О Центре Администрация Ученый совет Структура Достижения Аспирантура Контакты Карта сайта


Лаборатория генетической инженерии
Группа Трансформации Растений

О группе
Научные направления
Публикации
Программы, проекты, гранты
Участие в конференциях, тезисы
(2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008)
Премии и награды

О группе

Группа трансформации растений занимается:
Мы
  • культивированием, сохранением и клональным микроразмножением сельсохозяйственно-ценных растений in vitro;
  • отработкой технологии получения растений с заданными свойствами путем введения гетерологичных генов в модельные и сельскохозяйственно-ценные растения;
  • изучением экспрессии трансгенов в новом окружении и механизмов наследования и функционального проявления хозяйственно-ценных признаков у биотехнологических растений.












Cотрудники

ФИО Должность, ученая степень
1.

Камионская Анастасия Михайловна, кандидат биологических наук, руководитель группы трансформации растений, зам. директора по научной работе. Областью научных интересов А.М. Камионской является получение генно-инженерно-модифицированных растений с ценными хозяйственными признаками. С участием А.М. Камионской в Центре «Биоинженерия» реализован проект по разработке биотехнологий и освоению производства семенного материала высоких репродукций генетически модифицированных сельскохозяйственных растений, она является руководителем работ проводимых на Экспериментальной установке искусственного климата (ЭУИК). При непосредственном участии А.М. Камионской в лаборатории генетической инженерии разработаны высокоэффективные сортоспецифичные протоколы генетической модификации картофеля для пяти основных сортов отечественной селекции. Впервые в России получены и охарактеризованы генетически-модифицированные сорта картофеля отечественной селекции Елизавета плюс, Невский плюс, Луговской плюс, устойчивые к колорадскому жуку (Leptinotarsa decemlineata). Под руководством А.М. Камионской оптимизированы протоколы получения трансгенных растений капусты белокочанной Brassica oleracea var. capitata и получены трансгенные фертильные аналоги стерильных родительских форм линий капусты белокочанной, устойчивые к гербицидам на основе L-фосфинотрицина. Разработан новый способ повышения уровня солеустойчивости растений, основанный на экспрессии гена мембранной пирофосфатазы. А.М. Камионская является автором более 10 научных публикаций и 8 патентов РФ на изобретения, в настоящее время с ее участием подано также 3 заявки на патентование селекционных достижений. А.М. Камионская является руководителем ряда проектов, финансируемых Президиумом РАН, Министерством образования и науки РФ, РФФИ и ICGEB.
E-mail 

2. 

Грибова Татьяна Николаевна  

Кандидат биологических наук, научный сотрудник группы трансформации растений. Т.Н. Грибовой оптимизированы протоколы получения трансгенных растений капусты белокочанной Brassica oleracea var. capitata и получены трансгенные фертильные аналоги стерильных родительских форм линий капусты белокочанной, устойчивые к гербицидам на основе фосфинотрицина.

E-mail

3.

Мишуткина Яна Владимировна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник группы трансформации растений. Областью научных интересов является введение гетерологичных генов в сельскохозяйственно-ценные растения, изучение их экспрессии в новом окружении и наследования в поколениях. Я.В. Мишуткиной получены трансгенные линии сахарной свеклы Beta vulgaris L. устойчивые к гербицидам на основе фосфинотрицина и ведется работа по получению линий устойчивых к вирусу некротического пожелтения жилок свеклы и вирусу желтухи свеклы.

E-mail 

4. Нескородов Ярослав Борисович, кандидат биологических наук, научный сотрудник группы трансформации растений. Я.Б. Нескородов проводит научно-исследовательские работы по созданию генетически-модифицированных растений подсолнечника (Helianthus annuus L.) для фундаментальных и прикладных целей.
E-mail
5.

Гайдукова Софья Евгеньевна, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник группы трансформации растений. Одним из главных направлений научной деятельности является создание генетически-модифицированных растений, производящих терапевтически ценные белки. С участием С.Е. Гайдуковой ведется разработка и оптимизация протокола трансформации водных растений с целью получения растений-биофабрик.

6.

Головешкина Елена Николаевна, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник группы трансформации растений. Основным направлением научной деятельности Е.Н. Головешкиной является получение и изучение модельных трансгенных растений табака несущих гетерологичные MADS-гены сложноцветных. С участием Е.Н. Головешкиной проводится работа по созданию трансгенных растений рапса и томатов с улучшенными агротехническими свойствами.

7.

Виноградова Светлана Владимировна, кандидат биологических наук,  научный сотрудник группы трансформации растений. С участием С.В.Виноградовой проводятся работы по созданию генетически-модифицированных растений табака, на модели которых изучаются новые генетические конструкции, обеспечивающие устойчивость к вирусам.

