Функциональный анализ MADS-белков Астровых, регулирующих цветение, и перспективы их использования в биотехнологии растений

Головешкина, Елена Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Функциональный анализ MADS-белков Астровых, регулирующих цветение, и перспективы их использования в биотехнологии растений
ВАК РФ 03.01.06, Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)

Автореферат диссертации по теме "Функциональный анализ MADS-белков Астровых, регулирующих цветение, и перспективы их использования в биотехнологии растений"

005008277

На правах рукописи

Головешкина Елена Николаевна

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МАББ-БЕЛКОВ АСТРОВЫХ, РЕГУЛИРУЮЩГОЩВЕТЕНИЕ, И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БИОТЕХНОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

Специальность: 03.01.06 - биотехнология (в том числе бионанотехнологии), 03.02.07 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 9 йНВ 2012

МОСКВА - 2012

005008277

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Центр «Биоинженерия» РАН

Научные руководители: кандидат химических наук

Шульга Ольга Альбертовна

кандидат биологических наук Камионская Анастасия Михайловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Соловьев Александр Александрович

кандидат биологических наук Чернобровкина Мария Аркадьевна

Ведущая организация: Станция искусственного климата «БИОТРОН», Филиал учреждения РАН института биоорганической химии им. Академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ФИБХ)

Защита диссертации состоится "08" февраля 2011 г. в 14 час. 30 мин, на заседании диссертационного совета Д 220.043.10 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. 1 Факс:(499)976-08-94 e-mail: genetics@timacad.ru

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Н.И. Железнова РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева и на сайте www.timacad.ru

Автореферат разослан «29» декабря 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Покрытосеменные господствуют на большей части суши и играют решающую роль в формировании растительного покрова. Их обитание в различных экологических условиях во всех климатических зонах объясняется поразительной пластичностью онтогенеза этих растений, что отражается в изменениях их структуры. Важнейшим событием, ознаменовавшем возникновение покрытосеменных, стало появление цветка. И произошло это, согласно общепринятому мнению, в результате эволюционных изменений в последовательности генов, кодирующих MADS-box факторы транскрипции, что сопровождалось изменениями в механизмах контроля экспрессии как самих факторов, так и транскрипции их генов-мишеней. Поэтому сегодня особое внимание сфокусировано на MADS-белках, которые регулируют многие процессы развития растений, в частности, переход растения к репродуктивной стадии развития и последующий морфогенез цветка.

Функциональные исследования MADS-box факторов транскрипции свидетельствуют о том, что структурная гомология сопровождается сходством функции, но при этом имеются свои особенности, что обуславливает морфологию конкретного вида растений. В частности, было продемонстрировано, что конститутивная экспрессия MADS-генов групп SQUAMOSA (SQUA) и AGL2 {SEPALLATA, SEP) изменяет сроки цветения у модельных и сельскохозяйственных растений. Ранее в нашей лаборатории были клонированы кДНК семи MADS-генов Астровых, гомологичных генам SQUA и AGL2. Для двух из них был проведен функциональный анализ кодируемых ими белков в модельных растениях A. thaliana. Функции MADS-белков Астровых SQUA- и AGL2-rpynn мало изучены. Целью нашей работы стала характеристика всей группы указанных генов в модельном растении N. tabacum.

Выяснение общих основ и частных особенностей генетического контроля генеративного развития растений разных видов имеет несомненную фундаментальную значимость. Характер влияния эктопической экспрессии MADS-генов указывает на практическую ценность подобных экспериментов как оценивающих возможность использования этих генов в биотехнологии растений. И то, и другое подчеркивает актуальность сравнительного изучения функциональной роли MADS-факторов транскрипции Астровых. Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось изучение функциональной роли MADS-факторов транскрипции (группы SQUA) гомологичных API, FUL и SEP из хризантемы (CDM111, CDM41, CDM8 CDM77, CDM44; Shchennikova et al., 2004) и подсолнечника (НАМ92, НАМ75; Шульга и др., 2008).

Для достижения дели поставлены следующие задачи:

1. Провести сравнительный структурно-филогенетический анализ использованных в работе MADS-белков хризантемы и подсолнечника.

2. Получить модельные трансгенные растения табака Nicotiana tabacum сорта Samsun NN с MADS-факторами транскрипции Астровых.

3. Изучить влияние конститутивной экспрессии MADS-генов Астровых CDM111, CDM41, CDM8, CDM77, COM44, НАМ92, НАМ75 на вегетативное и генеративное развитие модельных растений табака.

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые проведен анализ функциональной роли MADS-факторов транскрипции (группы SQUA) гомологичных API, FUL и SEP из хризантемы CDMlll, CDM41, CDM8 CDM77, CDM44 и подсолнечника НАМ92, НАМ75. Показано, что конститутивная экспрессия генов Астровых, кодирующих белки AP1/FUL, приводит к ускорению наступления фазы цветения в трансгенных растениях табака Nicotiana tabacum L., что свидетельствует о консервативности процессов, происходящих в растениях разных видов. Тем не менее, гомологи FUL из хризантемы не проявили своего участия в дифференцировке клеток плода. Продемонстрирована значимость порогового уровня экспрессии для функции гомологов API: НАМ75 и НАМ92. Анализ влияния экспрессии CDM44 и CDM77 на онтогенез растений показал функциональное сходство CDM44 и SEP3, участие CDM44 в регуляции скорости клеточного деления и возможную узкую специализацию для CDM77. Изменение сроков цветения у модельных растений без существенного влияния на урожайность при конститутивной экспрессии генов MADS-факторов транскрипции (группы SQUA), таких как CDMlll, CDM41, CDM8, CDM44, НАМ92, НАМ75, делает их перспективными кандидатами для создания новых форм различных сельскохозяйственных культур с измененными сроками развития. Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. MADS-белки Астровых AP1/FUL- и SEP-групп участвуют в определении времени зацветания растения;

2. Белки Астровых, подобные API, FUL и SEP, не влияют на закладку цветковых органов в трансгенных растениях табака.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на международных конференциях: «Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур» (Москва, 2006); «Генетика в России и в мире» (Москва, 2006); «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007); «Биология клеток растений in vitro и биотехнология» (Звенигород, 2008); «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях» (Звенигород, 2008);

«Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009); «Plant Gene Discovery Technologies» (Вена, 2011); а также на Съезде генетиков и селекционеров, посвященному 200-летию со дня рождения Ч.Дарвина (Москва, 2009), и на школах: 10 школе-конференции (Пущино, 2006); VII Молодежной научной школе-конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2007); 11 Международной школе-конференции (Пущино, 2007); II Международной Школе «Эмбриология, генетика и биотехнология» (Уфа, 2007); XV Школе по биологии развития (2008); Всероссийской научной школе «Горизонты нанобиотехнологии» (Москва, 2009). По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ: две статьи в рецензируемых отечественном (1) и международном (1) журналах, рекомендованных ВАК, и 13 тезисов на конференциях.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 133 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы из 185 источников. Иллюстративный материал состоит из 13 таблиц и 22 рисунков. Благодарности. Автор глубоко признателен научным руководителям Шульге O.A. и Камионской A.M. и Щенниковой А. В. за неоценимую помощь в работе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В работе использованы: штаммы A. tumerfaciens GV3101; растения Nicotiana tabacum L. сорта Samsun NN; вектора pGD121::reH (CDM111, CDM41, CDM8, CDM44, CDM77, HAM75, HAM92) для трансформации растений. Сравнительный и филогенетический анализ последовательностей MADS-генов осуществляли с помощью программ BLAST (Altschul et al., 1997), ClustalX (Larkin et al., 2007). Растения табака трансформировали согласно Horsch et al. (1984). Геномную ДНК из растений выделяли по Dellaporta et al. (1987). ПЦР проводили согласно Головешкиной с соавт. (2010). Выделение и ОТ-ПЦР анализ мРНК тканей табака проводили согласно протоколу фирмы QIAGEN. Статистическую обработку данных проводили по Доспехову (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Трансгенные растения табака с экспрессией MADS-генов Астровых Предметом нашего исследования являются гены, кодирующие MADS факторы транскрипции представителей семейства Астровых — хризантемы (iChrysanthemum morifolium L., CDM111, CDM41, CDM8, CDM77, CDM44; Щенникова и др., 2003) и подсолнечника (Helianthus annuus L., НАМ92, НАМ75; Шульга и др., 2008). Поскольку эти культуры отличаются сравнительно низкой эффективностью трансформации, мы проанализировали функции белков CDM и НАМ, получив трансгенные модельные растения

табака МсоНапа (аЬасит су. Лтши NN с конститутивной экспрессией перечисленных выше МАОБ-генов.

Для экспрессии анализируемых белков мы использовали промотор 358 РНК вируса мозаики цветной капусты, который активен во всех тканях двудольных растений (Ос1е11 е1 а1., 1985; БипШситаг et а1., 2002). Полученные нами в результате агробактериальной трансформации и селекции на среде с канамицином регенераты проверили методом ПЦР на присутствие в геноме трансгенов (рис. 1) и отсутствие агробактериального заражения. 86 отобранных трансгенных растений ТО (18 - 35S:\HAM75, 20 - 35Б::НАМ92, 6 -358::СОМ111, 3 - 35Б::СОМ44, 11 - Ъ5Б::СВМ41, 8 - Ъ5$\\СОМ8, 20 -35Б\\CDM7T) и нетрансгенные растения, полученные в ходе регенерации, выращивали в теплице до получения семенного материала Т1.

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

— Ш -w- м» ^^ -, MM«

M " 21 22 "23......24.....25 26'27'28 29 30* 31 32 -.................................

