Введение к работе
Актуальность проблеми. Опухоли выспнх растений издавна привлекают внимание биологов различных спешпльностой. Изучение опухслеобразования у растений тесно свлпано с проблемой даффе-ренцирозгл и морфэгеназа. Опухоли состоят из дедпф#еронцировая-ных клеток, к процессы морфогенеза и регенерации в культурах тагах клеток часто затруднены или невозможны. Опухоли растений содержат повышенные концентрации фитогормонов - вєпеств, определяющих направлеіше дпффзренцировки клеток. Эксперименты in vjtro свидетельствуют о том, что баланс экзо- и эндогенных фитогормонов является основным фактором, влияющим не тип развивающейся ткани - неорганизованный каллус или ткань, формкрующзя побеги или корни. Сильное увеличение содержания флтсгормоноа в опухолевых тканях позволяет создавать модели, которые могут быть использоваіш для изучения механизмов действия фитогормонов, их взаимовлияния, биосинтеза и катаболизма, пнгио'иторных эффектов сверхвысоких концентраций гормонов и механизмов адаптации клеток к таким концентрациям.
Значительный интерес опухоли растений представляют для фитопатологов. Многие организмы способны вызывать или усиливать реет опухолей у растений. Выяснение механизмов индукции опухолей и обнаружение генов, приводящих к устойчивости к фитопатогенам, может открыть пути к созданию более продуктивных форм сельскохозяйственных растений.
Особый интерес представляет исследование корончатых галлов,
ИНДУЦИроВаННЫХ ПОЧКЄШЮЙ бактерией Agrobacterlum tumefacienu.
Способность агробактерий ковалентно встраивать фрагмент ДНК в геном растений широко используется для переноса чужеродных химерных генов и создания огромного разнообразия трансгенннх растений, что открывает широкие перспективы для детального исследования многих механизмов их развития' и взаимодействия с факторами охружащей среды или другими организмами.
Цель-и задачи исследования. Целью роботы является сравнительное изучение инбредннх линий редиса, характеризугадахся различной частотой образования спонтанных опухолей, и индуцированных a.tumofaciens КОрОНЧЭТЫХ ГЭЛЛОВ ТабаКЭ И реДИСа in vitro.
В связи с этим в задачи навей работы входило:
- г -
-
Получение ;i анализ асептических корончатых галлов табака и редиса, индуцированных штаммами a.tumefaciens дикого типа.
-
Трансформация табака и редиса штаммами a.tumefaciens, содержащими отдельные онкогены из Т-ДНК, и изучение направления дизфоренцировки этих тканей на фони различных концентрации экзогенных фитогормонов.
-
Изучение направления дифіеренцировки in vitro эксплантов редиса инбредных линий, различающихся частотой спухолеобразова-ния на фоне различных концентраций экзогенных фитогормонов.
-
Анализ возможной связи опухолей корнеплодов у инбредшх
ЛИНИЙ редиса С A tumefaciens.
Научная новизна и значимость работы. Впервые показана возможность заражения in vitro прорОСТКОВ редиса A.tumefaciens. Проведен сравнительный анализ морфогенеза трансформированных тканей табака, содержащих различный набор генов синтеза фитогормонов из Т-ДНК, на синтетических средах, отличающихся по количеству экзогенных ауксинов и цитокининов.
Получены длительно пассируемые культуры тканей инбредных линий редиса. Влервые выделена морфогенная ткань из длительно пассируемых каллусов редиса. Предложен способ регенерации почек из тканей редиса, индуцированных на эксплантах выросших на 2,4-Д проростков.
Спонташше опухоли на корнеплодах редиса проанализированы на содержание нопялина и октопина - соединений, характерных для корончатых галлов.
Показана принципиальная возможность введения в культуру тканей эксплантов с растений опухолевых и неспухолевых линий редиса, выросших в полевых условиях. Предполагается наличие гомологичных Т-ДНК a.tumefaciens последовательностей в геноме редиса.
Практическая ценность работы. Различные морфогенетические свойства трансформированных тканей табака, содержащих различный набор генов синтеза фитогормонов из Т-ДНК a.tumefaciens, свидетельствуют о перспективности использования данного подхода . для изучения дифферендировки и морфогенеза у высших растений. Полученные нами длительно пассируемые ткани редиса могут быть использованы в исследованиях дифференцировки клеток, морфогєншх
свойств и изменчивости тканей m vitro. Асептические растения редиса, легко размножающиеся черенкованием, показывают принципиальную возможность получения ш vitro неограниченного 'гасла потомков ст одного растения. Это может тлеть значение для возобновления некоторых высокоиноредных линия редиса, отличающихся сильно пониженной плодовитостью и жизнеспособностью.
Апробация работы. Материал диссертации докладавался на Всесоюзной конференции по генетике соматических клеток в культуре, (Звенигород, 1986); на v съезде БОГиС им. Н.И.Вавилова ( Москва, 1987); на Республиканской конференции "Гаметная и зиготная селекция растений" (Кишинев, 1987); на Второй конференции моло-. дых ботаников Ленинграда (1988); на v международном молодежном симпозиуме Тегуляция метаболизма растений" (Варнз, 1990); на v зимней школе МГУ "Биология растительной клетки" (Пувдно, 1991).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов, четырех глав р. лультя-тов..обсуждения и выводов, содержит 7 таблиц и 22 рисунка. Список литературымключаэт 138 наименований, из них 120 - на английском языке.