 

Научные направления

Создание растений с новыми свойствами и изучение механизмов наследования введенных генов в поколениях невозможно без разработка или адаптации технологий генетической трансформации для каждого изучаемого вида и даже сорта растения. Эффективность получения трансгенного растения зависит от нескольких взаимосвязанных этапов: способа доставки генов в клетки, способа отбора трансформированных клеток от нетрансформированных и возможности регенерации отобранных клеток в полноценное растение. Для каждого используемого в работе растительного объекта группой проводилась адаптация всех этапов трансформации и в результате были разработаны высокоэффективные протоколы генетической модификации отечественных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур и модельных объектов, которые успешно используются для фундаментальных и прикладных исследований.



Главным прикладным направлением наших исследований является создание новых биотехнологических сортов сельскохозяйственных растений российской селекции, в том числе сортов картофеля, устойчивых к колорадскому жуку, и сортов сахарной свеклы, устойчивых к гербицидам и вирусам. Данные исследования были начаты в рамках государственного проекта «Разработка биотехнологий и промышленное освоение производства семенного материала высоких репродукций генетически модифицированных сельскохозяйственных растений».


Биотехнологический картофель. Россия является одной из главных картофелеводческих стран мира. Огромные потери урожая картофеля, особенно в южных регионах, происходят из-за колорадского жука, в ряде областей страны нашествие этого вредителя сравнимо со стихийным бедствием. При существующем уровне развития картофелеводства в РФ потенциальные потери урожая оцениваются экспертами РАСХН в 4,1 млн. тонн картофеля на сумму 19,4 млрд. руб., однако поскольку более 95% картофеля сосредоточено в частном секторе, где при отсутствии обработок гибнет от 40 до 80% потенциального урожая, некоторые эксперты оценивают реальные ежегодные потери от колорадского жука в 2 – 2,5 млрд. долларов. Наиболее перспективным сегодня представляется решение этой проблемы с помощью биологических методов защиты растений, особенно методов генной инженерии, направленных на получение ГМ растений, в клетках которых синтезируется белок (Cry), обеспечивающий устойчивость растения к колорадскому жуку, в частности эндотоксин Bacillus thuringiensis.

полевые испытания биотехнологического картофеля на устойчивость к колорадскому жуку

Трансгенные растения картофеля
Контрольные растения картофеля
Трансгенные растения картофеля, устойчивые к колорадскому жуку
Контрольные растения картофеля, уничтоженные колорадским жуком

Исследования группы направленные на получение ГМ картофеля, проведены на основе лучших сортов отечественной селекции, что представляется весьма актуальным и перспективным для развития отечественного картофелеводства. Впервые в России нами были получены и охарактеризованы ГМ сорта картофеля Елизавета плюс и Луговской плюс, устойчивые к колорадскому жуку.

Важным преимуществом картофеля, устойчивого к колорадскому жуку является надежность, рентабельность и простота его выращивания, связанная с отказом от применения инсектицидов. Это будет иметь значительный положительный экологический эффект и снижение риска для здоровья сельхозпроизводителя, особенно в личных подсобных хозяйствах, где сосредоточено более 90% всего производства этой важнейшей культуры.

По результатам проверки Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека на основании экспертного заключения ГУ НИИ питания РАМН данные сорта прошли государственную регистрацию, внесены в государственный реестр и разрешены для ввоза, изготовления и оборота на территории РФ.



Сахарная свекла, устойчивая к гербициду BASTA . Сахарная свекла (Beta vulgaris L.) - важнейшая техническая культура, являющаяся сырьем для производства 35-40% сахара в мире. Потребление сахара в России оценивается примерно в 6 млн. тонн в год, две трети из которых приходится на потребление населением, а одна треть – на индустриальное потребление. За последние 15 лет произошло снижение урожайности и, как следствие, уменьшение производства сахара из сахарной свеклы и увеличение использования в качестве сырья импортного сахара-сырца (более 50%) Основная причина - это потери от сорной растительности, насекомых-вредителей и вирусов.

Выращивание биотехнологических сортов сахарной свеклы, обладающих хотя бы одним признаком устойчивости (к гербициду, к вирусам или к насекомым-вредителям) позволит увеличить рентабельность производства культуры на >20%, что создаст устойчивые предпосылки к возврату страны на сомообеспечение сахаром.

Нашей группой были получены ГМ линии сахарной свеклы, на базе лучших сортов и гибридов отечественной селекции, устойчивые к гербицидам на основе фосфинотрицина, что представляет огромный интерес для развития отечественного свекловодства.

результаты действия гербицида широкого спектра действия BASTA на контрольные и трансгенные растения сахарной свёклы (Beta vulgaris L.)

контрольные растения сахарной свёклы после обработки гербицидом BASTA трансгенные и контрольные растения сахарной свёклы после обработки гербицидом BASTA
Контрольные растения сахарной свёклы (Beta vulgaris L.) после обработки гербицидом BASTA
Трансгенные и контрольные растения сахарной свёклы (Beta vulgaris L.) после обработки гербицидом BASTA


Сахарная свёкла, устойчивая к вирусам. Наиболее опасные вирусные заболевания сахарной свёклы вызываются вирусом желтухи свеклы (BYV) и вирусом резухи (ризомании) свеклы (BNYVV). Наиболее эффективными методами создания трансгенной устойчивости к вирусам считаются экспрессии в растениях интактных или дефектных вирусных белков, а также фрагментов вирусной РНК, индуцирующих посттранскрипционное умолкание («сайленсинг») генов (PTGS). Для создания трансгенной устойчивости к BYV и BNYVV нами были созданы генетические конструкции, содержащие фрагменты 3’-нетранслируемой области РНК геномов BYV и BNYVV в смысловой и антисмысловой ориентации, разделенные интроном гена кукурузы ubi1. При экспрессии в растениях такие РНК должны формировать дуплексы, потенциально индуцирующие сайленсинг. Две другие конструкции содержали кДНК генов белков оболочки BYV и BNYVV. Селективным маркером в плазмидах был ген bar, обеспечивающий устойчивость к фосфинотрицину.