-, ; — —,--*----- — 1 ... J

Рисунок 1. Электрофорез продуктов ПЦР с праймерами, специфичными к последовательностям промотора 35S СаМУи терминатора NOS M - маркер молекулярной массы ДНК (2000 и 850 н.п.); 1, 21, 32 - без ДНК-матрицы; 2 -ДНК плазмиды pGD121::HAM75\ 3 - ДНК нетрансгенного табака; 4-16, 27, 28 - ДНК растений 35S::HAM92; 17-20 - ДНК растений 35S::CDM8, 22 - ДНК плазмиды pGD121 ::CDMI11 ; 23-26 - ДНК растений 35S::НАМ75; 29-31 - ДНК растений 35SwCDMlll. Расщепление в поколении Т1 трансгенных растений табака Экспрессия трансгена зависит от числа копий, района интеграции в геноме, характера вставок (отдельно или в составе тандема - в прямой или обратной ориентации) и др. (Scheid et al., 1991; Matzke et al., 1994, Jones et al., 1987, Wang et al., 2000). При агробактериальной трансформации в геном растения может интегрировать до нескольких копий вставки. По признаку устойчивости к канамицину мы отобрали 17 линий с расщеплением 3:1 и линию 92-3 с расщеплением 15:1, что предполагает однолокусную и независимую двухлокусную интеграции, соответственно (табл. 1). По 10 устойчивых к канамицину проростков Т1 каждой линии проверили с помощью ПЦР на наличие трансгена.

Таблица 1. Расщепление поколения Т1

линия Кшк, шт Kms, шт взошло, шт Но Х2факт.' Х2теор.

CDM8-1* 231 69 300 3:1 0,6 3,84

CDM8-2* 235 65 300 3:1 1,7 3,84

CDM8-5* 216 84 300 3:1 1,44 3,84

Продолжение таблицы 1

CDM8-3 0 28 300 - - -

CDM41-1 260 40 300 3:1/15:1 21,7/25,7 3,84

CDM41-I2* 220 80 300 3:1 0,4 3,84

CDM44-1* 214 86 300 3:1 2,6 3,84

CDM44-2* 227 73 300 3:1 0,7 3,84

CDM111-5* 216 84 300 3:1 1,44 3,84

CDM111-6 282 18 300 3:1/15:1 57,76/0,03 3,84

CDM77-1* 230 70 300 3:1 0,4 3,84

CDM77-2* 226 74 300 3:1 0,03 3,84

HAM75-1* 230 70 300 3:1 0,4 3,84

HAM75-2* 220 80 300 3:1 0,4 3,84

HAM75-3 227 73 300 3:1 0,07 3,84

HAM75-4* 214 86 300 3:1 2,1 3,84

HAM75-8* 217 83 300 3:1 1,2 3,84

HAM75-12 229 71 300 3:1 0,27 3,84

HAM75-16* 222 78 300 3:1 0,16 3,84

HAM75-18 210 90 300 3:1 4 3,84

HAM75-19 223 77 300 3:1 0,07 3,84

HAM75-20 270 30 300 3:1/15:1 37,7/7,15 3,84

HAM92-3* 275 25 300 3:1/15:1 44,4/2,2 3,84

HAM92-10 242 48 290 3:1/15:1 11,10/52,52 3,84

HAM92-11 295 5 300 3:1/63:1 93,10/0,02 3,84

HAM92-12* 233 67 300 3:1 1,2 3,84

HAM92-15 225 67 292 3:1 0,65 3,84

HAM92-16* 226 74 300 3:1 0,02 3,84

HAM92-17 218 82 300 3:1 0,9 3,84

HAM92-18 215 85 300 3:1 1,8 3,84

HAM92-19 209 91 300 3:1 4,6 3,84

HAM92-20 215 85 300 3:1 1,7 3,84

Примечание: * - трансгенные линии, отобранные для последующих наблюдений.

Экспрессия МА08-генов Астровых в трансгенных растениях табака С помощью ОТ-ПЦР мы выяснили, что во всех растениях Т1, кроме НАМ75-4 и НАМ75-8, присутствует мРНК трансгенов (рис. 2А, Б).

Рисунок 2. Электрофорез продуктов ОТ-ПЦР с ген-специфичными праймерами

на РНК из листьев растений поколения Т1 А. 1 - нетрансгенное растение; 2-4 - линия 75-1; 8-10 - 75-2; 5-7 - 75-4; 11 - смесь РНК анализируемых растений без ревертазы. Б. 10 - маркер молекулярной массы (Fast RulerTM DNA Ladder Middle Range, Fermentas); 1 - нетрансгенное растение; 2 - смесь РНК анализируемых растений без ревертазы; 3, 4 - 35S::CDMlll\ 5-8 - 35S\\НАМ92\ 9 -35S::CDM41; 11-13 - 35S::CDM44; 14, 15-35S ::CDM77; 16, 17-35S ::CDM8.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

——— ——-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 •M 400

При агробактериальной трансформации растений трансгены встраиваются в геном случайным образом путем негомологичной рекомбинации. Поэтому число встроенных копий, их хромосомное местоположение и локальное расположение отличаются у независимых трансгенных регенерантов. Увеличение числа копий может привести к подавлению транскрипции трансгена вплоть до ее полного выключения (Vaucheret and Fagard, 2001). Случаи делеции фрагментов перенесенной с помощью агробактерии ДНК также инактивируют трансген (Deroles and Gadner, 1988).

Результаты молекулярного анализа растений НАМ75—4 и НАМ75-8 позволяют сделать вывод о наличии полной трансгенной вставки. Устойчивость проростков этих линий к канамицину свидетельствует об экспрессии гена nptll, входящего в перенесенную в растения конструкцию. Отсутствие мРНК трансгена можно объяснить замалчиванием, так как число копий НАМ75 может быть две и больше, хотя расщепление этих линий в поколении Т1 говорит об однолокусной интеграции вставки. Линии НАМ75-4 и НАМ75-8 взяли в дальнейшие наблюдения в качестве дополнительного контроля.

Структурно-филогенетический анализ белков CDM и НАМ

Чтобы лучше понять филогенетические отношения между MADS-генами хризантемы и подсолнечника, мы провели сравнительный структурно-филогенетический анализ аминокислотных последовательностей соответствующих белков. Как и другие представители растительного MADS-семейства группы MIKC, они состоят из консервативных MADS- и К-доменов, соединяющей их консервативной I-области и вариабельного С-конца. Из дендрограммы (рис. 3) очевидно, что CDM111, НАМ92 и НАМ75 являются членами клады euAPl, CDM41 и CDM8 - FUL, a CDM44 и CDM77 - SEP3 и ASTERACEAE.SEP3 (AST.SEP3), соответственно (Purugganan et al., 1995; Theissen et al., 1996). Анализ с помощью BLAST (Altschul et al., 1997) показал, что ближайшими гомологами всех исследуемых белков CDM и НАМ являются MADS-белки Астровых, что предполагает большее функциональное сходство с ними, нежели с гомологами из других растительных семейств.

Считается, что растительные MADS-гены эволюционировали преимущественно за счет изменений в га-регуляторных элементах, что меняло профиль их экспрессии, обновляло функции и являлось причиной морфологических перестроек, которые привели к разнообразию соцветий и цветков (Litt and Irish, 2003). Полагают, что члены клады euAPl эволюционировали за счет мутации сдвига рамки считывания в С-концевом мотиве paleoAPl белков группы euFUL/FUL. Поэтому клады euAPl и FUL признаны близкородственными и объединены в одно семейство SQUA

(API/FUL) (Litt and Irish, 2003). Филогенетический анализ и профили экспрессии генов клады AP1/FUL хризантемы (CDM111, CDM41 и CDM8) свидетельствуют в пользу эволюционного происхождения всех трех генов от одного предшественника в результате дупликации (Shchennikova et al., 2004). Наиболее широко представлена область транскрипции CDM41, что предполагает его более раннее происхождение. Транскрипция всех трех генов в меристеме цветка говорит об общем свойстве определять ее идентичность. Наличие мРНК CDMI11 в лепестках язычковых цветков и мРНК CDM41 и 8 в вегетативных тканях и плодолистиках говорит о вероятном участии генов в развитии соответствующих органов.

-J ш

GRCD2

- SEP1

- SEP2

|Г

FBP2 - CDM44 GRCD5

GRCD4 I

- DEFH28

- GSQUA2

- GSQUA5 GSQUA6 - CDM8

ч:

SQUA

Рисунок 3. Дендрограмма на основе сравнительного структурно-филогенетического анализа аминокислотных последовательностей API /FUL- и

SEP-белков Астровых и других видов растений Для укоренения взят MADS-белок AG. Сплошной линией обозначен кластер AST.SEP3; прерывистой - клада AGL2 (SEP3); точечной - клада FUL; двойной - euAPl.

Значительное сходство последовательностей API и FUL часто затрудняет определение ортологии конкретного белка. Белок API служит субстратом для фарнезилтрансферазы (ФТазы), что является критическим для правильной регуляции им перехода растения к цветению (Yalovsky et al., 2000). Мы нашли на С-конце CDM111, НАМ92 и НАМ75 консервативный мотив euAPl, включающий последовательность CFPS, которая напоминает сигнал фарнезилирования CFAA из API. Эктопическая экспрессия нефарнезилированного API в Arabidopsis не приводит к формированию сложного терминального цветка, в отличие от фарнезилированной версии (Yalovsky et al., 2000). Ранее было показано, что эктопическая экспрессия

CDMlll и HAM75 в Arabidopsis приводит к формированию терминального сложного цветка (Shchennikova et al., 2004; Шульга O.A., не опубликовано). Следовательно, сигнал CFPS на конце этих белков распознается ФТазой.

