КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 16-16-10010
НазваниеОрганизация генома природно-трансгенных растений Linaria и Nicotiana
Руководитель Матвеева Татьяна Валерьевна, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург
Конкурс №13 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-104 - Агробиотехнологии
Ключевые слова природно-трансгенные растения, горизонтальный перенос генов, Т-ДНК, геномное секвенирование, экспрессиия генов
Код ГРНТИ68.03.03 68.03.07
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В большинстве случаев для получения трансгенных растений прибегают к агробактериальной трансформации. В то же время, в природе было обнаружено несколько родов растений, Nicotiana, Ipomea и Linaria, представители которых уже содержат Т-ДНК в своих геномах и передают ее в ряду поколений. Их называют природно-трансгенными растениями. Последовательность, гомологичная Т-ДНК Ri плазмиды Agrobacterium rhizogenes впервые была обнаружена в геноме "нетрансформированного" Nicotiana glauca около30 лет назад и названа клеточной Т-ДНК (клTДНК). Сходные клT-ДНК были найдены в других видах рода Nicotiana . Эти предполагаемые гомологи древних генов Т-ДНК до сих пор экспрессируются, наводя на мысль о том, что онимогут играть рольв эволюции этих видов. Недавно Т-ДНК была описана у представителей родов Linaria и Ipomea. С применением методов секвенирования нового поколения было показано, что некоторые виды Nicotiana были трансформированы не единожды в эволюции. Другие виды табака не трансгенны. Как обстоят дела с представителями рода Linaria пока не известно.Мы предполагаем, что древние растения, трансформированные A. rhizogenes могли обладать селективным преимуществом по сравнению с родительскими видами в борьбе за существование. Таким образом, инсерция Т-ДНК в геном растений могла повлиять на их эволюцию, приведя к образованию новых видов. Поскольку природно-трансгенные растения существуют в экосистемах миллионы лет, они могут быть хорошей моделью для изучения отсроченных экологических рисков ГМО. Суммируя исследования экологических рисков трансгенных растений, можно прийти к заключению, что основные опасения связаны со следующими проблемами 1) возможная утечка трансгенов за счет переопыления нетрансгенных сортов и близкородственных видов сорных растений трансгенной пыльцой; 2) горизонтальный перенос генов от трансгенных растений почвенным микроорганизмам; 3) влияние инсектицидных белков трансгенных растений на нецелевую фауну; 4) риски повторного горизонтального переноса генов к трансгенным растениям. Наиболее существенными из них являются (1) и (4). Исследования по первому направлению ведутся нами в рамках других проектов. Четвертому направлению посвящена данная заявка. Исследование будет сосредоточено на природной системе, описанной в основопологающей работе Матвеевой и др (2012), а именно, примере горизонтального переноса генов агробактерий в эволюции родов Linaria. Помимо Linaria, в работе будет исследован вид Nicotiana glauca, поскольку его геном еще не секвенирован, тем не менее имеются обширные данные о присутствии в нем природных тансгенов. Работа будет включать применение новых подходов высокопроизводительного геномного (NextGen) секвенирования и анализа экспрессии генов. Мы определим, сколько инсерций Т-ДНК имеет место в геноме Linaria vulgaris и Nicotiana glauca, охарактеризуем каждую инсерцию по длине и составу генов, их функциональности, затем проведем анализ экспрессии растительных генов, регулируемых функциональными агробактериальными онкогенами. К настоящему времени у Linaria vulgaris известен один такой ген (Lv rolC). Этот же ген является наиболее консервативным трансгеном у табака. Планируется изучить взаимосвязь экспрессии rolC с усилением образования активных форм кислорода АФК и вторичных метаболитов. Необходимо отметить, что многие вторичные метаболиты являются составляющей частью врожденного конститутивного иммунитета, активируясь ферментами в ответ на повреждения и, обеспечивая, таким образом, определенный уровень защиты растений, приводящий в результате к повышению защитно-адаптивного потенциала растений. Данные исследования проводятся впервые.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Коадаптация и эволюция в растительно-микробных системах
Editorial: Cooperative adaptations and evolution in plant-microbe systems,
Frontiers in Plant science, 2018, V. 9, https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01090 (год публикации - 2018)
10.3389/fpls.2018.01090
2.