Для определения эффективности PTGS, индуцируемого BYVsil, было проведено количественное определение уровня репортера GFP, синтезируемого при агроинфильтрации растений Nicotiana benthamiana (1) только мишенью (мРНК GFP, содержащей 3’ НТО BYV) и (2) мишенью и индуктором PTGS (BYVsil). С помощью Вестерн-блот анализа установлено, что уровень экспрессии GFP в случае инфильтрации штаммом, содержащим только мишень, приблизительно в 10 раз выше, чем при одновременной инфильтрации штаммами, содержащими мишень и индуктор.

Эксперименты по получению трансгенов проводились на модели N. benthamiana. В трансформантах, отобранных на селективной среде с фосфинотрицином, ПЦР-анализом показано наличие гена bar и целевых вставок. Экспрессия bar подтверждена дополнительным иммуно-биохимическим тестом. Трансгенные растения размножены в культуре in vitro и адаптированы к почвенным условиям для проведения дальнейших исследований устойчивости к вирусам.

Nicotiana benthamiana Nicotiana benthamiana Лист Chenopodium, инокулированный вирусом BNYVV Лист Chenopodium. Контроль Nicotiana benthamiana
Механическая инокуляция растений Nicotiana benthamiana вирусом BNYVV.
Механическая инокуляция растений Nicotiana benthamiana вирусом BNYVV.
Лист Chenopodium, инокулированный вирусом BNYVV
Контрольный лист Chenopodium

Экспрессия GFP после агроинфильтрации растений Nicotiana benthamiana (справа) только мишенью (мРНК GFP, содержащей 3’ НТО BYV) и (слева) мишенью и индуктором PTGS (BYVsil).



Капуста белокачанная. Капусту белокочанную (Brassica oleracea var. capitata) выращивают в России повсеместно, практически во всех климатических зонах. Высокая продуктивность при известной простоте возделывания позволяет капусте белокочанной стабильно занимать третье место после злаковых культур и картофеля в отечественном сельскохозяйственном производстве. По содержанию в своем составе витамина С капуста белокочанная занимает одно из первых мест (до 45 мг/100 г), превосходя по этому показателю, например, лимоны (40 мг/100 г), и считается незаменимым его источником в зимнее время на большей части территории Российской Федерации.

В связи с этим, получение стабильного урожая капусты белокочанной является одной из важнейших задач отечественного растениеводства. Решение этой проблемы подразумевает как увеличение продуктивности культивируемых гибридов капусты, так и повышение их устойчивости к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.

На протяжении длительного периода времени устойчивые к болезням и вредителям сорта и гибриды белокочанной капусты создавали исключительно методами традиционной селекции. Сегодня же наиболее перспективным представляется получение трансгенных растений с направленно измененными свойствами. Комбинация традиционных способов селекции и методов генетической инженерии позволяет эффективно совместить полезные признаки, кодируемые вносимым геном, с набором выгодных сортовых характеристик, полученных благодаря многолетнему труду селекционеров. Селекция белокочанной капусты в последние годы вышла на качественно новый уровень благодаря созданию гибридов F1, которые оказались устойчивыми, высокоурожайными и соответствующими всем стандартам современного промышленного овощеводства.

Промышленное земледелие предполагает интенсивное использование гербицидов для борьбы с сорняками. В настоящее время, в списке разрешенных к использованию препаратов, гербициды для обработки вегетирующих растений отсутствуют. Поэтому весьма актуальным является создание гибридов капусты, устойчивых к гербицидам, что позволит полностью механизировать процесс выращивания этой культуры.
Стадии культивирования трансгенных растений капусты белокачанной (Brassica Oleracea var. capitata)
Brassica Oleracea var. capitata Brassica Oleracea var. capitata Brassica Oleracea var. capitata Brassica Oleracea var. capitata
Образование побегов из каллусной ткани на питательной среде
Проращивание семян трансгенных растений Т1 на содержащей фосфинотрицин питательной среде
Регенеранты на стадии укоренения
Tрансгенные растения капусты белокочанной в гидропонной установке «Минивит 2». Адаптация к условиям in vivo

Рапс, устойчивый к гербициду BASTA. Сотрудниками группы также созданы ГМ линии рапса (Brassica napus), устойчивые к гербицидам на основе фосфинотрицина.
Стадии культивирования трансгенных растений рапса (Brassica napus)
Brassica napus Brassica napus Brassica napus
Рапс(Brassica napus) в культуре in vitro
Прорастание поколения T1
Трансгенные растения рапса в теплице