Litt и Irish (2003), анализируя происхождение семейства AP1/FUL, нашли гидрофобный paleoAPl-мотив, свойственный белкам FUL и euFUL. Факторы CDM41 и 8 имеют такие мотивы: MPLWMI и MPPWMV, соответственно. Похожий мотив (IPGWML) был обнаружен для гомологов SEP (Litt and Irish, 2003). Главным отличием от FUL-мотива является остаток, следующий за триптофаном (в основном это не метионин), и то, что SEP-мотив почти всегда завершает последовательность, в то время как за FUL-мотивом есть несколько аминокислот. На С-конце CDM44 имеются последовательности MPGWYQ, соответствующая SEP-мотиву, и AGPS, характерная для гомологов SEP3 и предположительно ответственная за их свойство активировать транскрипцию генов-мишеней (Immink et al., 2009). И действительно, в двухгибридной дрожжевой GAL4-CHCTeMe CDM44 активирует транскрипцию репортерных генов (Shchennikova et al., 2004). Внутри клады SEP3 есть рано расходящийся кластер AST.SEP3, включающий MADS-гены Астровых и говорящий о вероятности второй дупликации в ранней эволюции покрытосеменных (Malcomber and Kellogg, 2005). С-мотив HQMQGWPA указывает на принадлежность CDM77 данному кластеру. Эволюция С-мотива SEP-белков индивидуализирует функцию конкретного SEP-белка. Например, ген герберы GRCD1 (AST.SEP3) участвует только в развитии стаминодий женских цветков (Ruokolainen et al., 2010). Возможно, и CDM77 имеет персональную функцию.

Высокая степень консервативности обнаруженных С-мотивов говорит об их функциональной важности. В подтверждение общего происхождения, все обнаруженные APUFUL- и ЖР-гомологичные гены, за исключением членов AST.SEP3, участвуют в определении закладки меристемы цветка. Наши исследования свидетельствуют в пользу данного факта. Практически все использованные в работе MADS-гены, за исключением CDM77, показали свою способность инициировать переход к цветению.

Влияние конститутивной экспрессии генов Астровых на развитие трансгенных растений табака поколения Т1

При анализе функциональной активности исследуемых MADS-белков Астровых мы учитывали постулат о консервативности происходящих в растениях процессов. Считается, что при экспрессии в гетерологичной системе белки сохраняют свои основные свойства, при этом гомологичные белки проявляют, в основном, одинаковое действие. Поэтому для определения функции генов тех растений, для которых нет соответствующих мутантных форм, или трансформация которых затруднена, экспрессия этих генов в

модельных растениях выходит на первый план. Одинаковые изменения в развитии трансгенных растений, вызванные гомологичными белками, указывают на сходство их функции.

Влияние экспрессии МАББ-белков оценивали по срокам цветения, длине стебля, количеству листьев, цветков и плодов трансгенных растений в сравнении с нетрансгенными. Большинство исследованных линий имели достоверные отличия по этим признакам (табл. 2). Наибольшее влияние на развитие растений оказала экспрессия генов НАМ75, СОМ111 и НАМ92: цветение запускалось значительно раньше, чем у контрольных растений, сопровождаясь укорочением стебля и уменьшением числа листьев. Таблица 2. Влияние экспрессии интегрированных МАВБ-генов Астровых на вегетативное развитие трансгенных растений табака поколения Т1

Растения Дер./ НСР05, Дер./ НСРо5,шт. Дср./НСР05,см Дср./НСР05,ш

дни до цветения листья стебель междоузлие

НАМ75-16 34,7/7,4 16,3/3,7 60,65/13,7 -0,5/0,6

НАМ75-2 32,8/7,4 8,7/3,7 44,33/13,7 0,3/0,6

НАМ75-1 29,7/7,4 9,6/3,7 51,63/13,7 0,6/0,6

СОМ111-5 24,4/7,4 8,6/3,7 31,4/13,7 -0,4/0,6

НАМ92-12 15,9/5,12 7,4/7 29,7/18,2 0,1/0,5

НАМ92-20 12,1/5,12 4,8/7 28,5/18,2 0,3/0,5

НАМ92-16 1,5/15,8 2,4/5,6 28,9/15,1 0,7/0,6

НАМ92-3 24,1/7,4 6,5/3,7 29/13,7 0,1/0,6

СОМ8-5 27,7/5,4 16/2,4 32,6/12,4 -1,4/0,4

СОМ8-1 14,4/5,4 7,8/2,4 23,4/12,4 -0,2/0,4

СБМ8-2 6,8/5,4 7,6/2,4 7,2/12,4 0,1/0,4

СОМ41-12 19,9/5,4 16,2/2,4 36,7/12,4 -1,3/0,4

СОМ44-2 20,3/7,4 1,5/3,7 -0,8/13,7 -0,3/0,6

СОМ44-1 8,1/7,4 0,2/3,7 -7,8/13,7 -0,3/0,6

СОМ77-2 0,3/7,4 -2,6/3,7 3,85/13,7 0,6/0,6

СОМ77-1 -2,4/7,4 -1,3/3,7 -2,14/13,7 0,1/0,6

НАМ75-4 3,7/7,4 -11,6/3,7 -13,65/13,7 0,8/0,6

НАМ75-8 4,7/7,4 -10,4/3,7 -16,1/13,7 0,7/0,6

Примечание: Дср.=Хср.к.-Хср.тр., где Хср.тр. - средняя 10 трансгенных растений, Хср.к. -

средняя 10 контрольных растений; НСР05 - наименьшая существенная разность.

Растения 35 5::НАМ75 зацветали в среднем на 32 дня раньше контрольных, формировали на 11 листьев меньше и были короче на 52,2 см. Растения 35Б::СОМ1П цвели раньше контроля в среднем на 24 дня, имели на 9 листьев меньше и были короче на 31,4 см. Растения НАМ92-12 и НАМ92-20 цвели раньше контроля в среднем на 14 дней и были короче на 29 см, число листьев не менялось. Растения НАМ92-16 при таких же вегетативных характеристиках зацветали одновременно с контролем. Тогда как растения

линии НАМ92-3 (расщепление 15:1, предполагаемая двухлокусная интеграция трансгена) зацветали раньше контрольных в среднем на 24 дня, образуя на 7 листьев меньше и на 29 см короче стебель. Закономерностей в изменении длины междоузлий у трансгенных растений не выявлено (табл. 2). В растениях НАМ75-16 и НАМ75-2, несмотря на укороченный стебель, средняя длина междоузлий не менялась. В НАМ75-1 и НАМ92-16 укорачивались и стебель, и междоузлия. Толщина стебля трансгенных растений сильно не отличалась от контроля, за исключением линий с сильно измененными сроками инициации цветения (табл. 3). Нарушений морфогенеза цветков не наблюдалось, но их количество увеличилось. В растениях НАМ75-1 и НАМ75-2 было в среднем на 40 цветков и плодов больше, чем в контроле, за счёт дополнительных цветоносов (табл. 3).

Таблица 3. Влияние конститутивной экспрессии МАББ-генов Астровых на

толщину стебля, количество цветков и плодов растений табака поколения Т1

Растения Дср./НСР()5, см окружность основания стебля Дср./НСРоз,с„ окружность середины стебля Дср./НСР05,ш окр. стебля у соцветия Дср./НСР05, цветки, шт. Acp./HCPos, плоды, шт.

НАМ75-16 1,0/0,4 0,5/0,4 0,5/0,4 -14,4/14,7 -7,5/36,5

НАМ75-2 0,5/0,4 0,1/0,4 -0,5/0,4 -31,4/14,7 -37,1/36,5

НАМ75-1 0,4/0,4 0,2/0,4 0,2/0,4 -17,9/14,7 -41,9/36,5

НАМ75-4 -0,1/0,4 -0,6/0,4 -0,6/0,4 0,3/14,7 -34,2/36,5

НАМ75-8 -0,1/0,4 -0,4/0,4 -0,4/0,4 5,5/14,7 -14,1/36,5

CDM111-5 0,7/0,4 -0,2/0,4 -0,2/0,4 -14,6/14,7 -33,9/36,5

НАМ92-12 0,4/0,4 0,2/0,3 0,3/0,2 -39/16,7 -9,9/15,7

НАМ92-20 0,13/0,4 -0,1/0,3 0,1/0,2 -24,1/16,7 -13,2/15,7

НАМ92-16 0,4/0,26 0,2/0,2 0,1/0,2 -3,6/14,6 -0,7/7,41

НАМ92-3 0,6/0,4 0,1/0,4 -0,1/0,4 -11,7/14,7 -41,6/36,5

CDM8-5 0,7/0,3 0,2/0,3 0,3/0,3 -2,2/12,4 0,4/12,9

CDM8-1 0,1/0,3 0,1/0,3 0,3/0,3 -3,8/12,4 -2,3/12,9

CDM8-2 0,2/0,3 -0,1/0,3 0,1/0,3 -1,3/12,4 5,3/12,9

CDM41-12 0,7/0,3 0,1/0,3 0,7/0,3 -21,6/12,4 -19,1/12,9

CDM44-2 -0,1/0,4 -0,3/0,4 -0,3/0,4 -11,8/14,7 -41,9/36,5

CDM44-1 -0,8/0,4 -0,8/0,4 -0,4/0,4 -20/14,7 -18,8/36,5

CDM77-2 -0,5/0,4 -0,6/0,4 -0,4/0,4 -19,6/14,7 -36,9/36,5

CDM77-1 -0,5/0,4 -0,5/0,4 -0,4/0,4 -11,2/14,7 -23,8/36,5

Примечание: Дср.=Хср.к.-Хср.тр., где Хср.тр. - средняя 10 трансгенных растений, Хср.к. -

средняя 10 контрольных растений.

