Створення трансгенних рослин, стійких до вірусних хвороб

Стійкість, обумовлена експресією в рослині гена структурного білка оболонки вірусу.

Явище перехресного захисту рослин від вірусів відоме давно. Суть його полягає в нездатності вірусного патогенну заражати рослини, які попередньо інокульовано іншим вірусом.

Практичне застосування це явище знайшло після відкриття можливості переносу окремих фрагментів вірусного геному в клітини рослин з наступною експресією перенесених вірусних генів.

Одним з перших вірусних генів, перенесених в рослини тютюну, був ген структурного білка оболонки вірусу тютюнової мозаїки (ВТМ). Рослини, що містять цей білок, є нечутливими до зараження ВТМ. Одним із можливих механізмів захисту є блокування процесу дисоціації білка оболонки віріонів ВТМ, що є необхідним для вивільнення РНК вірусу і запуску початкових етапів інфекційного процесу.

Стійкість, обумовлена експресією антивірусних білків.

Захист рослин від фітопатогенних вірусів можна здійснювати не лише за «імунізації» генами вірусних білків, а й за участі противірусних білків, що синтезуються самими рослинами. Наприклад, в клітинній стінці фітолакки американської (Phytolacca americana) є три різні противірусні білки: РАР, що синтезується у листі навесні; РАР ІІ, що утворюється у листі влітку; РАР S, що міститься в насінні. Ці білки можна виділити із подрібнених тканих рослин екстрагуванням водою. За нанесення РАР білків на листки інших рослин останні набувають стійкості до вірусів. Таким чином, гени білка РАР можуть бути використані для створення трансгенних рослин, що стійкі до широкого спектру вірусів рослин.

На відміну від тварин рослини не здатні до утворення антитіл, що зв’язують патогени. Однак, за використання геноінженерних методів в рослинні геноми можуть бути введені гени, що кодують утворення імуноглобулінів, експресія яких приводить до утворення антитіл або фрагментів антитіл, що здатні функціонувати в рослинній клітині. Розроблені методи, що дозволяють перенести в рослини гену b-інтерферону або гена, що кодує 2,5Ф-синтазу.

Одним з підходів, що дозволяють отримати трансгенні стійкі до вірусів рослини, є конструювання різних антисмислових конструкцій, де кДНК-вмісна копія вірусної РНК поміщається під промотор таким чином, щоб в результаті транскрипції утворювалася послідовність РНК, яка комплементарна вірусній РНК. При зараженні вірусом рослинної клітини з такою конструкцією утворюються дуплекси між вірусною і конститутивно утворюваною антисмисловою РНК. Ці дуплекси руйнуються спеціальними РНКазами, в наслідок чого віруси не утворюються і, відповідно, не розвивається хвороба. На сьогодні вже створені трансгенні рослини тютюну, що мають антисмислові конструкції для вірусу мозаїки огірка та вірусу тютюнової мозаїки.

Подібні статті

Комахи-запилювачі
Рослинні угруповання багаті квітковими рослинами, займають панівне становище в рослинному світі. Це значною мірою обумовлено особливостями їх будови та розмноження, а саме значною диференціацією клітин та видозмінами органів, редукцією гам ...

Вплив факторів навколишнього середовища на популяції гідробіонтів
У світі все живе пов'язане з водою і значною мірою складається з води. Академік В.І. Вернадський зазначав, що «вода стоїть осібно в історії нашої планети, не має природного тіла, яке могло б зрівнятися з нею за впливом на хід основних прир ...