Создание новых биотехнологических сельскохозяйственных растений проводится в тесном сотрудничестве с оригинаторами исходных сортов и гибридов и с применением методов классической селекции. Так полученные трансгенные линии сахарной свеклы и капусты белокачанной включены в селекционный процесс с целью получения гибридов с ЦМС (цитоплазматической мужской стерильностью), что позволит не только снизить потери урожая, но и минимизировать возможный риск распространения трансгенной пыльцы на другие сорта и линии, а также близкородственные виды. Также с использованием методов классической селекции создан сахаристо-урожайный гибрид сахарной свеклы на ЦМС основе СуперАгро.

Селекционный процесс двулетних культур

Beta Vulgaris L. Beta Vulgaris L. Brassica Oleracea var. capitata
Скрещивание родительских компонентов гибрида сахарной свёклы СуперАгро
Растение сахарной свёклы второго года вегетации
Цветущие растения капусты белокачанной (Brassica Oleracea var. capitata)

Растения – биореакторы. Lemna minor (ряска малая) - однодольное покрытосеменное растение семейства Lemnaceae. Представители рода Lemna распространены повсеместно, как в странах с умеренным, так и с тропическим климатом. Ряска – одно из наиболее редуцированных цветковых растений, у которого отсутствует расчленения на стебель и лист, а сам организм представляет собой фотосинтезирующую пластинку (листец) с корнем и боковыми пластинчатыми побегами. Представители семейства Lemnaceae размножаются в основном вегетативно и легко переносятся с течением рек и птицами на большие расстояния, при этом цветут крайне редко. В последнее время большинство видов Lemnaceae расширяют свои ареалы обитания из-за потепления климата и эвтрофикации многих водоемов.

Необычные свойства этих мелких цветковых растений позволяют использовать их для решения самых разнообразных проблем - от получения кормов для животных до применения в сложных биотехнологических процессах. Кроме того, растения ряски в силу нетребовательности к среде, небольших размеров и простоты строения, рассматривают как модельный объект для морфогенетических, физиологических, биохимических исследований, анализа географического и межвидового генетического полиморфизма.

Перспективным является применение растений ряски для биоремедиации сточных вод. Растения семейства Lemnaceae устойчивы к высоким концентрациям вредных веществ, которые поступают в водоемы с отработанными коммунальными, сельскохозяйственными и промышленными водами. Благодаря быстрому росту, растения ряски поглощают огромное количество вредных веществ, тем самым, очищая воду.

Большой интерес вызывает получение трансгенных растений ряски. Одним из перспективных направлений биотехнологии в настоящее время является создание растений – биофабрик, которые способны продуцировать рекомбинантные белки. Растительные биофабрики являются безопасной и рентабельной альтернативой традиционным системам экспрессии — культурам клеток микроорганизмов и млекопитающих. Растения не требуют для своего выращивания специальных условий и оборудования; в отличие от бактериальных систем, в растениях возможно осуществление посттрансляционных модификаций, которые в ряде случаев являются необходимым этапом получения функционального белка. Кроме того, получение рекомбинантных белков в системах на основе растительных клеток является безопасным, поскольку растения и человек не имеют общих патогенов. Важным преимуществом Рясковых по сравнению с другими растениями для биотехнологической индустрии является их способность к быстрому вегетативному размножению. Разработка надежных методов генетической трансформации Рясковых необходима для создания растений - продуцентов рекомбинантных белков, а также модифицированных растений - эффективных биоремедиаторов экологически неблагополучных водоемов.

В настоящее время, нами были оптимизированы параметры регенерации in vitro, подобраны условия эффективного селективного отбора трансформированной ткани, получены трансгенные растения Lemna minor с геном bar и проведен их молекулярный анализ, подтвердивший интеграцию целевого гена в геном ряски и его экспрессию. Оптимизированная нами методика трансформации может быть использована для создания трансгенных растений ряски – продуцентов рекомбинантных белков медицинского назначения и биоремедиаторов водоемов.


Plants – bioreactors. Lemna minor (duckweed) is monocotyledonous angiosperm of Lemnaceae family. Lemna is a widespread genus. Duckweed is very reduced flowering plant without any partition on stem and leaf. Organism is а photosynthetic plate (frond) with root and lateral shoots. Lemnaceae plants propagate mainly vegetative, flower rare. These amazing plants are used for different purposes (even for forage and application in difficult biotechnological processes). Besides duckweed plants can serve as model object for morphogenetic, physiologic, biochemical researches, analysis of geographic and interspecific genetic polymorphism.

Application of duckweed plants for waste waters bioremediation is very promising. Lemnaceae plants are resistant to high concentrations of hazardous substances, which enter to water bodies with discharged water. Due to its rapid growth duckweeds absorb great amount of harmful substances, eo ipso, clear the water.

