vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2022-3-45-57vstisp-881Research ArticleГЕНЕТИКА, СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BREEDING, SEED PRODUCTIONВлияние интерференционного замалчивания гена факторов инициации трансляции eIF(iso)G и eIF(iso)E на устойчивость формы клонового подвоя косточковых культур 146-2 и сливы домашней сорта Стартовая к вирусу шарки сливыInfl uence of interference silencing of the gene of translation initiation factors eIF(iso)G and eIF(iso)E on the resistance of the clone stone fruits rootstock 146-2 and commercial plum variety Startovaya to the Plum pox virusМуренецЛ. Ю.MourenetsL. Yu.

Муренец Л. Ю. — младший научный сотрудник

проспект Науки, 6, г. Пущино, Московская область, 142290

Mourenets L. Yu., Junior Researcher

6, prospekt Nauki, Pushchino, Moscow region, 142290

СидороваТ. Н.SidorovaT. N.

Сидорова Т. Н. — младший научный сотрудник

проспект Науки, 6, г. Пущино, Московская область, 142290

Sidorova T. N., Junior Researcher

6, prospekt Nauki, Pushchino, Moscow region, 142290

ТимербаевВ. Р.TimerbaevV. R.

Тимербаев В. Р. — кандидат биологических наук, младший научный сотрудник

проспект Науки, 6, г. Пущино, Московская область, 142290

Timerbaev V. R., PhD (Biol), Junior Researcher

6, prospekt Nauki, Pushchino, Moscow region, 142290

ПушинА. С.PushinA. S.

Пушин А. С. — младший научный сотрудник

проспект Науки, 6, г. Пущино, Московская область, 142290

Pushin A. S., Junior Researcher

6, prospekt Nauki, Pushchino, Moscow region, 142290

ДолговС. В.DolgovS. V.

Долгов Сергей Владимирович — доктор биологических наук, главный научный сотрудник

проспект Науки, 6, г. Пущино, Московская область, 142290

Sergey V. Dolgov, Dr. Sci. (Biol.), Chief Researcher

6, prospekt Nauki, Pushchino, Moscow region, 142290

dolgov@bibch.ruФилиал Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАНРоссияBranch of the Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФилиал Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН; Никитский ботанический сад — Национальный научный центр РАНРоссияBranch of the Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; Nikita Botanical GardenRussian FederationФилиал Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН; Никитский ботанический сад — Национальный научный центр РАН; Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководстваРоссияBranch of the Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; Nikita Botanical Garden; Federal Horticultural Research Center for Breeding, Agrotechnology and NurseryRussian Federation202216062022034557Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20222022Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/881

Для получения устойчивых к вирусу шарки сливы (PPV) растений клонового подвоя 146-2 и промышленного сорта Стартовая использовался метод РНК-интерференционного сайленсинга генов. Для этого был создан вектор с самокомплементарными последовательностями фрагмента генов eIF (iso)4G и eIF(iso)E длиной 578 п.н. Гены eIF (iso)4G и eIF(iso)E кодируют факторы инициации трансляции, участвующие в жизненном цикле вируса шарки сливы. Для управления экспрессией шпильки был выбран сильный промотор гена рибулозо- 1,5-бисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы (RuBisCo) в полном и укороченном вариантах. Успешная генетическая трансформация была проведена штаммом A. tumefaciens CBE21. В качестве источника эксплантата использовали целые листья побегов, культивируемых in vitro. Гены nptII и hpt, кодирующие неомицин II и гигромицин фосфотрансферазы, были использованы в качестве селектируемых маркеров растений. В наших экспериментах получено 5 независимых трансгенных линий подвоя 146-2 и сорта Стартовая, акклиматизированных в тепличных условиях. Их статус подтвержден ПЦР и Саузерн-блоттингом. Эффективность трансформации составила 0,3-0,4 %. Полученные растения были инфицированные PPV методом окулировки зараженных почек, устойчивость полученных растений оценивалась методом ELISA. Использование полноразмерного промотора гена малой субъединицы рибулозобифосфаткарбоксилазы (RBCS) при трансформации растений сорта Стартовая приводило к понижению жизнеспособности растений в случае супрессии гена eIF(iso)4E и обеспечивало устойчивость по крайней мере в первый год после инокуляции в случае супрессии гена eIF(iso)4G.