Хафизова Г., Добрынин П., Полев Д., Матвеева Т.
Nicotiana glauca whole-genome investigation for cT-DNA study
BMC Research notes, 11(1): 18. (год публикации - 2018)
10.1186/s13104-018-3127-x
3.
Матвеева Т.В.
Agrobacterium-mediated transformation in the evolution of plants.
Agrobacterium Biology. Gelvin S. (eds). Current Topics in Microbiology and Immunology, V.148, 421-441 (год публикации - 2018)
10.1007/82_2018_80
4. Матвеева Т.В., Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Полев Д.Е, Лутова Л.А. Секвенированиие нового поколения в изучении природно-трансгенных растений. Сборник тезисов. Международный форум "Биотехнология: состояние и перспективы развития.", Выпуск 16, C.39-40 (год публикации - 2018)
5. Сокорнова С.В., Богомаз О.Д., Матвеева Т.В. Природно-трансгенное растение Linaria vulgaris, как источник природных гликозидов. Сборник тезисов. Международный форум "Биотехнология: состояние и перспективы развития.", Выпуск 16, С. 35-37 (год публикации - 2018)
6. Владимиров И. А. , Матвеева Т. В. , Лутова Л. А. МЕТОД ТРАНСФОРМАЦИИ МАРОККАНСКОЙ ЛЬНЯНКИ (Linaria maroccana Hook F.).x Генетика, 2018 (год публикации - 2018)
7. Матвеева Т.В., Сокорнова С.В. Agrobacterium rhizogenes Mediated Transformation of Plants for Improvement of Yields of Secondary Metabolites Reference Series in Phytochemistry. Bioprocessing of Plant in vitro Systems, Springer (год публикации - 2016)
8. СокорноваС.В., ГасичЕ.Л., БемоваВ.Д., МатвееваТ.В., Поиск и видовая идентификация патогенов природно-трансгенного вида Linaria vulgaris Экологическая генетика (год публикации - 2018)
9. Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Матвеева Т.В. Поиск клТ-ДНК в растительном геноме с помощью метода полногеномного выравнивания Вестник защиты растений, 89(3) (год публикации - 2016)
10.
Матвеева Т.В., Сокорнова С.В.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДНО-ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ РОЛЬ В ЭВОЛЮЦИИ
Физиология растений, 64(5):323-336 (год публикации - 2017)
10.7868/S0015330317050086
11.
Матвеева Т.В.
Biodiversity of naturally transgenic Linaria plants
Biology and Medicine, 8(6) (год публикации - 2016)
10.4172/0974-8369.C1.002
12. Матвеева Т.В., Сокорнова С.В, Доморацкая Д.А., Богомаз О.Д. Secondary metabolites in different Linaria species Chinese medicine (год публикации - 2017)
13. Хафизова Г.В. Study of sequences in Nicotiana genomes acquired from Agrobacterium by horizontal gene transfer Biology and Medicine, 8:6(Suppl) (год публикации - 2016)
14. Сокорнова С.В., Матвеева Т.В. Natural fungicides obtained from Linaria species Chineese Medicine (год публикации - 2017)
15.
Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Полев Д.Е., Матвеева Т.В.
Whole-genome sequencing of Nicotiana glauca
bioRxiv (год публикации - 2017)
10.1101/211482
16. Матвеева Т. В., Богомаз О. Д., Голованова Л. А., Ли Ю. С., Димитров Д. ГОМОЛОГИ ГЕНА ROLC ПРИРОДНО-ТРАНСГЕННЫХ ЛЬНЯНОК LINARIA VULGARIS И LINARIA CRETICOLA ЭКСПРЕССИРУЮТСЯ IN VITRO Вавиловский журнал генетики и селекции (год публикации - 2018)
17. Матвеева Т.В., Хафизова Г.В., Лутова Л.А. Молекулярно-генетические подходы к изучению разнообразия клТ-ДНК природно-трансгенных видов растений на примере Linaria и Nicotiana Вестник защиты растений, 3(89) (год публикации - 2016)
Публикации
1.
Коадаптация и эволюция в растительно-микробных системах
Editorial: Cooperative adaptations and evolution in plant-microbe systems,
Frontiers in Plant science, 2018, V. 9, https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01090 (год публикации - 2018)
10.3389/fpls.2018.01090
2.