Transgenic duckweed plants production is of high interest. Nowadays one of promising tendency in biotechnology is the production of plant-biofactories able to produce recombinant proteins. Biofactories based on plants are safe and profitable alternative of traditional expression systems. Plants do not require special conditions and equipment for growing. In contrast of bacterial systems the realization of post-translation modifications (necessary stage of functional protein production) is possible in plants. Besides recombinant proteins production in systems based on plant cells is safe as there are no common pathogens for plants and human beings. The ability to grow rapidly by vegetative propagation is the important advantage of Lemnaceae in comparison with different plants for biotechnological industry. The development of sure methods of Lemnaceae genetic transformation is necessary for plants (recombinant proteins producers) production.

Nowadays the parameters of in vitro regeneration were optimized, the conditions of effective transformed tissue selection were sorted out, transgenic plants synthesizing model proteins were obtained and characterized.

The optimized transformation method can be used for the production of transgenic duckweed plants producing recombinant proteins of therapeutic purpose. At the moment we are setting the experiments for obtaining transgenic duckweed plants - producers of extracellular domain of flu virus M2 membrane protein. This protein is attached to protein-carrier (we used ?-subunit of thermolabile термолабильного энтеротоксина E. coli). Highly conservative M2 protein of flu virus can be the basis of “universal” anti-flu vaccine. This research work was held in collaboration with the laboratory of molecular cloning systems, where the design and in vitro synthesis of artificial LTB-M2E gene was done. This gene was optimized for monocots.

Данная работа проводится совместно с лабораторией систем молекулярного клонирования.

фотографии, иллюстрирующие результаты ряда экспериментов по подбору оптимальной концентрации регуляторов роста для индукции каллусообразования.

Lemna minor Lemna minor Lemna minor Lemna minor
Экспланты ряски Lemna minor в культуре in vitro
Заметно многократное увеличение размеров гиалиновой нити ряски под действием регуляторов роста
Изменение внешнего вида листецов ряски под воздействием регуляторов роста (2,4-Д и БАП)
Формирование каллуса эксплантом ряски Lemna minor в культуре in vitro под воздействием регуляторов роста (2,4-Д и БАП)

Солеустойчивые растения

Идентификация и изучение действия генов, экспрессия которых приводит к повышению солеустойчивости организмов (H+/Na+-антипортеры, Н+-пирофосфатазы, глутамилкиназы и др.) представляет большой научно-практический интерес. Совместно с лабораторией систем молекулярного клонирования группа разрабатывает новый способ повышения уровня устойчивости растений к солевому стрессу, основанный на экспрессии гена мембранной Н+-пирофосфатазы фотосинтезирующей бактерии Rhodospirillum rubrum.

В отличие от способов повышения солеустойчивости, основанных на экспрессии генов вакуолярных пирофосфатаз растений, разработанный нами подход позволяет не просто обратимо локализовать токсичные ионы натрия в вакуолях, но и понизить общее содержание натрия в растении за счет его выведения из клетки, что имеет следствием получение более выраженного и стабильного эффекта.

Сконструированные нами трансгенные растения табака, экспрессирующие ген мембраной Н+-пирофосфатазы помимо повышенной солеустойчивости, показали ускорение роста, увеличение длины и массы корневой системы, а также массы листьев. Кроме того, нами не было отмечено случаев неожиданного снижения солеустойчивости вследствие активации посттрансляционного ген-сайленсинга, что также свидетельствует в пользу более высокой надежности и эффективности предложенного способа в сравнении с известными аналогами.

Данная работа проводится совместно с лабораторией систем молекулярного клонирования.


Растения с ранним сроком зацветания

Большая площадь сельскохозяйственных земель РФ расположена в зоне рискованного земледелия, поэтому селекция на скороспелость является одним из важнейших направлений при создании сортов и гибридов сельскохозяйственных культур. Особенно это важно для сортов овощных культур выращиваемых в закрытом грунте, поскольку получение урожая в более короткие сроки, позволит снизить энергетические затраты, и тем самым сделать более рентабельным их производство. Бурное развитие генетической инженерии открывает новые возможности в решении селекционных задач. Одним из успешных методов селекции может стать получение трансгенных растений с ранним сроком зацветания и плодоношения.

На данный момент накоплен огромный материал по генетической регуляции такого важного момента в жизни растений как цветение. Эти знания пока не позволяют понять всех тонкостей этого процесса, но с их помощью уже сейчас можно манипулировать сроками цветения. Ранее в группе молекулярной биологии растений под руководством к.х.н. О.А. Шульги были получены и проанализированы к-ДНК библиотеки, содержащие к-ДНК генов, экспрессирующихся в процессе формирования и развития соцветий подсолнечника и хризантемы. Были определены гены MADS-факторов транскрипции, отвечающие за процесс инициации и развития цветковой меристемы и цветковых органов. Известно, что гены MADS-факторов также определяют и время цветения.

Lycopersicon lycopersicum L.

Целью работы является получение линий овощных культур с укороченной фазой вегетативного развития за счет экспрессии одного из выделенных MADS-генов.