Описанные изменения развития трансгенных растений похожи на эффект от эктопической экспрессии гена API в A. thaliana, приводящей к раннему цветению, уменьшению числа розеточных листьев, укорочению стебля, конверсии меристемы соцветия в цветковые меристемы и формированию терминального сложного цветка (Mandel et al., 1995). Механизм такого воздействия включает преждевременное подавление транскрипции генов

репрессоров цветения SVP, AGL24, SOC1 и TFL1 с последующей активацией LFY и генов идентичности цветковых органов (АР2, АРЗ и SEP3) (Kaufmann et al., 2010). Аналогичное влияние оказывала эктопическая экспрессия генов CD Ml 11 и НАМ75 в A. thaliana (Shchennikova et al., 2004; Шульга O.A., не опубликовано). Однако, конститутивная экспрессия в табаке генов BpMADS3 и РЕАМ4, гомологичных API, только ускоряла цветение, не меняя соцветие (Berbel et al., 2001; Elo et al., 2001). Поскольку анализируемые MADS-белки Астровых ближе к BpMADS3 и РЕАМ4, чем к API (рис. 3), а табак и Астровые являются растениями одного порядка Астроцветные, это может объяснить разное воздействие генов на развитие модельных растений. Мы считаем, что CDM111, НАМ92 и НАМ75 являются функциональными гомологами API, но у Астровых определяют только идентичность цветковой меристемы.

Линии НАМ75-4 и НАМ75-8, где не было синтеза мРНК гена НАМ75, цвели практически одновременно с контролем, но были выше его в среднем на 15 см, имели на И листьев больше, толще стебель и короче междоузлия, что говорит об удлинении вегетативной фазы. Похожий фенотип описан для трансгенных растений Arabidopsis с конститутивной экспрессией гена TFL1 (Hanzawa et. al., 2005), которые цвели позже растений дикого типа, формировали больше розеточных и стеблевых листьев, а также имели боковые побеги 2-го порядка без стеблевых листьев. Известно, что инактивированными могут быть не только трансгены, но и гены самого растения, гомологичные трансгену, что получило название косупрессии (Vaucheret and Fagard, 2001). Вероятно, в линиях НАМ75-4 и НАМ75-8 произошло частичное замалчивание генов табака, гомологичных трансгену, что усилило экспрессию табачного гена, гомологичного TFL1. Это еще одно свидетельство роли НАМ75 в определении закладки цветковой меристемы.

Конститутивная экспрессия генов CDM8 и CDM41, гомологичных FUL, также вызывала раннее цветение трансгенных растений табака (табл. 2): в среднем на 16 и 20 дней раньше контроля с образованием на 9 и 16 листьев меньше. У большинства линий укорачивался стебель, удлинялись междоузлия (табл. 2), а толщина стебля не отличалась от контроля (табл. 3). Линии 35S\\CDM41 имели больше цветков и плодов, чем контроль (табл. 3).

Согласно литературе, повсеместная экспрессия гена FUL и гомологичных ему MADSB и DEFH28 в A. thaliana вызывала раннее цветение и отсутствие раскрытия стручков (Ferrândiz et al., 2000; Müller et al., 2001; Liljegren et al., 2004; Chandler et al., 2005). Конститутивная экспрессия FUL в Brassica napus не влияла на время цветения, но сохраняла устойчивость стручков к растрескиванию (Ostergaard et al., 2006). Эктопическая экспрессия Bp MADS5, MdMADS2 и NtFUL вызывала только раннее цветение A.thaliana (Sung et al.

1999; Elo et al. 2001; Smykal et al. 2007), а конститутивная экспрессия GSQUA2 в гербере меняла вегетативную морфологию и время цветения (Ruokolainen et al., 2010). Наши исследования подтверждают функциональное сходство CDM8 и CDM41 с FUL и сохранение белком CDM41 свойств белка-предшественника AP1/FUL, что отразилось в увеличении плодовитости трансгенных растений, как и в случае конститутивной экспрессии API-гомологов Астровых.

MADS-факторы транскрипции SEP1, 2, 3 и 4 в комбинации с другими MADS белками участвуют в дифференцировке всех органов цветка A.thaliana (Honma et al., 2001; Kaufmann et al., 2009). Конститутивная экспрессия SEP3 и гомологичного ему FBP2 в A.thaliana вызывает раннее цветение, укорочение стебля, снижение числа розеточных листьев и трансформацию боковых побегов и главного цветоноса в терминальный сложный цветок (Pelaz et al., 2001; Ferrario et al., 2004). Повсеместная экспрессия NsMADS3 приводила к очень раннему зацветанию растений табака (Jang et al., 1999). Для конститутивной экспрессии CDM44 и CDM77 мы наблюдали разный эффект (табл. 2, 3). Ген CDM44 инициировал цветение растений раньше контроля в среднем на 14 дней, не меняя количество листьев и длину стебля. Экспрессия CDM77 не влияла на время цветения. Экспрессия обоих генов повышала урожайность.

Трансгенные растения табака 35S::HAM75 поколений Т2 и ТЗ

При создании трансгенных растений в коммерческих целях одним из необходимых условий является стабильный уровень экспрессии перенесенных генов в поколениях. Для изучения был выбран ген НАМ75, как наиболее перспективный кандидат для биотехнологии растений с измененными сроками цветения. Его влияние на развитие трансгенных растений в поколениях наблюдали на линии НАМ75-1 и ее потомках: гомозиготных линиях НАМ75-1/6 и НАМ75-1/7 и гетерозиготной НАМ75-1/3 (табл. 4). Растения цвели раньше контроля в среднем на 30 дней. Гомозиготные линии имели на 24 листа меньше и были короче контроля на 90 см, а гетерозиготная дала на 26 листьев меньше и была короче контроля на 66 см (табл. 5). Основание и середина стебля растений были тоньше контроля (табл. 6). Гомозиготные растения формировали в среднем на 33 цветка и 25 плодов больше контроля, в то время как растения гетерозиготной линии не отличалась от контроля по количеству цветков и плодов.

Наступление фазы цветения в растениях поколения ТЗ (гомозиготная линия НАМ75-1/3/1 и гетерозиготная - НАМ75-1/3/5) ускорялось, причем в гомозиготной линии эффект был сильнее (табл. 5, 6). Растения НАМ75-1/3/1 цвели раньше контроля в среднем на 36 дней, образуя на 31 лист меньше и больше цветков и плодов. Растения НАМ75-1/3/5 цвели раньше контроля на 30 дней, образуя на 27 листьев меньше и цветков и плодов больше на 25 и 24

соответственно. Основание и середина стебля всех растений были тоньше контроля, сами растения имели от 1 до 4 продуктивных боковых побегов. Изучение потомков линии НАМ75-1 показало, что ген НАМ75 стабильно наследовался в трех поколениях трансгенных растений с сохранением влияния на время цветения. Гомозиготное состояние НАМ75 усиливало это влияние, при этом повышалось количество образуемых плодов.

Таблица 4. Расщепление трансгенной линии НАМ75-1 в поколениях Т2 и ТЗ

Растения Ктк, шт. кт5, шт. взошли, шт. Но х2факт; х2теор.

НАМ75 - 1/1 (Т2) 297 0 297

НАМ75 - 1/2 (Т2) 299 0 299

НАМ75 - 1/3 (Т2) 230 72 300 3:1 0,20 3,84

НАМ75- 1/4 (Т2) 300 0 300

НАМ75 - 1/5 (Т2) 220 80 300 3:1 0,42 3,84

НАМ75 - 1/6 (Т2) 300 0 300

НАМ75 - 1/7 (Т2) 300 0 300

НАМ75 - 1/8 (Т2) 239 61 300 3:1 3,43 3,84

НАМ75 - 1/9 (Т2) 215 85 300 3:1 1,77 3,84

НАМ75 - 1/10 (Т2) 220 75 295 3:1 0,01 3,84

НАМ75 - 1/3/1 (ТЗ) 300 0 300

НАМ75 - 1/3/2 (ТЗ) 222 77 299 3:1 0,08 3,84

НАМ75 - 1/3/3 (ТЗ) 297 0 297

НАМ75 - 1/3/4 (ТЗ) 300 0 300

НАМ75 - 1/3/5 (ТЗ) 225 75 300 3:1 0 3,84

НАМ75 - 1/3/6 (ТЗ) 220 80 300 3:1 0,4 3,84

НАМ75 - 1/3/7 (ТЗ) 298 0 298

НАМ75 - 1/3/8 (ТЗ) 300 0 300

НАМ75 - 1/3/9 (ТЗ) 217 83 300 3:1 1,2 3,84

НАМ75 - 1/3/10 (ТЗ) 295 0 295

Таблица 5. Вегетативное развитие растений 35Б:: НАМ75 поколений Т2 и ТЗ

Растения ДсрТНСРо5, дни до цветения Дср./НСР03(шт. листья Дср./НСР05,с„ длина побега Дср./НСР05,см длина междоузлия

НАМ75-1 (Т1) 29,7/7,4 9,6/3,7 51,63/13,7 0,6/0,6

НАМ75-1/6* (Т2) 29,5/8,71 23,2/2,3 84/9,9 -0,6/0,5

НАМ75-1/7* (Т2) 30,1/8,71 23,9/2,3 93,9/9,9 -0,1/0,5

НАМ75-1/3** (Т2) 29,5/7,9 26,1/10,5 66,33/34,7 -1,2/4,0

НАМ75-135** (ТЗ) 30/3,9 26,6/3,2 81,8/20,9 -0,5/0,6

НАМ75-131* (ТЗ) 36,1/3,9 30,7/3,2 90,8/20,9 -0,93/0,6

Таблица 6. Толщина побега и урожайность Т2- и ТЗ-поколений 35S::HAM75

Растения Дср./НСРо5, см окружность стебля у основания Дср./НСР05,см окружность стебля в середине Дср./НСР05.см окружность стебля у соцветия Дср./HCPoj цветки, шт Дср./НСР05, плоды, шт.