Хафизова Г., Добрынин П., Полев Д., Матвеева Т.
Nicotiana glauca whole-genome investigation for cT-DNA study
BMC Research notes, 11(1): 18. (год публикации - 2018)
10.1186/s13104-018-3127-x
3.
Матвеева Т.В.
Agrobacterium-mediated transformation in the evolution of plants.
Agrobacterium Biology. Gelvin S. (eds). Current Topics in Microbiology and Immunology, V.148, 421-441 (год публикации - 2018)
10.1007/82_2018_80
4. Матвеева Т.В., Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Полев Д.Е, Лутова Л.А. Секвенированиие нового поколения в изучении природно-трансгенных растений. Сборник тезисов. Международный форум "Биотехнология: состояние и перспективы развития.", Выпуск 16, C.39-40 (год публикации - 2018)
5. Сокорнова С.В., Богомаз О.Д., Матвеева Т.В. Природно-трансгенное растение Linaria vulgaris, как источник природных гликозидов. Сборник тезисов. Международный форум "Биотехнология: состояние и перспективы развития.", Выпуск 16, С. 35-37 (год публикации - 2018)
6. Владимиров И. А. , Матвеева Т. В. , Лутова Л. А. МЕТОД ТРАНСФОРМАЦИИ МАРОККАНСКОЙ ЛЬНЯНКИ (Linaria maroccana Hook F.).x Генетика, 2018 (год публикации - 2018)
7. Матвеева Т.В., Сокорнова С.В. Agrobacterium rhizogenes Mediated Transformation of Plants for Improvement of Yields of Secondary Metabolites Reference Series in Phytochemistry. Bioprocessing of Plant in vitro Systems, Springer (год публикации - 2016)
8. СокорноваС.В., ГасичЕ.Л., БемоваВ.Д., МатвееваТ.В., Поиск и видовая идентификация патогенов природно-трансгенного вида Linaria vulgaris Экологическая генетика (год публикации - 2018)
9. Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Матвеева Т.В. Поиск клТ-ДНК в растительном геноме с помощью метода полногеномного выравнивания Вестник защиты растений, 89(3) (год публикации - 2016)
10.
Матвеева Т.В., Сокорнова С.В.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДНО-ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ РОЛЬ В ЭВОЛЮЦИИ
Физиология растений, 64(5):323-336 (год публикации - 2017)
10.7868/S0015330317050086
11.
Матвеева Т.В.
Biodiversity of naturally transgenic Linaria plants
Biology and Medicine, 8(6) (год публикации - 2016)
10.4172/0974-8369.C1.002
12. Матвеева Т.В., Сокорнова С.В, Доморацкая Д.А., Богомаз О.Д. Secondary metabolites in different Linaria species Chinese medicine (год публикации - 2017)
13. Хафизова Г.В. Study of sequences in Nicotiana genomes acquired from Agrobacterium by horizontal gene transfer Biology and Medicine, 8:6(Suppl) (год публикации - 2016)
14. Сокорнова С.В., Матвеева Т.В. Natural fungicides obtained from Linaria species Chineese Medicine (год публикации - 2017)
15.
Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Полев Д.Е., Матвеева Т.В.
Whole-genome sequencing of Nicotiana glauca
bioRxiv (год публикации - 2017)
10.1101/211482
16. Матвеева Т. В., Богомаз О. Д., Голованова Л. А., Ли Ю. С., Димитров Д. ГОМОЛОГИ ГЕНА ROLC ПРИРОДНО-ТРАНСГЕННЫХ ЛЬНЯНОК LINARIA VULGARIS И LINARIA CRETICOLA ЭКСПРЕССИРУЮТСЯ IN VITRO Вавиловский журнал генетики и селекции (год публикации - 2018)
17. Матвеева Т.В., Хафизова Г.В., Лутова Л.А. Молекулярно-генетические подходы к изучению разнообразия клТ-ДНК природно-трансгенных видов растений на примере Linaria и Nicotiana Вестник защиты растений, 3(89) (год публикации - 2016)
Публикации
1.