На первом этапе для достижения поставленной цели необходимо было получить модельные трансгенные растения табака экспрессирующие MADS-гены и изучить влияние конститутивной экспрессии этих генов на сроки зацветания и плодоношения модельных растений. В результате экспериментов на трансгенных растениях табака поколений Т1 и Т2 было обнаружено, что трансгенные растения, содержащие MADS гены-гомологи AP1 значительно отличались от контрольных по анализируемым признакам. По сравнению с контролем эти растения зацветали раньше на 25 дней, имели более короткий стебель, образовывали меньше листьев и больше цветков в соцветиях.

Наблюдаемые изменения времени цветения свидетельствуют о сокращении вегетативной фазы у трансгенных растений, экспрессирующих гены-гомологи AP1.

Основываясь на результатах обработки полученных данных вегетационных опытов на поколении Т1 и Т2 было определено, что гены- гомологи AP1, являются наиболее подходящими кандидатами для получения трансгенных растений томата с укороченной фазой вегетативного развития.


Данная работа проводится совместно с лабораторией молекулярной биологии растений.





Подсолнечник (Helianthus annuus L.), наряду с рапсом (Brassica napus L.) и соей (Glycine max L.), является важнейшей масличной культурой мира. Для России подсолнечник это, прежде всего, традиционно главный источник пищевого растительного масла. Являясь высоко востребованной культурой в сельском хозяйстве, подсолнечник представляет собой хороший объект для биотехнологии.

На сегодняшний день, совестно с группой молекулярной биологии растений, получены трансгенные растения подсолнечника с эктопической экспрессией гена HAM59.

Стадии регенерации подсолнечника Helianthus annuus L. через культуру in vitro.
Helianthus annuus L. Helianthus annuus L. Helianthus annuus L. Helianthus annuus L.
Внешний вид экспланта подсолнечника Helianthus annuus L. в культуре in vitro. Получен из зрелых зародышей на третий день культивирования. [метод №2]
Клональное микроразмножение подсолнечника Helianthus annuus L. в культуре in vitro.
Внешний вид растений-регенерантов подсолнечника Helianthus annuus L. (Т0)
Соцветие подсолнечника Helianthus annuus L. (Т1)


Биотехнологический тополь Populus ssp. Генетическая трансформация тополя Populus ssp.

фотографии, иллюстрирующие каллусообразование и начало регенерации эксплантов тополя Populus ssp..

Populus ssp. Populus ssp. Populus ssp. Populus ssp.
Каллусообразование и начало регенерации из стеблевых сегментов тополя Populus ssp. в культуре in vitro
Регенерации тополя Populus ssp. в культуре in vitro
Регенерации тополя Populus ssp. в культуре in vitro
Регенерации тополя Populus ssp. на стадии укоренения

Достижение значимых результатов прикладных и фундаментальных исследований группы стало возможным благодаря использованию Экспериментальной установки искусственного климата (ЭУИК).


Программы, проекты, гранты

Федеральные программы


  1. «Разработка антистрессовых биотехнологий для растений; трансгенные растения и регуляторы роста нового поколения».

Государственные контракты


  1. № 1991: «Проведение сравнительной оценки генетически модифицированных сортов картофеля российской селекции с лучшими зарубежными аналогами по комплексу хозяйственно-полезных иммунологических и качественных характеристик».

  2. № 43.106.11.0026 «Получение трансгенного картофеля устойчивого к вироиду, вирусным и бактериальным инфекциям»

  3. №43.050.11.1537 «Изучение генетических основ получения трансгенных растений с заданными свойствами».

  4. № 02.452.12.7099 «Изучение генетических основ и разработка биотехнологий получения растений с заданными свойствами, разработка методов оценки трансгенных растений на биобезопасность на установке: Экспериментальная установка искусственного климата (ЭУИК)».

  5. № 02.442.11.7205 «Генетическая трансформация тополя обыкновенного Populus ssp».

  6. № 02.452.11.7080 «Научно-методическое, организационное и материально-техническое обеспечение функционирования уникальных стендов и установок "экспериментальная установка искусственного климата (ЭУИК)" для проведения научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ по приоритетным направлениям программы».

  7. №02.518.11.7148 «Применение технологии гетерологичной экспрессии генов для улучшения основных технических культур с использованием экспериментальной установки искусственного климата ЭУИК»

Инновационные проекты государственной важности


  1. № 02.190.11.006 «Разработка биотехнологий и промышленное освоение производства семенного материала высоких репродукций генетически модифицированных сельскохозяйственных растений».

Гранты


  1. Грант по программе фундаментальных исследований Президиума РАН "Динамика генофондов растений, животных и человека" по теме "Разработка системы генетической инженерии ряски - перспективного объекта фотобиотехнологии".

  2. Грант по программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология» по теме «Структурная и функциональная геномика растений».

  3. Грант РФФИ 06-08-00484-а «Использование технологии посттранскрипционного умолкания генов для конструирования растений, устойчивых к вирусной инфекции».

  4. Грант CRP-02 «Разработка системы генетической трансформации хлоропластов подсолнечника для получения высокого уровня экспрессии трансгена в генетически измененных растениях без риска для окружающей среды».

