В результате генетической трансформации растений частым явлением становится утрата трансформатом способности к экспрессии трансгена. Причинами замолканий трансгенов могут являться различные факторы: микроклональное размножение трансгенных растений или длительная культивация в открытом или закрытом грунтах. В настоящей работе проводили оценку сохранности трансгенов после пяти лет культивирования генетически модифицированных растений тополя берлинского в лабораторных условиях в отсутствии селективного фактора в питательной среде. Тополь берлинский (Populus ×berolinensis Dippel) является гибридом тополя лавролистного (Populus laurifolia Ledeb.) и тополя чёрного сорта Италика (P. nigra L. “Italica”). Генетическую трансформацию растений проводили с использованием штамма Agrobacterium tumefaciens C58C1. В качестве вектора для трансформации использовали бинарный вектор pBI121 (Clontech, США), содержащий селективный ген неомицин фосфотрансферазы II – nptII, определяющий устойчивость к сульфату канамицина и репортерный ген uidA из E. coli, кодирующий бактериальный фермент β-D-глюкуронидазу. Перенос векторной конструкции в клетки A. tumefaciens осуществляли с помощью прямой трансформации методом замораживания-оттаивания. Изученные трансгенные растения тополя берлинского характеризовались стабильной (постоянной) экспрессией генов uidA и nptII. Несмотря на отсутствие в питательной среде селективного фактора в виде антибиотика, активность гена nptII не снизилась и не исчезла по прошествии пяти лет содержания растений в стерильной лабораторной культуре. Показано, что применённый подход к генетической трансформации тополя берлинского посредством агробактерии может быть эффективно использован для получения стабильных трансгенных растений без потери вновь приобретённых свойств как минимум через пять лет.

Павличенко Василий Валерьевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, тел.: (3952) 42–46–59, факс (3952) 51–07–54, e-mail: vpavlichenko@gmail.com 

Протопопова Марина Владимировна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, тел.: (3952) 42–46–59, факс (3952) 51–07–54, e-mail: marina.v.protopopova@gmail.com 

Войников Виктор Кириллович, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 132, тел.: (3952) 42–46–59, факс (3952) 51–07–54, e-mail: vvk@sifibr.irk.ru

Павличенко В. В., Протопопова М. В., Войников В. К. Результаты пятилетнего лабораторного культивирования растений тополя берлинского, генетически модифицированных генами uidA и nptII // Известия Иркутского государственного университета. Серия Биология. Экология. 2018. Т. 25. С. 3–14. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2018.25.3

Arruda P. Genetically modified sugarcane for bioenergy generation // Current Opinion in Biotechnology. 2012. Vol. 23. P. 315–322. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2011.10.012

De novo DNA methylation of the 35s enhancer revealed by high-resolution methylation analysis / S. Yamasaki, M. Oda, N. Koizumi, K. Mitsukuri, M. Johkan, T. Nakatsuka,
 M. Nishihara, K. Mishiba // Plant biotechnology. 2011. Vol. 2. P. 223–230. https://doi.org/10.5511/plantbiotechnology.10.1222a

Doyle J.J., Doyle J.L. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue // Phytochem. Bull. 1987. Vol. 19. P. 11 – 15.

Fladung M., Kumar S. Gene stability in transgenic aspen (Populus). III. T-DNA repeats influence transgene expression differentially among different transgenic lines // Plant Biol. 2002. Vol. 4. P. 329–338. https://doi.org/10.1055/s-2002-32329

Kamo K. K. Long-term expression of the uidA gene in Gladiolus plants under control of either the ubiquitin, rolD, mannopine synthase, or cauliflower mosaic virus promoters following three seasons of dormancy // Plant Cell Rep. 2003. Vol. 21. P. 797–803. https://doi.org/10.1007/s00299-003-0578-9

Kamo K. Long term transgene expression in Lilium longiflorum ‘Nellie White’ grown outdoors and in the greenhouse // Scientia Horticulturae. 2014. Vol. 167. P. 158–163. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2013.12.011

Kumpatla S. P., Hall T.C. Recurrent onset of epigenetic silencing in rice harboring a multi-copy transgene // Plant J. 1998. Vol. 14. P. 129–135. https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.1998.00097.x