НАМ75-1/6* (Т2) 1,5/0,3 1,0/0,28 0,1/0,2 -29,7/21 -17,6/17,4

НАМ75-1/7* (Т2) 1,6/0,3 1,2/0,28 0,2/0,2 -36,9/21 -32,2/17,4

НАМ75-1/3** (Т2) 1,4/0,5 0,6/0,6 -0,14/1,2 27/37,8 12/35,9

НАМ75-1/3/5** (ТЗ) 1,03/0,3 0,8/0,4 0,3/0,3 -24,9/16,2 -23,7/14,4

НАМ75- 1/3/1* (ТЗ) 1,35/0,3 1,2/0,4 0,1/0,3 -32,9/16,2 -33,6/14,4

Примечание к таб.5, 6: Дср.=Хср.к.-Хср.тр., где Хср.тр. - средняя 10 трансгенных растений, Хср.к. - средняя 10 контролей. * - гомозиготное состояние трансгена. ** - гетерозиготное состояние.

Предполагаемая модель действия анализируемых генов

Ускорение цветения трансгенных растений табака в ответ на конститутивную экспрессию генов НАМ75, НАМ92, CDM111, CDM41 и CDM8 свидетельствует о функциональной гомологии кодируемых ими факторов белкам API /FUL. По аналогии с моделью действия API можно предположить, что CDM111, НАМ75 и НАМ92 преждевременно подавляют транскрипцию генов репрессоров цветения табака (гомологов S VP, AGL24, SOC1 и TFL1), активируют гены NFL, NtAP2 и гены, гомологичные АРЗ и SEP3. Так же они могут функционировать в хризантеме и подсолнечнике. Белки CDM41 и CDM8 могут участвовать в опосредованной активации CDM111, развитии стебля, листьев и плода хризантемы.

Характер воздействия эктопической экспрессии CDM44 на онтогенез растений табака предполагает, что CDM44 контролирует мишени табачного гомолога SEP3 аналогично поведению SEP3 в А. thaliana (Kaufmann et al., 2009). То есть, преждевременно подавляет транскрипцию генов репрессоров цветения табака (гомологов SOC1, AGL24 и S VP) и активирует гены идентичности цветковой меристемы и цветковых органов NAP 1-2, NAG1 и гены, гомологичные SHP1, SHP2, АРЗ и SEP3. Влияние SEP3 на гормональные пути, и, как следствие, на рост цветковых органов (Kaufmann et al., 2009), делает вероятным воздействие CDM44 на рост стебля и листьев через регуляцию скорости клеточного деления. В совокупности все приводит к ускорению цветения с сохранением длины стебля и количества листьев. Сходство сетей белковых взаимодействий CDM44 (Shchennikova et al., 2004) и SEP3 (Honma et al., 2001) подтверждает функциональное сходство белков.

Отсутствие эффекта от эктопической экспрессии CDM77 можно объяснить высокой специализацией гена, обнаружить которую при гетерологичной экспрессии в растениях табака маловероятно. Учитывая структурную гомологию CDM77 и GRCD1 (рис. 3), а также сходство их

белковых взаимодействий (Goloveshkina et al., 2011; Ruokolainen et al., 2010), можно предположить, что CDM77 играет уникальную роль партнера С-функции, специфичную к определенному кругу и виду цветков хризантемы.

Возможное применение MADS-факторов Астровых в биотехнологии

Как видно из диаграммы (рис. 4), на развитие модельных растений в поколении Т1 наиболее сильно влияла экспрессия гена НАМ75. Период от высадки до цветения этих растений по сравнению с контролем сократился на месяц, значительно уменьшились число листьев и длина стебля, а количество плодов увеличилось. Однако значительное истончение стебля в Т1 -растениях с сильным проявлением трансгена и в гомозиготных Т2- и ТЗ-растениях (табл. 3, 6) может ограничить использование данного гена при создании скороспелых растений, для которых прочность стебля является необходимым свойством. С другой стороны, НАМ75 можно применять для ускорения процесса скрещивания в селекции древесных, где главный лимитирующий фактор -позднее цветение (Weigel and Nilsson, 1995; Flachowsky et al., 2007). Применение других генов клады API /FUL (CDM111, НАМ92 и COM41) возможно в селекции декоративных культур, так как ускорение зацветания растений при конститутивной экспрессии этих генов сопровождается сокращением количества листьев и длины стебля и увеличением количества цветков.

Рисунок 4. Влияние экспрессии генов МАХ)8-факторов Астровых на развитие модельных растений табака Т1

Мы показали, что экспрессия гена СВМ44 ускоряет переход к цветению не так значительно, как экспрессия других исследуемых нами генов. Тем не менее, отсутствие влияния на вегетативные органы и стимуляция генеративных (увеличение количества цветков и плодов) делает СОМ44 универсальным для создания скороспелых форм растений. Однако необходимо дополнительное

изучение возможного участия CDM44 в гормональных путях растения, что может влиять на вкусовые качества плода.

Заключение

Конститутивная экспрессия генов НАМ75, CDM111, НАМ92, CDM8, CDM41 и CDM44 в гетерологичной системе ускоряет переход растений табака от вегетативной к репродуктивной стадии развития без изменения морфологии цветка. Полученные нами данные позволяют сделать заключение о ключевой роли этих генов в определении идентичности цветковой меристемы, о консервативности этого свойства среди генов, гомологичных API/FUL и SEP3, а также механизма запуска цветения в цветковых растениях разных видов. Для генов, гомологичных API, показана прямая зависимость силы функционального проявления от уровня их экспрессии, а для гомологов FUL - отсутствие влияния на развитие плода в гетерологичной системе экспрессии. Анализ факторов транскрипции хризантемы клады SEP показал наличие среди них функционального гомолога SEP3 - CDM44, и представителя кластера AST.SEP3 - CDM77, имеющего, вероятно, узкую специализацию.

Отсутствие негативного влияния на продуктивность трансгенных растений открывает возможность использования данных факторов в биотехнологии хозяйственно-ценных растений. Полученные данные подтверждают консервативность общепринятой схемы онтогенеза растений для Астровых с одновременным наличием некоторых особенностей.

ВЫВОДЫ

1. Получены трансгенные растения табака Nicotiana tabacum сорта Samsun NN с конститутивной экспрессией генов, кодирующих MADS-факторы транскрипции Астровых: CDM111, CDM41, CDM8, CDM77, CDM44, НАМ92, НАМ75.

2. Конститутивная экспрессия MADS-генов CDM111, CDM41, CDM8, CDM44, НАМ92 и НАМ75 ускоряет зацветание растений табака, что свидетельствует о роли данных генов в инициации цветения.

3. Продемонстрировано, что гены Астровых, гомологичные API, стабильно наследуются и при увеличении количества копий в геноме трансгенных растений вызывают ещё более раннее зацветание.

4. Конститутивная экспрессия MADS-генов CDM111, CDM41, CDM8, CDM44, НАМ92, НАМ75 и CDM77 не оказывает негативного влияния на количество формируемых цветков и плодов в трансгенных растениях табака.

5. Раннее зацветание растений с конститутивной экспрессией MADS-гена CDM44 сопровождается ускорением роста трансгенных растений табака.

6. API-подобные белки Астровых (CDM111, НАМ75 и НАМ92) не влияют на закладку органов околоцветника трансгенных растений табака.

7. Белки Астровых, подобные FUL (CDM8, CDM41) и SEP (CDM44, CDM77), не влияют на закладку цветковых органов в трансгенных растениях табака.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Головешкина E.H., ШульгаО.А, Щенникова A.B., Камионская A.M., академик Скрябин К.Г. Конститутивная экспрессия генов подсолнечника и хризантемы группы AP1IFUL вызывает изменение сроков цветения у трансгенных растений табака. // Доклады Академии Наук, 2010, том 434, № 2, С. 275-278.

2. Goloveshkina E.N., Shchennikova A.V., Kamionskaya A.M., Skryabin K.G., Shulga O.A. Influence of ectopic expression of Asteraceae MADS box genes on plant ontogeny in tobacco. // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. DOI 10.1007/sl 1240-011-0074-9.

3. Головешкина E.H., Камионская A.M, Щенникова A.B., Шульга O.A. Получение трансгенных растений табака с укороченной фазой вегетативного развития за счет экспрессии МАДС-факторов транскрипции // Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур». Москва, 2006 г., С. 71-72.

4. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., ШульгаО.А. Получение трансгенных растений NICOTIANA TABACUM с укороченной фазой вегетативного развития // 10-я Международная Пущинская школа- конференция молодых ученых, посвященная 50-летию Пущинского научного центра РАН. Пущино, 2006 г., С. 364-365.

5. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шульга O.A. Получение модельных трансгенных растений табака, несущих MADS-гены хризантемы (CDM) и подсолнечника (НАМ) //Международная конференция «Генетика в России и в мире». Москва, 2006 г., С. 48.

6. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шульга O.A. Получение генетически модифицированных линий овощных культур с укороченной фазой вегетативного развития. // VII Молодежная научная школа-конференция «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии». Москва, 2007 г., С. 16-17.

7. Головешкина E.H., Камионская А.М., Щенникова A.B., Шульга O.A. Получение трансгенных линий овощных культур с измененными сроками цветения. // Четвертый Московский Международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития». Москва, 2007 г., С. 270.

8. Головешкина E.H. Получение трансгенных растений Nicotiana tabacum с конститутивной экспрессией гетерологичных MADS - генов // 11-я Международная Пущинская школа- конференция молодых ученых «Биология наука XXI века». Пущино, 2007 г., С. 192-193.

9. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шульга O.A. Изучение влияния эктопической экспрессии MADS-генов сложноцветных на вегетативное и генеративное развитие трансгенных растений табака. // Вторая международная Школа для молодых ученых «Эмбриология, генетика и биотехнология». Уфа, 2007 г., С. 37-39.

10. Головешкина E.H. Влияние эктопической экспрессии генов сложноцветных, участвующих в процессе формирования и развития соцветий, на вегетативное и генеративное развитие растений табака. \\ IX Международная конференция «Биология клеток растений in vitro и биотехнология». Звенигород, 2008 г., С. 98.

11. Головешкина E.H., Щенникова A.B., Камионская A.M., Шульга O.A. Оценка влияния конститутивной экспрессии генов-гомологов API, SEP], 2 и FUL из сложноцветных на вегетативное и генеративное развитие табака. \\ XV Школа по биологии развития. Звенигород, 2008 г., С .36

12. Головешкина E.H., Щенникова A.B., Камионская A.M., Шульга O.A. Трансгенные растения табака Nicotiana tabacum экспрессирующие гетерологичные MADS-гены сложноцветных с измененной длинной вегетативной фазы развития. \\ Международная научная школа-конференция молодых ученых «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях». Звенигород, 2008г., С. 17

13. Головешкина E.H., Щенникова А.В, Камионская A.M., Шульга O.A. Изменение сроков цветения у растений табака, экспрессирующих гены сложноцветных, участвующих в процессе формирования и развития соцветий // Пятый Московский Международный Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: состояние и перспективы развития». Москва, 2009 г., С. 314.

14. Головешкина E.H., Щенникова A.B., Камионская A.M., Шульга О.А Эктопичесчкая экспрессия MADS-генов сложноцветных вызывает преждевременное цветение у растений табака. // Всероссийская научная школа для молодежи «Горизонты нанобиотехнологии». Москва, 2009г., С. 26-28.

15. Goloveshkina E.N., Shchennikova A.V., Kamionskaya A.M., Shulga O.A. Overexpression MADS-genes of Asteraceae in transgenic tobacco plants // Международная конференция «Plant Gene Discovery Technologies». Вена, 2011г., С. 43.

Подписано в печать 27.12.2011 г. Печать лазерная цифровая Тираж 100 экз.

Типография Aegis-Print 115230, Москва, Варшавское шоссе, д. 42 Тел.: 8 (495) 785-00-38, 8 (926) 850-53-16 www.autoref.ae-print.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Головешкина, Елена Николаевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Структурная организация MADS-бокс транскрипционных факторов

1.2 Генетический контроль процесса цветения

1.2.1 Генетический контроль формирования МЦ

1.2.2 Поддержание идентичности МЦ

1.2.3 Генетический контроль органов цветка

1.2.4 Консервативность ABCDE модели

1.3 Активность А. Гены группы AP1/SQUA

1.3.1 Группа АР

1.3.2 Группа AP1/SQUA

1.3.3 Гены, гомологичные API

1.3.4 Гены, гомологичные FUL

1.4 Активность Е. Гены группы SEP

1.4.1 Клада SEP

1.4.2 Клада LOFSEP

1.5 Биотехнологические подходы для улучшения сельскохозяйственных культур путем изменения сроков цветения

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Растительный материал и условия его выращивания

2.2 Среды, использованные в работе

2.3 Трансформация агробактериального штамма и использованные в работе генетические конструкции

2.4 Трансформация растений табака. Адаптация культуры in vitro к условиям искусственного климата и получение поколения Т

2.5 Молекулярно-генетический анализ трансформантов табака

2.5.1 Выделение геномной ДНК из растительной ткани

2.5.2 ПЦР- анализ

2.5.3 Выделение общей РНК из растительной ткани

2.5.4 ОТ-ПЦР - анализ

2.6 Определение расщепления и фенотипический анализ поколений трансгенных растений табака, несущих МАББ-гены Астровых

2.7 Статистический анализ

2.7.1 Дисперсионный анализ однофакторного опыта

2.7.2 Оценка соответствия между наблюдаемыми и ожидаемыми (теоретическими) распределениями по критерию %

2.8 Структурно-филогенетический анализ последовательностей белков

3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Получение трансгенных растений табака, несущих МАВБ-бокс гены Астровых

3.2 Расщепление в первом семенном поколении трансгенных растений табака

3.3 Определение экспрессии МАОЗ-бокс генов Астровых в трансгенных растениях табака

3.4 Сравнительный структурно-филогенетический анализ использованных в работе МАББ-белков хризантемы и подсолнечника

3.5 Влияние конститутивной экспрессии генов Астровых на развитие трансгенных растений табака поколения Т

3.6 Влияние конститутивной экспрессии гена НАМ75 Астровых на развитие трансгенных растений табака поколений Т2 и ТЗ

3.7 Предполагаемая модель действия анализируемых генов

3.8 Возможное применение МАОБ-факторов Астровых в биотехнологии растений

4 Выводы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Функциональный анализ MADS-белков Астровых, регулирующих цветение, и перспективы их использования в биотехнологии растений"

Актуальность проблемы.

Покрытосеменные господствуют на большей части суши и играют решающую роль в формировании растительного покрова. Их обитание в различных экологических условиях во всех климатических зонах объясняется поразительной пластичностью онтогенеза этих растений, что отражается в изменениях их структуры. Важнейшим событием, ознаменовавшем возникновение покрытосеменных, стало появление цветка. И произошло это, согласно общепринятому мнению, в результате эволюционных изменений в последовательности генов, кодирующих MADS-box факторы транскрипции, что сопровождалось изменениями в механизмах контроля экспрессии как самих факторов, так и транскрипции их генов-мишеней. Поэтому сегодня особое внимание сфокусировано на MADS-белках, которые регулируют многие процессы развития растений, в частности, переход растения к репродуктивной стадии развития и последующий морфогенез цветка.

Функциональные исследования MADS-box факторов транскрипции свидетельствуют о том, что структурная гомология сопровождается сходством функции, но при этом имеются свои особенности, что обуславливает морфологию конкретного вида растений. В частности, было продемонстрировано, что конститутивная экспресия MADS-генов групп SQUAMOSA (SQUA) и AGL2 {SEPALLATA, SEP) измененяет сроки цветения у модельных и сельскохозяйственных растений. Функции MADS-белков Астровых SQUA-и AGL2- групп мало изучены. Ранее в нашей лаборатории были клонированы кДНК восьми MADS-генов Астровых, гомологичных генам данных групп. Для двух был проведен функциональный анализ кодируемых ими белков в модельных растениях Arabidopsis thaliana. Целью нашей работы стала характеристика всей группы указанных генов в модельном растении Nicotiana ta-bacum.

Цели и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлось изучение функциональной роли MADS-факторов транскрипции (группы SQUA) из хризантемы (CDM111, CDM41, CDM8 CDM77, CDM44 (Shchennikova et al., 2004)) и подсолнечника (НАМ92, НАМ75, НАМ137 (Шульга и др., 2008)).

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

2. Получить модельные трансгенные растения табака Nicotiana tabacum сорта Samsun NN с MADS-факторами транскрипции Астровых.

3. Изучить влияние конститутивной экспрессии MADS-генов Астровых CDM111, CDM41, CDM8, CDM77, CDM44, НАМ92, НАМ75 на вегетативное и генеративное развитие модельных растений табака.

Научная новизна.

Впервые проведен анализ функциональной роли MADS-факторов транскрипции (группы SQUA) из хризантемы (CDM111, CDM41, CDM8 CDM77, CDM44) и подсолнечника (НАМ92, НАМ75, НАМ137) в модельных трансгенных растениях табака. Впервые показано, что API-подобные факторы Астровых (CDM111, НАМ75 и НАМ92) отвечают за инициацию цветения, определяя идентичность меристемы цветка, но не участвуют в закладке органов околоцветника. Продемонстрировано усиление их воздействия при увеличении количества их копий в геноме трансгенных растений. Показано, что FUL- и SEP-подобные факторы Астровых влияют только на время цветения модельных растений и не затрагивают механизмы дифференцировки клеток цветковой меристемы. Впервые показано участие CDM44 в регуляции скорости клеточного деления и сделано предположение об узкоспециализированной роли для CDM77 в закладке цветковых органов Астровых.

Практическая значимость полученных результатов.

Ускорение цветения модельных растений без негативного влияния на урожайность, являющееся результатом конститутивной экспрессии генов MADS-факторов транскрипции группы SQUA Астровых, свидетельствует о перспективности использования этих генов для создания новых ранних сортов различных сельскохозяйственных культур.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 10-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых (Пущино, 2006); на Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур» (Москва, 2006); на Международной конференции «Генетика в России и в мире» (Москва, 2006); на VII Молодежной научной школе-конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» (Москва, 2007); на Четвертом Московском Международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007); на 11 -ой Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых (Пущино, 2007); на Второй Международной Школе для молодых ученых «Эмбриология, генетика и биотехнология» (Уфа, 2007); на IX Международной конференции «Биология клеток растений in vitro и биотехнология» (Звенигород, 2008); на Международной конференции «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях» (Звенигород, 2008); на XV Школе по биологии развития(2008); на Пятом Московском Международном Конгрессе «БИОТЕХНОЛОГИЯ: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009); на Съезде генетиков и селекционеров, посвященному 200-летию со дня рождения Чарльза Дарвина (Москва, 2009); на Всероссийской научной школе для молодежи «Горизонты нанобиотехнологии» (Москва, 2009), на Международной конференции «Plant Gene Discovery Technologies» (Вена, 2011).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Головешкина E.H., Шульга О. А, Щенникова A.B., Камион-ская A.M., академик Скрябин К.Г. Конститутивная экспрессия генов подсолнечника и хризантемы группы AP1/FUL вызывает изменение сроков цветения у трансгенных растений табака. // Доклады Академии Наук, 2010, том 434, № 2, С. 275-278.

