Обзорная статья проясняет генотип-независимую трансформацию растений

Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Белтсвильского сельскохозяйственного исследовательского центра опубликовали первый обзор прогресса исследований в области генотип-независимой трансформации растений. В обзоре обсуждаются последние достижения в использовании регуляторных генов для трансформации и регенерации растений и их потенциал для облегчения этих процессов независимо от генотипа.

Два основных пути регенерации растений — это соматический эмбриогенез и de novo органогенез. На регенерацию влияют многие генетические и экологические факторы, причём ключевую роль играют четыре типа факторов, способствующих регенерации:

Ранение — это первичный внешний триггер для индукции каллуса из эксплантов, вызванный серией молекулярных паттернов, ассоциированных с повреждением. Эти локальные сигналы ранения преобразуются в сигналы дальнего действия, такие как электрический сигнал глутамат-рецептор-подобных катионных каналов. Это, в свою очередь, индуцирует эпигенетические модификации, изменения в синтезе и накоплении цитокинина и свободного ауксина, а также транскрипционную активацию генов регуляции роста и развития. Транскрипционные изменения включают активацию экспрессии генов-регуляторов ремоделинга хроматина, индуцирующих каллус. Эти факторы совместно точно и строго контролируют каждый этап формирования каллуса и регенерации растений.

Ключевой вопрос — как оптимально использовать гены регуляции развития растений в трансформации. Конститутивная или эктопическая экспрессия большинства таких генов обычно нарушает нормальный рост и развитие растений и вызывает нежелательные плейотропные эффекты. Тонкая настройка экспрессии этих генов критически важна для регенерации нормальных, фертильных растений разных видов. Исследователи обобщили преимущества и недостатки этих регуляторных факторов и обсудили использование дексаметазон (Dex)-индуцируемой или эстрадиол-индуцируемой системы экспрессии для тонкой настройки их активности.

Обзор опубликован в журнале Horticulture Research.