Long-term stability of marker gene expression in Prunus subhirtella: A model fruit tree species / F. Maghuly, A. da C. Machado, S. Leopold, M. A. Khan, H. Katinger, M. Laimer // J. Biotechnol. 2007. Vol. 127. P. 310–321. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2006.06.016

Meng L., Ziv M., Lemaux P.G. Nature of stress and transgene locus influences transgene expression stability in barley // Plant Mol. Biol. 2006. Vol. 62, N 1–2. P. 15–28. https://doi.org/10.1007/s11103-006-9000-7

Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. 1962. Vol. 15. P. 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

Pons E., Peris J. E., Peña L. Field performance of transgenic citrus trees: assessment of the long-term expression of uidA and nptII transgenes and its impact on relevant agronomic and phenotypic characteristics [Electronic resource] // BMC Biotechnol. 2012. 12:41. URL: http://www.biomedcentral.com/1472-6750/12/41. https://doi.org/10.1186/1472-6750-12-41

Rajeevkumar S., Anunanthini P., Sathishkumar R. Epigenetic silencing in transgenic plants // Front. Plant. Sci., 2015. Vol. 6 (693). P. 1–8. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00693

Stability of transgene expression in poplar: a model forest tree species / S. Hawkins, J. C. Leple, D. Cornu, L. Jouanin, G. Pilate // Ann. For. Sci. 2003. Vol. 60. P. 427–438. https://doi.org/10.1051/forest:2003035

Stability of transgenes in trees: expression of two reporter genes in poplar over three field seasons / J. Li, A. M. Brunner, R. Meilan, S. H. Strauss // Tree Physiol. 2009. Vol. 29. P. 299–312. https://doi.org/10.1093/treephys/tpn028

Stability of transgenes in long-term micropropagation of plants of transgenic birch (Betula platyphylla) / F. Zeng, J. Qian, W. Luo, Y. Zhan, Y. Xin, C. Yang // Biotechnol. Lett. 2010. Vol. 32. P. 151–156. https://doi.org/10.1007/s10529-009-0120-4

Stable expression and phenotypic impact of attacin E transgene in orchard grown apple trees over a 12 year period / E. Borejsza-Wysocka, J. L. Norelli, H. S. Aldwinckle, M. Malnoy [Electronic resource] // BMC Biotechnol. 2010. Vol. 10. P. 41. URL: https://bmcbiotechnol.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/1472-6750-10-41. https://doi.org/10.1186/1472-6750-10-41

Stable production of transgenic pepper plants mediated by Agrobacterium tumefaciens / M. K. Ko, H. Soh, K.-M. Kim, Y. S. Kim, K. Im // Hortscience. 2007. Vol. 42, N 6. P. 1425–1430. [Electronic resource]. http://hortsci.ashspublications.org/content/42/6/1425.full.pdf+html

Transfection and transformation of Agrobacterium tumefaciens / M. Holsters, D. de Waele, A. Depicker, E. Messens, M. van Montagu, J. Schell // Mol. Gen. Genet. 1978. Vol. 163, N 2, P. 181–187. https://doi.org/10.1007/BF00267408

Transgene-induced gene silencing in plants / H. Vaucheret, C. Béclin, T. Elmayan, F. Feuerbach, C. Godon, J.-B. Morel, P. Mourrain, J.-C. Palauqui, S. Vernhettes // The Plant Journal. 1998. Vol. 16, N 6. P. 651–659. https://doi.org/10.1046/j.1365-313x.1998.00337.x

Transgene stability and agronomical performance of two transgenic Basta^®-tolerant lines of Populus alba L. / M. Bonadei, S. Zelasco, A. Giorcelli, M. Gennaro, P. Calligari, E. Quattrini, A. Balestrazzi // Plant Biosystems. 2012. Vol. 146. P. 33–40. https://doi.org/10.1080/11263504.2011.641037

Variation in GUS activity in vegetatively propagated Hevea brasiliensis transgenic plants / L. Lardet, J. Leclercq, E. Benistan, F. Dessailly, G. Oliver, F. Martin, P. Montoro // Plant Cell Rep. 2011. Vol.30. P. 1847–1856. https://doi.org/10.1007/s00299-011-1092-0