Коадаптация и эволюция в растительно-микробных системах
Editorial: Cooperative adaptations and evolution in plant-microbe systems,
Frontiers in Plant science, 2018, V. 9, https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01090 (год публикации - 2018)
10.3389/fpls.2018.01090
2.
Хафизова Г., Добрынин П., Полев Д., Матвеева Т.
Nicotiana glauca whole-genome investigation for cT-DNA study
BMC Research notes, 11(1): 18. (год публикации - 2018)
10.1186/s13104-018-3127-x
3.
Матвеева Т.В.
Agrobacterium-mediated transformation in the evolution of plants.
Agrobacterium Biology. Gelvin S. (eds). Current Topics in Microbiology and Immunology, V.148, 421-441 (год публикации - 2018)
10.1007/82_2018_80
4. Матвеева Т.В., Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Полев Д.Е, Лутова Л.А. Секвенированиие нового поколения в изучении природно-трансгенных растений. Сборник тезисов. Международный форум "Биотехнология: состояние и перспективы развития.", Выпуск 16, C.39-40 (год публикации - 2018)
5. Сокорнова С.В., Богомаз О.Д., Матвеева Т.В. Природно-трансгенное растение Linaria vulgaris, как источник природных гликозидов. Сборник тезисов. Международный форум "Биотехнология: состояние и перспективы развития.", Выпуск 16, С. 35-37 (год публикации - 2018)
6. Владимиров И. А. , Матвеева Т. В. , Лутова Л. А. МЕТОД ТРАНСФОРМАЦИИ МАРОККАНСКОЙ ЛЬНЯНКИ (Linaria maroccana Hook F.).x Генетика, 2018 (год публикации - 2018)
7. Матвеева Т.В., Сокорнова С.В. Agrobacterium rhizogenes Mediated Transformation of Plants for Improvement of Yields of Secondary Metabolites Reference Series in Phytochemistry. Bioprocessing of Plant in vitro Systems, Springer (год публикации - 2016)
8. СокорноваС.В., ГасичЕ.Л., БемоваВ.Д., МатвееваТ.В., Поиск и видовая идентификация патогенов природно-трансгенного вида Linaria vulgaris Экологическая генетика (год публикации - 2018)
9. Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Матвеева Т.В. Поиск клТ-ДНК в растительном геноме с помощью метода полногеномного выравнивания Вестник защиты растений, 89(3) (год публикации - 2016)
10.
Матвеева Т.В., Сокорнова С.В.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДНО-ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ И ИХ РОЛЬ В ЭВОЛЮЦИИ
Физиология растений, 64(5):323-336 (год публикации - 2017)
10.7868/S0015330317050086
11.
Матвеева Т.В.
Biodiversity of naturally transgenic Linaria plants
Biology and Medicine, 8(6) (год публикации - 2016)
10.4172/0974-8369.C1.002
12. Матвеева Т.В., Сокорнова С.В, Доморацкая Д.А., Богомаз О.Д. Secondary metabolites in different Linaria species Chinese medicine (год публикации - 2017)
13. Хафизова Г.В. Study of sequences in Nicotiana genomes acquired from Agrobacterium by horizontal gene transfer Biology and Medicine, 8:6(Suppl) (год публикации - 2016)
14. Сокорнова С.В., Матвеева Т.В. Natural fungicides obtained from Linaria species Chineese Medicine (год публикации - 2017)
15.
Хафизова Г.В., Добрынин П.В., Полев Д.Е., Матвеева Т.В.
Whole-genome sequencing of Nicotiana glauca
bioRxiv (год публикации - 2017)
10.1101/211482
16. Матвеева Т. В., Богомаз О. Д., Голованова Л. А., Ли Ю. С., Димитров Д. ГОМОЛОГИ ГЕНА ROLC ПРИРОДНО-ТРАНСГЕННЫХ ЛЬНЯНОК LINARIA VULGARIS И LINARIA CRETICOLA ЭКСПРЕССИРУЮТСЯ IN VITRO Вавиловский журнал генетики и селекции (год публикации - 2018)
17. Матвеева Т.В., Хафизова Г.В., Лутова Л.А. Молекулярно-генетические подходы к изучению разнообразия клТ-ДНК природно-трансгенных видов растений на примере Linaria и Nicotiana Вестник защиты растений, 3(89) (год публикации - 2016)