  5. Грант Президента РФ для государственной поддержки молодых ученых –кандидатов наук «Разработка подходов к конструированию растений, устойчивых к бенивирусам, на примере вируса некротического пожелтения жилок сахарной свеклы BNYV».

  6. Грант РФФИ 07-04-12070 офи «Получение трансгенных растений томатов, характеризующихся ускоренным ростом, устойчивостью к засолению и высокой продуктивностью».

  7. Грант РФФИ 09-08-00716 «Изучение механизмов экспрессии гетерологичых генов в растениях под контролем различных регуляторных элементов».


Публикации


Список основных публикаций коллектива:

  1. Ya. B. Neskorodov, A. L. Rakitin, A. M. Kamionskaya, K. G. Skryabin. Developing phosphinothricin-resistant transgenic sunflower (Helianthus annuus L.) plants. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 100:65–71 DOI 10.1007/s11240-009-9620-0

  2. Мишуткина Я.В., Камионская А.М., Скрябин К.Г. Создание трансгенных растений сахарной свеклы, экспрессирующих ген bar. Прикладная биохимия и микробиология. 2010, т. 46. № 1: 80-86.

  3. Я.Б. Нескородов, К.Г. Скрябин. Индукция множественного побегообразования у эксплантов подсолнечника (Helianthus annuus L.) в культуре in vitro. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (141), 2009.

  4. Гайдукова С.Е., Ракитин А.Л., Равин Н.В., Скрябин К.Г., Камионская А.М. Разработка системы генетической трансформации ряски малой Lemna minor. Экологическая генетика. 2008, т. VI, № 4: 20-28. (PDF )

  5. А.С. Задорин, М.В. Сухачева, Б.Б. Кузнецов, А.М. Камионская, К.Г. Скрябин. Идентификация уникального трансформационного события картофеля сорта «Елизавета», устойчивого к колорадскому жуку. Биотехнология. Т 3., стр. 34 2008.

  6. А.С. Задорин, М.В. Сухачева, Б.Б. Кузнецов, Т.Н. Грибова, А.М. Камионская, К.Г. Скрябин. «Анализ геномного окружения трансгенных вставок в модифицированных растениях картофеля и капусты белокочанной» Биотехнология, Т6, 2008

  7. Мишуткина Я.В., Гапоненко А.К. Скрябин К.Г. Микроклональное размножение сахарной свеклы in vitro. Сахарная свекла. 2007, № 7: 28-30.

  8. Нескородов Я.Б., Мишуткина Я.В., Гапоненко А.К. Скрябин К.Г. Метод регенерации in vitro побегов подсолнечника (Helianthus annuus L.) из асептических семян как эксплантатов для генетической трансформации. Биотехнология. 2007, т.6: 27-33.(HTML)

  9. Дьякова Е.В., Ракитин А.Л., Камионская А.М., Байков А.А., Лахти Р., Равин Н.В., Скрябин К.Г. Изучение влияния экспрессии гена мембранной H+-пирофосфатазы Rhodospirillum rubrum на уровень солеустойчивости трансгенных растений табака. Доклады Академии наук. 2006, т. 409, №6: 844-846.(PDF)

  10. Мишуткина Я.В., Гапоненко А.К. Изучение влияния состава питательной среды, типа экспланта и генотипа на частоту регенерации растений сахарной свеклы (Beta vulgaris L.) in vitro. Генетика. 2006, т. 42, № 2: 210-218. (PDF)

  11. Грибова Т.Н., Камионская А.М., Скрябин К.Г. Оптимизация способа получения трансгенных растений капусты белокочанной Brassica oleracea var.capitata. Прикладная биохимия и микробиология. 2006, т. 5: 593.(PDF)

  12. Грибова Т.Н., Камионская А.М., Скрябин К.Г. Создание трансгенных растений капусты белокочанной Brassica oleracea var. capitata с новыми агротехническими свойствами. Биотехнология. 2005, т.6: 12-19.


Список патентов на изобретения РФ:

Патенты на изобретения

  1. Патент на изобретение №2231551 от 27 июня 2004. Стародубцева (Камионская) А.М., Белоусова М.Б., Конов А.Л., Скрябин К.Г. Способ получения генетически модифицированных растений картофеля сорта Голубизна с помощью Agrobacterium tumefaciens..

  2. Патент на изобретение №2231550 от 27 июня 2004. Стародубцева (Камионская) А.М., Белоусова М.Б., Шульга О.А., Конов А.Л., Скрябин К.Г. Способ получения генетически модифицированных растений картофеля сорта Луговской с помощью Agrobacterium tumefaciens..

  3. Патент на изобретение №2231549 от 27 июня 2004. Стародубцева (Камионская) А.М., Белоусова М.Б., Скрябин К.Г. Способ получения генетически модифицированных растений картофеля сорта Невский с помощью Agrobacterium tumefaciens..

  4. Патент на изобретение №2231251 от 27 июня 2004. Стародубцева (Камионская) А.М., Белоусова М.Б., Скрябин К.Г. Способ получения генетически модифицированных растений картофеля сорта Елизавета с помощью Agrobacterium tumefaciens..