2. Goloveshkina E.N., Shchennikova A.V., Kamionskaya A.M., Skry-abin K.G., Shulga O.A. Influence of ectopic expression of Asteraceae MADS box genes on plant ontogeny in tobacco. // Plant Cell Tiss Organ Cult. DOI 10.1007/sl 1240-011 -0074-9.

4. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шульга O.A. Получение трансгенных растений NICOTIANA TABACUM с укороченной фазой вегетативного развития // 10-я Международная Пущинская школа- конференция молодых ученых, посвященная 50-летию Пущинского научного центра РАН. Пущино, 2006 г., С. 364-365.

5. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шуль-га O.A. Получение модельных трансгенных растений табака, несущих MADS-гены хризантемы (CDM) и подсолнечника (НАМ) //Международная конференция «Генетика в России и в мире». Москва, 2006 г., С. 48.

6. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шуль-га O.A. Получение генетически модифицированных линий овощных культур с укороченной фазой вегетативного развития. // VII Молодежная научная школа-конференция «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии». Москва, 2007 г., С. 16-17.

7. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шуль-га O.A. Получение трансгенных линий овощных культур с измененными сроками цветения. // Четвертый Московский Международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития». Москва, 2007 г., С. 270.

9. Головешкина E.H., Камионская A.M., Щенникова A.B., Шуль-га O.A. Изучение влияния эктопической экспрессии MADS-генов сложноцветных на вегетативное и генеративное развитие трансгенных растений табака. // Вторая международная Школа для молодых ученых «Эмбриология, генетика и биотехнология». Уфа, 2007 г., С. 37-39.

11. Головешкина E.H., Щенникова A.B., Камионская A.M., Шуль-га O.A. Оценка влияния конститутивной экспрессии генов-гомологов API, SEP1, 2 и FUL из сложноцветных на вегетативное и генеративное развитие табака. \\ XV Школа по биологии развития. Звенигород, 2008 г., С .36

12. Головешкина E.H., Щенникова A.B., Камионская A.M., Шуль-га O.A. Трансгенные растения табака Nicotiana tabacum экспрессирующие ге-терологичные MADS-гены сложноцветных с измененной длинной вегетативной фазы развития. \\ Международная научная школа-конференция молодых ученых «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях». Звенигород, 2008г., С. 17

13. Головешкина E.H., Щенникова А.В, Камионская A.M., Шуль-га O.A. Изменение сроков цветения у растений табака, экспрессирующих гены сложноцветных, участвующих в процессе формирования и развития соцветий // Пятый Московский Международный Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: состояние и перспективы развития». Москва, 2009 г., С. 314.

14. Головешкина E.H., Щенникова A.B., Камионская A.M., Шуль-га О.А Эктопичесчкая экспрессия MADS-генов сложноцветных вызывает преждевременное цветение у растений табака. // Всероссийская научная школа для молодежи «Горизонты нанобиотехнологии». Москва, 2009г., С. 26-28.

15. Goloveshkina E.N., Shchennikova A.V., Kamionskaya A.M., Shulga O.A. Overexpression MADS-genes of Asteraceae in transgenic tobacco plants. // Международная конференция «Plant Gene Discovery Technologies». Вена, 201 lr., C. 43

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Покрытосеменные, или Цветковые, - самый крупный отдел растений. Он насчитывает 414 семейств, примерно 13350—13400 родов и не менее 271—272 видов, превосходя по численности все остальные группы высших растений вместе взятые (Еленевский и др., 2000).

Покрытосеменные господствуют на большей части суши и играют решающую роль в формировании растительного покрова. Они обладают поразительной пластичностью, поэтому существуют в различных экологических условиях, произрастая во всех климатических зонах. Огромные потенциальные возможности покрытосеменных связаны с прогрессивными изменениями их структуры. Важнейшее изменение - появление цветка, который выполняет функции полового размножения.

Цветение - ключевой момент в жизненном цикле растений, определяющий успешное репродуктивное размножение. Все происходящие в организме процессы (биохимические, физиологические и др.) осуществляются при координированной экспрессии различных групп генов. Каждая группа составляет основу определенной генной сети, отвечающей за те или иные процессы. В каждой программе основная роль отводится транскрипционным факторам. Не является исключением и процесс цветения, инициация которого происходит в результате комплексного влияния условий окружающей среды, степени готовности самого растения к оставлению потомства и соответствующего ответа генной сети. За инициацией следует этап детерминации цветковой меристемы и этап детерминации и развития органов цветка. Наиболее изученны эти процессы у таких модельных растений как резуховидка Таля {Arabidopsis thaliana L.), львиный зев (.Antirrhinum majus L.) и петуния {Petunia hybrida E.Vilm.). С использованием этих модельных растений показано, что генетические схемы развития цветка очень консервативны даже для столь филогенетически отдаленных видов растений.

В каждой программе развития ведущая роль принадлежит факторам транскрипции, хотя их доля, согласно результатам расшифровки геномов, невелика. Так, среди более чем 26 ООО белковых продуктов, выявленных у A.thaliana - около 2 ООО являются факторами транскрипции (ТФ), что составляет всего 7% от общего числа генов. Среди изученных ТФ растений ключевую роль в развитии играют MADS-бокс факторы, хотя они и не являются уникальными для растений. Эти белки регулируют переход растений от вегетативного роста к репродуктивному развитию, определяют идентичность цветковой меристемы и цветковых органов, развитие корня и семязачатка.

Какие свойства позволяют этим белкам участвовать в регуляции столь разных процессов? Современные знания о MADS-бокс белках изложены в обзоре.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)", Головешкина, Елена Николаевна

4 Выводы

2. Конститутивная экспрессия MADS-генов CDM11J, CDM41, CDM8, CDM44, НАМ92 и НАМ75 ускоряет зацветание растений табака, что свидетельствует о роли данных генов в инициации цветения.

7. Белки Астровых, подобные FUL (CDM8, CDM41) и SEP (CDM44, CDM77), не влияют на закладку цветковых органов в трансгенных растениях табака

Заключение

Кроме того, для генов, гомологичных API, показана прямая зависимость функционального проявления от уровня их экспрессии, а для гомологов FUL продемонстрировано отсутствие влияния на развитие плода в гете-рологичной системе экспрессии. Отсутствие негативного влияния на продуктивность трансгенных растений открывает возможность использования данных факторов в биотехнологии хозяйственно-ценных растений. Анализ факторов транскрипции хризантемы клады SEP показал наличие среди них функционального гомолога SEP3 - CDM44, и представителя кластера AST.SEP3 - CDM77, имеющего, вероятно, узкую функциональную специализацию.

Полученные нами данные подтверждают консервативность общепринятой схемы онтогенеза растений для семейства Астровых с одновременным наличием некоторых особенностей и дополнений.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Головешкина, Елена Николаевна, Москва

1. Андреева И.И., Родман JL С. Ботаника. М.:Колос. 1999.487 с.

2. Дейнеко Е.В., Загорская А.А, Филипенко Е.А., Филипенко M.JL, Комарова Н.И., Кочетов A.B., Шумный В.К. Нестабильность экспрессии гена nptll у трансгенных растений табака (Nicotiana tabacum L.) при инбридинге // Генетика. 1998. Т. 34,№9. С. 1212-411

3. Дейнеко Е. В. Изучение экспрессии гетерологичных и собственных генов у трансгенных растений (на примере Nicotiana tabacum L.). Автореферат. Москва. 2004. 31 с.

4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

5. Дрейпер Дж., Скотт Р., Армитидж Ф., Уолден Р. Генная инженерия растений. Лабораторное руководство М.: «Мир». 1991. 408 е., ил.

6. Еленевский А. Г., Соловьева М. П. ,Тихомиров В. Н. Ботаника: Систематика высших, или наземных растений. — М.: «Академия». 2001. 432 с.

7. Лутова Л.А., Проворов Н. А., Тиходеев О. Н., Тихонович И. А., Ход-жайова Л. Т., Шишкова С. О. Генетика развития растений под редакцией чл.-кор. РАН С. Г. Инге-Вечтомова Санкт-Петербург: «Наука». 2000. 539 с.

8. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. —М.: Мир. 1984. 480с.

9. Шульга O.A., Щенникова A.B., Ангенент Г.С., Скрябин К.Г. MADS-гены, регулирующие морфогенез соцветия подсолнечника // Онтогенез. 2008. Т. 39(1). С. 4-7

10. Ю.Щенникова А. В., О. А. Шульга, Ангенент Г. С., Скрябин К. Г. О генетической регуляции развития соцветия хризантемы // Доклады Академии Наук. 2003. Т.391(5): С. 1-3

11. Abe M., Kobayashi Y., Yamamoto S., Daimon Y., Yamaguchi A., Ikeda Y., Ichinoki H., Notaguchi M., Goto K. and Araki T. FD, a bZIP protein mediating signals from the floral pathway integrator FT at the shoot apex // Science. 2005. V. 309. P. 1052-1056

12. Adam H., Ouellet F., Kane N. A., Agharbaoui Z., Major G., Tominaga Y. and Sarhan F. Overexpression of TaVRNl in Arabidopsis Promotes Early Flowering and Alters Development // Plant Cell Physiol. 2007. V. 48(8). P.1192-1206

13. Altschul S.F., Thomas L.M., Alejandro A.S., Jinghui Z., Zheng Z., Webb M., David J.L. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs // Nucleic Acids Research. 1997. V. 25. P. 3389-3402

14. Amy Litt. An evalution of A-function: evidence from the APETALA1 and APETALA2 genes lineages. // Int. J. Plant Sci. 2007. V. 168(1). P. 73-91

15. Becker A.and Theissen G. The major clades of MADS-box genes and their role in the development and evolution of flowering plants // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2003. V. 29. P. 464-489

16. Bemer M., Gordon J., Weterings K., Angenent G. C: Divergence of recently duplicated M?-type MADS-box genes in Petunia // Mol Biol Evol 2010. V. 27. P. 481-495

17. Blazquez M. A. and Weigel D. Integration of floral inductive signals in Arabidopsis // Nature. 2000. V.404. P 889-892.

