦК, до аммиака и α-кетобутирата. Ген acdS, кодирующий данный фермент, представлен в геномах ризобактерий, в частности видов рода Pseudomonas. В настоящей работе ген acdS выделен из бактерий Pseudomonas putida B-37 и клонирован в составе вектора pBI121. Полученная векторная конструкция использована для проведения агробактериальной трансформации листьев растений Nicotiana benthamiana для установления временной экспрессии. Полученные данные об экспрессии acdS-гена в растительных клетках позволяют сделать вывод о том, что создание трансгенных растений, несущих бактериальный ген АЦК-дезаминазы, возможно и перспективно для народного хозяйства. 

1. Glick, B. R. Beneficial plant-bacterial interactions / B. R. Glick. – Waterloo : Springer International Publ., 2015. – 243 p.

2. Glick, B. R. Bacteria with ACC deaminase can promote plant growth and help to feed the world / B. R. Glick // Microbiology. – 2014. – Vol. 169, N 1. – P. 30–39.

3. Ahmad, E. ACC deaminase producing Pseudomonas putida strainPSE3 and Rhizobium leguminosarum strain RP2 in synergism improves growth, nodulation and yield of pea grown in alluvial soils / E. Ahmad, M. S. Khan, A. Zaidi // Symbiosis. – 2013. – Vol. 61. – P. 93–104.

4. Jacobson, C. B. Partial purification and characterization of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase from the plant growth promoting rhizobacterium Pseudomonas putida GR12-2 / C. B. Jacobson, J. J. Pasternak, B. R. Glick // Can. J. Microbiol. – 1994. – Vol. 40, N 12. – P. 1019–1025.

5. Глик, Б. Молекулярная биология: принципы и применение / Б. Глик ; пер. с англ. Баскаковой Н. В. [ и др.] ; под ред. Янковского Н. К. – М. : Мир, 2002. – 589 с.

6. AGROBEST: an efficient Agrobacterium-mediated transient expression method for versatile gene function analyses in Arabidopsis seedlings / H. Wu [et al.] // Plant Methods. – 2014. – Vol. 10, N 19. – Mode of access: http://www.plantmethods. com/content/10/1/19. – Date of access: 06.08.2016.

7. Marmur, J. A procedure for the isolation of deoxyribonucleic acid from microorganisms / J. A. Marmur // J. Mol. Biol. – 1961. – Vol. 3, N 2. – P. 208–218.

8. Маннитас, Т. Методы генетической инженерии : молекулярное клонирование / Т. Маннитас, Э. Фрич, Дж. Сэмбрук. – М. : Мир, 1984. – 479 с.

9. Transfection and transformation of Agrobacterium tumefaciens / M. Holsters [et al.] // Mol. Gen. Genet. – 1978. – Vol. 163. – P. 181–187.

10. SQ [Электронный ресурс] // Biosequence processor and molecular cloning aid = Процессор биологических последовательностей следующего поколения : [сайт] / SQ-project, [Минск, Респ. Беларусь]. – Mode of access: http:// www.bio.bsu.by/sq/files.html. – Date of access: 02.04.2016.

11. BLAST. NCBI [Electronic resource]. – Mode of access: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi. – Date of access: 02.04.2016.

12. ExPASy. Translate [Electronic resource]. – Mode of access: http://web.expasy.org/translate/. – Date of access: 02.04.2016.

13. NCBI. Conserved Protein Domain Family [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Structure/cdd/cddsrv.cgi?hslf=1&uid=cd00640&#seqhrch. – Date of access: 02.04.2016.

14. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 6.0 [Electronic resource] / Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. // MEGA: Molecular Evolutionary Genetics Analysis. Publications. – Mode of access: http:// www.megasoftware.net/citations. – Date of access: 02.04.2016.

15. Feklistova I. N. Effect of cultivation conditions on the production of phenazines in Pseudomonas aurantiaca B-162 // Biodiversity. Ecology. Evolution. Adaptation : Materials of Intern. Sci. Conf. in Odessa, March 28–April 1. 2005. – Odessa, 2005. – P. 159.

16. Evidence for horizontal gene transfer (HGT) of ACC deaminase genes / N. Hontzeas [et al.] // Appl. Environ. Micro-biol. – 2005. – Vol. 71, N 11. – P. 7556–7558.

17. Promotion of Plant Growth By Bacterial ACC Deaminase / B. R. Glick [et al.] // Critical Rev. in Plant Sci. – 2007. – Vol. 26. – P. 227–242.

18. Sequence analysis of the 144-kilobase accessory plasmid pSmeSM11a, isolated from a dominant Sinorhizobium me liloti strain identified during a long-term field release experiment / M. Stiens [et al.] // Appl. and Environ. Microbiol. – 2006. – Vol. 72, N 5. – P. 3662–3672.

19. Snap Gene [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.snapgene.com/. – Date of access: 07.03.2017.

20. Transcriptional regulation of ACC deaminase gene expression in Pseudomonas putida UW4 (aminocyclopro-pane-1-carboxylate) / Z. Cheng [et al.] // Can. J. Microbiol. – 2008. – Vol. 54, N 2. – P. 128–136.

21. Duan, J. 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase genes in Rhizobia: isolation and characterization [Electronic resource] : A thesis presented to the University of Waterloo in fulfillment of the thesis requirement for the degree of Master of Science in Biology / J. Duan. – Waterloo, 2007. – Mode of access: https://uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/ handle/10012/3003/Thesis_4th_for%20submission.pdf?sequence=1&isAllowed=y. – Date of access: 15.04.2017.

22. Glick, B. R. Modulation of plant ethylene levels by the bacterial enzyme ACC deaminase / B. R. Glick // FEMS Microbiol. Lett. – 2005. – Vol. 251. – P. 1–7.

23. Promotion of plant growth by ACC deaminase-producing soil bacteria / B. R. Glick [et al.] // Eur. J. of Plant Pathol. – 2007. – Vol. 119. – P. 329–339.

24. UniProt [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.uniprot.org/. – Date of access: 02.04.2016.

25. Phylogeny of the 1-aminocyclopropane-l-carboxylic acid deaminase-encoding gene acdS in phytobeneficial and pathogenic Proteobacteria and relation with strain biogeography / D. Blaha [et al.] // FEMS Microbiol. Ecol. – 2006. – Vol. 56. – P. 455–470.