  5. Патент на изобретение №2231548 от 27 июня 2004. Стародубцева (Камионская) А.М., Скрябин К.Г. Способ получения генетически модифицированных растений картофеля сорта Чародей с помощью Agrobacterium tumefaciens..

  6. Патeнт РФ №2278162 от 30.12.2004. Гапоненко А.К., Мишуткина Я.В., Скрябин К.Г. Способ получения генетически модифицированных растений сахарной свеклы с использованием Agrobacterium tumefaciens..

  7. Патент РФ № 2286386 от 2006.10.02. Камионская А.М., Кузнецов Б.Б., Скрябин К.Г. Рекомбинантная полинуклеотидная последовательность, характеризующая уникальный трансформационный акт между генетической конструкцией, включающей ген cryIIIa, и геномной ДНК картофеля сорта Невский, ее применение и содержащую эту последовательность клетка, трансгенное растение и его потомство.

  8. Патент РФ № 2286385 от 2006.10.27. Камионская А.М., Кузнецов Б.Б., Скрябин К.Г. Рекомбинантная полинуклеотидная последовательность, характеризующая уникальный трансформационный акт между генетической конструкцией, включающей ген cryIIIa, и геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, ее применение и содержащую эту последовательность клетка, трансгенное растение и его потомство.

  9. Патент РФ № 2286669 от 2006.11.10. Грибова Т.Н., Камионская А.М., Скрябин К.Г. Способ получения генетически модифицированных растений капусты белокочанной.

  10. Патент РФ № 2337529 от 2007.03.26. Задорин А.С., Камионская А.М., Кузнецов Б.Б., Скрябин К.Г., Сухачева М.В. Рекомбинантная полинуклеотидная последовательсность, характеризующая уникальный трансформационный акт между генетической конструкцией, включающей ген cry IIIa, и геномной ДНК картофеля сорта Луговской, ее применение и содержащие эту последовательность клетка, трансгенное растение и его потомство.

  11. Патент РФ № 2378379 от 2008.10.07 Дьякова Е.В., Ракиин А.Л., Байков А.А., Камионская А.М., Равин Н.В., Скрябин К.Г. Использование гена мембранной пирофосфатазы бактерии Rhodospirillum rubrum для изменения свойств растений.

Патенты на селекционные достижения

  1. Патент №4981 от 09.11.2004 Картофель Невский плюс

  2. Патент №4982 от 09.11.2004 Картофель Елизавета плюс

  3. Патент №4983 от 09.11.2004 Картофель Луговской плюс

  4. Патент №2708 от 17.05.2005. Свекла сахарная ЛБС 16

  5. Патент №2709 от 17.05.2005. Свекла сахарная ЛБС 18

  6. Патент №2710 от 17.05.2005. Свекла сахарная ЛБМ 22

  7. Патент №2711 от 17.05.2005. Свекла сахарная ЛБМ 23

  8. Патент №2712 от 17.05.2005. Свекла сахарная ЛБМ 24

  9. Патент №2713 от 17.05.2005. Свекла сахарная ЛБО 19

  10. Патент №2785 от 17.05.2005. Свекла сахарная ЛБО 17

  11. Патент №4970 от 31.10.2005. Свекла сахарная СуперАгро

  12. Патент №4767 от 29.05.2008. Свекла сахарная ЛБС 20

  13. Патент №4766 от 29.05.2008. Свекла сахарная ЛБО 21

 

Премии и награды

  1. Диплом присужден Центру "Биоинженерия" РАН за участие в выставке "Биотехнология в России" Государственная Дума, 2005 г.;

  2. Медаль присуждена Центру "Биоинженерия" РАН за создание образовательной программы "Кадры для биотехнологии", Международная специализированная выставка "Мир биотехнологии 2005", 2005 г.;

  3. Диплом (медаль, премия) Четвертого Московского международного конгресса "БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ" за работу "Изучение влияния экспрессии гена мембранной H+-пирофосфатазы Rhodospirillum rubrum на уровень солеустойчивости растений". 12-16 марта 2007г.;

  4. Диплом Четвертого Московского международного конгресса "БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ" за работу "Создание трансгенных линий сахарной свеклы, экспрессирующих ген BAR". 12-16 марта 2007 г.;

  5. Диплом XI Петербургского Международного Экономического Форума Центра "Биоинженерия" РАН за участие в выставке "Инновационные достижения России". Июнь, 2007г.;

  6. Диплом и медаль Биотехнологической выставке-ярмарке "РосБиоТех-2007" за разработку "Создание биотехнологического картофеля на базе Экспериментальной Установки Искусственного Климата, устойчивого к колорадскому жуку". 21-24 ноября 2007 г.

  7. Дипломом и медалью 7-й международной специализированной выставки "Лаборатория Экспо" 2009 был награждён центр "Биоинженерия" РАН за разработку экспериментальной установки искусственного климата ЭУИК


На главную
 
О центре | Администрация | Ученый совет | Структура | Достижения | Аспирантура | Контакты | Карта сайта

Designed by Dioskury