Academic Journal
Анализ экспрессии одиннадцати генов SWEET в растительно-микробной системе Medicago lupulina и Rhizophagus irregularis в условиях внесения дозы фосфора в субстрат
| Τίτλος: | Анализ экспрессии одиннадцати генов SWEET в растительно-микробной системе Medicago lupulina и Rhizophagus irregularis в условиях внесения дозы фосфора в субстрат |
|---|---|
| Πηγή: | VIII Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов». |
| Στοιχεία εκδότη: | Crossref, 2024. |
| Έτος έκδοσης: | 2024 |
| Θεματικοί όροι: | БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, ЛЮЦЕРНА ХМЕЛЕВИДНАЯ, АРБУСКУЛЯРНАЯ МИКОРИЗА, СИМБИОТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ОБМЕН ПИТАТЕЛЬНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ, ИНОКУЛЯЦИЯ, РАСТИТЕЛЬНО-МИКРОБНЫЕ СИСТЕМЫ, SWEET, ФОСФОР В СУБСТРАТЕ, МИКОТРОФНАЯ ЛИНИЯ MLS-1 |
| Περιγραφή: | На сегодняшний день изучение арбускулярной микоризы (АМ), как одного из широко распространенных видов симбиоза, актуально ввиду тенденции к созданию высокопродуктивных растительномикробных систем (РМС). Арбускулярная микориза задействована в процессах почвообразования, круговороте веществ, устойчивости экосистемы, адаптации растений к биотическим и абиотическим стрессовым факторам. В связи с этим становится необходимым выявление генов-маркеров симбиотической эффективности АМ. Согласно литературным данным специфичные гены для данного симбиоза могут быть обнаружены среди транспортеров углеводов из семейства SWEET (Sugars Will Eventually be Exported Transporters). В первую очередь среди белков I и III клады (всего IV, у млекопитающих V). Транспортеры SWEET являются весьма вариабельными, при изменении внешних условий может возникать множество изоформ, обладающих различными функциями. Транспортеры углеводов у растений играют значительную роль в их продуктивности, поскольку с их помощью координируются и осуществляются потоки сахаров от листьев к органам потребления (семя, плод, цветок и корень), а также с их помощью регулируется часть обмена питательными веществами с микроорганизмами ризосферы (бактериями и грибами), что позволяет формировать симбиотические отношения. Современные мировые тенденции к получению экологически безопасных продуктов лишь подтверждают, что будущее биологического земледелия невозможно без экосистемного подхода к ведению сельского хозяйства и без знаний, о генетическом контроле эффективного взаимодействия партнеров симбиоза в РМС. Цель работы Целью работы явилась оценка уровней экспрессии одиннадцати генов углеводных транспортеров SWEET при развитии АМ-симбиоза формируемого у Medicago lupulina с Rhizophagus irregularis в условии среднего уровня доступного для питания растений фосфора в субстрате (Рд) – 58,5 мг P2O5/кг. Материалы и методы Люцерна хмелевидная (Medicago lupulina L. subsp. vulgaris Koch), а именно селектированная экологически облигатно микотрофная линия MlS-1. Растения данной линии проявляют карликовость в отсутствии инокуляции АМ-грибом и низком доступным для питания уровнем фосфора в субстрате. Для инокуляции использован эффективный, на множестве видов растений, штамм RCAM00320 АМ-гриба Rhizophagus irregularis (ранее известный как Glomus intraradices Shenck&Smith; шт. CIAM8 из коллекции института – ВНИИСХМ). Исследование проводили, используя вегетативный метод. Первый съем растений для анализа проводили на 21 сутки от посадки, последующие – через каждые 5–6 суток в ключевые стадии онтогенеза люцерны. Растительный материал растирали в жидком азоте. РНК из растительного материала выделена с применением Тризольного метода. Синтез кДНК проведен с использованием набора реактивов Maxima First Strand cDNA Synthesis Kit with dsDNase в соответствии с протоколом производителя набора (Thermo Scientifi c). Изменения экспрессии генов оценены с помощью метода количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с применением Термоциклера реального времени BioRad CFX-96 (BioRad, USA) и использованием набора реагентов для проведения ПЦР-РВ в присутствии красителя SYBR Green I. Параметры циклов амплификации представлены на рис. 1. Оценка специфичности амплификации проведена с использованием анализов кривой плавления. Изменения уровня экспрессии гена интереса в опыте сравнивалась с уровнем экспрессии данного гена в контроле, анализ проведен с помощью 2-ΔΔCT метода. Уровни генной экспрессии нормализованы с помощью выбранного, в результате ранее проведенных исследований, референсного гена – актина. Результаты работы Полученные результаты свидетельствуют о том, что инокуляция растений M. lupulina штаммом АМ-гриба R. irregularis RCAM00320 (изолят был отобран, в результате скрининга исследуемых ранее АМ-грибов, как эффективный) повышает продуктивность надземной биомассы растений и ускоряет прохождение фаз их развития у растений в условии среднего уровня фосфора в субстрате. Оценка экспрессии генов показала, что генами кандидатами на специфическую экспрессию в листьях микоризованного растения-хозяина при среднем уровне Рд в субстрате являются: MlSWEET1a, MlSWEET1b. Гены кандидаты на специфическую экспрессию в корнях представлены следующим списком: MlSWEET1а, MlSWEET1b, MlSWEET12, SWEET3c, Среди них абсолютное лидерство за геном MlSWEET1b, который с уверенностью можно считать маркером симбиотической эффективности со специфической экспрессией для эффективного развития АМ-симбиоза M. lupulina с R. irregularis как в условиях низкого так и среднего уровня Рд в субстрате. Полученные результаты согласуются с литературными данными о том, что специфические для АМ гены семейства SWEET могут быть найдены среди генов клады I и III. |
| Τύπος εγγράφου: | Article Conference object |
| Γλώσσα: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38341 |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.doi...........acd4ca935ae6a432b0f58e16b5a2a1ad |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38341 |
|---|