The method of RNA interference gene expression silencing was used to obtain Plum pox virus (PPV) resistant rootstock and commercial variety Startovaya.For this purpose, a vector with self-complementary sequences of the 578 bp eIF(iso)4G and eIF(iso)E genes fragment was created. The eIF(iso)4G and eIF(iso)E genes encodes factors of initiation of translation involved in the life cycle of a Plum pox virus. A strong promoter of the ribulose-1.5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCo) gene was chosen to drive the expression of RNA interference hairpin in full and truncated variants. Successful genetic transformation of the 146-2 rootstock and variety Startovaya were carried out by A. tumefaciens CBE21 strain. Whole leaves from in vitro cultured shoots were used as an explant source. The nptII and hpt genes coding for neomycin II and hygromycin phosphotransferase were used as a plant-selectable markers. In our experiments, 5 independent transgenic lines of clonal rootstock and variety were obtained and acclimatized to greenhouse conditions. Th eir status was confirmed by PCR and Southern blot analyses. The transformation efficiency was 0.3-0.4 %. One of these lines was grafted with PPV-infected plum buds and its resistance was verified by ELISA. The use of a full-length gene promoter of the small subunit of ribulosobiephosphate carboxylase (RBCS) in the transformation of plants of the Starter variety led to a decrease in plant viability in the case of suppression of the eIF(iso)4E gene and ensured stability at least in the first year after inoculation in the case of suppression of the eIF(iso)4G gene.

косточковы культурыPPVфакторы инициации трансляцииРНК-интерференциясайленсинг геновstone fruitsPPVtranslation initiation factorsRNA interferencegene silencingРабота поддержана грантом Российского научного фонда № 14-50-00079This work was supported by the Russian Science Foundation grant no. 14-50-00079ReferencesCambra M., Capote N., Myrta A., Llacer G. Plum pox virus and the estimated costs associated with sharka disease. Bull. OEPP. 2006;36(2):202-204.Cambra M., Capote N., Myrta A., Llacer G. Plum pox virus and the estimated costs associated with sharka disease. Bull. OEPP. 2006;36(2):202-204.Garcı́a J. A., Glasa M., Cambra M., Candresse T. Plum pox virus and sharka: a model potyvirus and a major disease. Mol. Plant Pathol. 2014;15(3):226-241.Garcı́a J. A., Glasa M., Cambra M., Candresse T. Plum pox virus and sharka: a model potyvirus and a major disease. Mol. Plant Pathol. 2014;15(3):226-241.Wang X., Kohalmi S. E., Svircev A., Wang A., Sanfaçon H., Tian L. Silencing of the Host Factor eIF(iso)4E Gene Confers Plum pox virus Resistance in Plum. PLoSONE. 2013;8:e50627.Wang X., Kohalmi S. E., Svircev A., Wang A., Sanfaçon H., Tian L. Silencing of the Host Factor eIF(iso)4E Gene Confers Plum pox virus Resistance in Plum. PLoSONE. 2013;8:e50627.Robaglia C., Caranta C. Translation initiation factors: weak link in plant RNA virus infection. Trends PlantSci. 2006;11:40-45.Robaglia C., Caranta C. Translation initiation factors: weak link in plant RNA virus infection. Trends PlantSci. 2006;11:40-45.Sanfaçon H. Plant translation factors and virus resistance. Viruses. 2015;7(7):3392-3419.Sanfaçon H. Plant translation factors and virus resistance. Viruses. 2015;7(7):3392-3419.Mourenets L. Yu., Dolgov S. V. Adventitious shoot regeneration from leaf explants of two apricot rootstocks. Acta Hortic. 2016;1139:285-290.Mourenets L. Yu., Dolgov S. V. Adventitious shoot regeneration from leaf explants of two apricot rootstocks. Acta Hortic. 2016;1139:285-290.Lazo G. R., Stein P. A., Ludwig R. A. A DNA transformation-competent Arabidopsis genomic library in Agrobacterium. Biotechnology (N. Y.) 1991;9(10):963-967.Lazo G. R., Stein P. A., Ludwig R. A. A DNA transformation-competent Arabidopsis genomic library in Agrobacterium. Biotechnology (N. Y.) 1991;9(10):963-967.Sidorova T., Mikhailov R., Pushin A., Miroshnichenko D., Dolgov S. V. A non-antibiotic selection strategy uses the phosphomannose-isomerase (PMI) gene and green fl uorescent protein (GFP) gene for Agrobacterium-mediated transformation of Prunus domestica L. leaf explants. Plant Cell Tissue Organ Cult. 2017;128(1):197-209.Sidorova T., Mikhailov R., Pushin A., Miroshnichenko D., Dolgov S. V. A non-antibiotic selection strategy uses the phosphomannose-isomerase (PMI) gene and green fl uorescent protein (GFP) gene for Agrobacterium-mediated transformation of Prunus domestica L. leaf explants. Plant Cell Tissue Organ Cult. 2017;128(1):197-209.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.