Молекулярно-генетические механизмы устойчивости растений к стрессам и биотехнологические подходы к её повышению

Информация о достижении

Молекулярно-генетические механизмы устойчивости растений к стрессам и биотехнологические подходы к её повышению

Установлены новые механизмы регуляции устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды и показана возможность их направленного изменения. Выявлено, что природный трансген Ib-rolB/C повышает устойчивость к температурным и солевым стрессам, а также к бактериальным и грибным патогенам, регулируя антиоксидантную защиту, иммунные реакции и вторичный метаболизм. Инактивация гена HOS1 методом CRISPR/Cas9 повысила стрессоустойчивость клеток растений и многократно усилила накопление защитных глюкозинолатов. Экспрессия гена LlBANMT в женьшене снизила повреждение клеток при стрессах. Исследованы молекулярные и метаболические реакции растений на повторное охлаждение. Результаты раскрывают взаимосвязь стрессовой адаптации и синтеза биологически активных веществ и создают основу для получения более устойчивых растений и продуктивных клеточных культур.

Показатели прорастания семян <i>Arabidopsis thaliana</i> дикого типа (WT), с пустым вектором (EV) и экспрессирующих ген <i>Ib-rolB/C</i> (линии AtBC1 и AtBC2) в контрольных условиях (24 °C), а также при воздействии низкой температуры (14 °C), высокой температуры (34 °C), засоления (120 мМ NaCl) и осмотического стресса (200 мМ маннитола).

Показатели прорастания семян Arabidopsis thaliana дикого типа (WT), с пустым вектором (EV) и экспрессирующих ген Ib-rolB/C (линии AtBC1 и AtBC2) в контрольных условиях (24 °C), а также при воздействии низкой температуры (14 °C), высокой температуры (34 °C), засоления (120 мМ NaCl) и осмотического стресса (200 мМ маннитола).

Устойчивость растений <i>Arabidopsis thaliana</i> дикого типа (WT), с пустым вектором (EV) и экспрессирующих ген <i>Ib-rolB/C</i> (линии AtBC1 и AtBC2) к бактериальному (<i>Pseudomonas syringae</i>) и грибному (<i>Botrytis cinerea</i>) патогенам.

Устойчивость растений Arabidopsis thaliana дикого типа (WT), с пустым вектором (EV) и экспрессирующих ген Ib-rolB/C (линии AtBC1 и AtBC2) к бактериальному (Pseudomonas syringae) и грибному (Botrytis cinerea) патогенам.

Конфокальные изображения, отражающие внутриклеточный уровень активных форм кислорода (АФК) в листьях растений <i>Arabidopsis thaliana</i> дикого типа (WT), с пустым вектором (EV) и экспрессирующих ген <i>Ib-rolB/C</i> (линии AtBC1 и AtBC2), полученные с использованием флуоресцентного зонда H2DCF-DA. Масштабная линейка — 100 мкм.

Конфокальные изображения, отражающие внутриклеточный уровень активных форм кислорода (АФК) в листьях растений Arabidopsis thaliana дикого типа (WT), с пустым вектором (EV) и экспрессирующих ген Ib-rolB/C (линии AtBC1 и AtBC2), полученные с использованием флуоресцентного зонда H2DCF-DA. Масштабная линейка — 100 мкм.

Модель регуляторного модуля OST1/SnRK2.6–HOS1–ICE1 в составе АБК-зависимой системы регуляции с участием белков-шаперонов, дополненная профилями экспрессии соответствующих генов в мутантных каллусных линиях hos1. Относительные уровни транскриптов в линиях hos-mut7 и hos-mut12 представлены в виде тепловых карт рядом с обозначениями соответствующих генов.

Тепловая карта относительного уровня экспрессии генов в каллусных культурах <i>A. thaliana</i>. Цветовая шкала отражает изменение уровня транскриптов по сравнению с контрольной линией.

Тепловая карта относительного уровня экспрессии генов в каллусных культурах A. thaliana. Цветовая шкала отражает изменение уровня транскриптов по сравнению с контрольной линией.

Публикации


2026 - Формирование адаптивной защиты к низким температурам у Arabidopsis thaliana Фиалко А.В., Югай Ю.А., Васюткина Е.А., Григорчук В.П., Шкрыль Ю.Н., Булгаков В.П. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни 2026; 527: 135–143 DOI: 10.7868/S3034505726020024
2026 - Функциональная характеристика гена Ib-rolB/C сладкого картофеля в каллусной культуре Arabidopsis thaliana Васюткина Е.А., Югай Ю.А., Кудинова О.Д., Шкрыль Ю.Н., Булгаков В.П. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни 2026; 529: 489-495 DOI: 10.7868/S3034505726040231
2026 - HOS1 knockout enhances glucosinolate biosynthesis and activates multi-stress signaling in Arabidopsis callus Yugay Y.A., Grishchenko O.V., Grigorchuk V.P., Fialko A.V., Veremeichik G.N., Rusapetova T.V., Shkryl Y.N., Bulgakov V.P. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 2026; 165: 8 DOI: 10.1007/s11240-026-03424-z
2026 - Генетическая модификация Panax ginseng для повышения устойчивости к засолению, холоду и световому стрессу Дегтяренко А.И., Горпенченко Т.Ю., Григорчук В.П., Шкрыль Ю.Н. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии 2026; 29(2): 71-78 DOI: 10.29296/25877313-2026-02-08
2026 - Natural sweet potato transgene Ib-rolB/C enhances abiotic and biotic stress tolerance through redox and defense regulation Yugay, Y., Rusapetova, T., Gorpenchenko, T., Vasyutkina E., Degtyareva V., Grigorchuk V., Kudinova O., Bulgakov V., Shkryl Y. Planta 2026; 264: 158 DOI: 10.1007/s00425-026-05189-3