18. Blazquez M. A., Ferrandiz C., Madueno F. and Parcy F. How floral meristems are built. // Plant Mol. Biol. 2006. V. 60. P 855-870.

19. Blazquez M. A., Ahn J. H. and Weigel D. A thermosensory pathway controlling flowering time in Arabidopsis thaliana II Nat. Genet. 2003. V. 33. P. 168-171.

20. Bohlenius H., Huang T., Charbonnel-Campaa L., Brunner A. M., Jansson S., Strauss S. H., Nilsson O. CO/FT regulatory module controls timing of flowering and seasonal growth cessation in trees // Science 2006. V. 312. P. 1040-1043

21. Boss P. K., Bastow R. M., Mylne, J. S. and Dean C. Multiple pathways in the decision to flower: enabling, promoting, and resetting // Plant Cell 2004. V. 16. P. 18-31

22. Bowman J. L., Alvarez J., Weigel D., Meyerowitz E. M, Smyth D. R. Control of flower development in Arabidopsis thaliana by APETALA1 and interacting genes // Development 1993. V. 119. P. 721-743

23. Bowman J.L., Smyth D.R., Meyerowitz E.M. Genes directing flower development in Arabidopsis. 11 Plant Cell. 1989.V.1. P.37-52

24. Calonje M., Sanchez R., Chen L. and Sung Z. R. EMBRYONIC FLOWER 1 participates in polycomb group-mediated AG gene silencing in Arabidopsis II Plant Cell 2008. V. 20, P. 277-291

25. Castillejo C., Romera-Branchat M., Pelaz S. New role of the Arabidopsis SEPALLATA3 gene revealed by its constitutive expression. // The Plant Journal. 2005. V. 43. P586-596

26. Chandler J., Corbesier L., Spielmann P., Dettendorfer J., Stahl D., Apel K. and Melzer S. Modulation flowering time and prevention of pod shatter in oilseed rape // Molecular breeding 2005. V. 15. P. 87-94

27. Chang Liu, Zhonghui Thong, Hao Yu. Coming into bloom: the specification of floral meristems // Development 2009. V.136 P 33793391

28. Chang Y.-Y., Chili Y.-F., Wu J.-W. and Yang C.-H. Expressed Orchid AP1/AGL9 Genes in Arabidopsis II Plant and Cell Physiology Advance Access. 2009. V.45 P. 38-51

29. Chanvivattana Y., Bishopp A., Schubert D., Stock C., Moon Y. H., Sung Z. R. and Goodrich J. Interaction of Polycomb-group proteins controlling flowering in Arabidopsis II Development 2004. V. 131. P. 5263-5276

30. Chen M.-K., Lin I-C. and Yang C.-H. Functional Analysis of Three Lily (Lilium longiflorum) APETALA1 -like MADS Box Genes in Regulating Floral Transition and Formation // Plant Cell Physiol. 2008. V. 49(5). P. 704-717

31. Cheng Y., Dai X. and Zhao Y. Auxin biosynthesis by the YUCCA flavin monooxygenases controls the formation of floral organs and vascular tissues in Arabidopsis. II Genes Dev. 2006 V. 20. P. 1790-1799

32. Chuck G., Meeley R. M., Hake S. The control of maize spikelet meristem fate by the APETALA2-like gene indeterminate spikeletl II Genes Dev. 1998. V. 12. P. 1145-1154

33. Chung S. Y.-Y., Kim S.-R., Finkel D., Yanofsky M. F. and Kim G. A. Early flowering and reduced apical dominance result from ectopic expression of a rise MADS box gene // Plant Molecular Biology. 1994 V. 26.P. 657-665

34. Coen E. S., Meyerowitz E. M. The war of the whorls: genetic interactions controlling flower development // Nature. 1991. V.353. P. 31-37

35. Colombo L., Franken J., Koetje E., van Went J., Dons J. M., Angenent G. C., and van Tunena A. J. The Petunia MADS Box Gene FBPI7 Determines Ovule Identity // The Plant Cell. 1995. V. 7. P. 1859-1868

36. Corbesier L., Vincent C., Jang S., Fornara F., Fan Q., Searle I., Giakountis A., Farrona S., Gissot L., Turnbull C. FT protein movement contributes to long-distance signaling in floral induction of Arabidopsis II Science. 2007. V. 316. P. 1030-1033

37. Cseke L. J.and Podila G.K. MADS-box Genes in Dioecious Aspen II: A Review of MADSbox Genes from Trees and Their Potential in Forest Biotechnology // Physiol. Mol. Biol. Plants. 2004.V. 10(1). P.7-28

38. Curtis I.S., Nam H. G., Yun J. Y. and Seo K.-H. Expression of an antisense GIGANTEA (GT) gene fragment in transgenic radish causes delayed bolting and flowering. Transgenic Res. 2002. V. 11, P. 249-256

39. Ditta G., Pinyopich A., Robles P., Pelaz S. and Yanofsky M. F. The SEP4 Gene of Arabidopsis thaliana Functions in Floral Organ and Meristem Identity // Current Biology 2004. V. 14. P. 1935-1940

40. Dreni L., Jacchia S., Fornara F., Fornari M. P., Ouwerkerk B. F, An G., Colombo L. and Kater M. The D-lineage MADS-box gene OsMADS13 controls ovuleidentity in rice // The Plant Journal 2007. V.52. P. 690-699

41. Elo A., Lemmetyinen J., Novak A., Keinonen K., Porali I., Hassinen M. and Sopanen T. BpMADS4 has a central role in inflorescence initiation in silver birch (Betula pendula) II Physiologia Plantarum. 2007. V. 131. P. 149-158

42. Elo A., Lemmetyinen J., Turunen M.L., Tikka L., Sopanen T. Three MADS-box genes similar to APETALA1 and FRUITFULL from silver birch (Betula pendula) // Physiologia Plantarum. 2001. V. 112(1). P. 95103

43. Endo T., Shimada T., Fujii H., Kobayashi Y., Araki T. & Omura M. Ectopic expression of an FT homolog from Citrus confers an early flowering phenotype on trifoliate orange (Poncirus trifoliata L. Raf.)

44. Erbar C, Current opinions in flower development and the evo-devo approach in plant phylogeny // PL Syst. Evol. 2007. V. 269. P. 107-132

45. Farrona S., Coupland G. and Turck F. The impact of chromatin regulation on the floral transition // Semin. Cell Dev. Biol. 2008. V. 19. P. 560-573

46. Fernando D. D., Zhang S. Constitutive expression of the SAP1 gene from willow (Salix discolor) causes early flowering in Arabidopsis thaliana II Dev Genes Evol. 2006. V. 216. P. 19-28

47. Ferrandiz C., Gu Q., Martienssen R. and Yanofsky M. F. Redundant regulation of meristem identity and plant architecture by FRUITFULL, APETALA1 and CAULIFLOWER. II Development. 2000. V.127. P. 725734

48. Ferrandiz C., Liljegren S.J. and Yanofsky, M.F. Negative regulation of the SHATTERPROOF genes by FRUITFULL during Arabidopsis fruit development. // Science 2000. V.289. P.436-438.

49. Ferrario S., Immink R. G. H., Shchennikova A., Busscher-Lange J., and G. C. Angenent The MADS Box Gene FBP2 Is Required for

50. SEPALLATA Function in Petunia // The Plant Cell 2003. V. 15. P. 914925

51. Flachowsky H., Peil A., Sopanen T., Elo A. and Hanke V. Overexpression of BpMADS4 from silver birch (Betula pendula Roth.) induces early-flowering in apple (Malus domestica Borkh.) // Plant Breeding 2007. V. 126. P. 137—145

52. Force A., Lynch M., Pickett F. B., Amores A., Yan Y.-l. and Postlethwait J. Preservation of Duplicate Genes by Complementary, Degenerative Mutations Genetics 1999. V. 151. P. 1531-1545

53. Franks R. G., Wang C., Levin J. Z. and Liu Z. SEUSS, a member of a novel family of plant regulatory proteins, represses floral homeotic gene expression with LEUNIG. //Development. 2002. V. 129, P. 253-263

54. Goloveshkina E.N., Shchennikova A.V., Kamionskaya A.M., Skryabin K.G., Shulga O.A. Influence of ectopic expression of Asteraceae MADS box genes on plant ontogeny in tobacco. // Plant Cell Tiss Organ Cult. DOI 10.1007/s 11240-011 -0074-9

55. Gramzow L, Ritz M. S, Theissen G: On the origin of MADS-domain transcription factors. Trends Genet 2010, V. 26. P. 149-153

56. Gramzow L. and Theissen G. A hitchhiker's guide to the MADS world of plants // Genome Biology 2010, V. 11 P. 214-224

57. Greenup A., Peacock W. J., Dennis E. S. and Trevaskis B. The molecular biology of seasonal flowering-responses in Arabidopsis and the cereals // Annals of Botany. 2009. V. 103. P. 1165-1172

58. Gregis V., Sessa A., Colombo L. and Kater M. M. AGAMOUS-LIKE24 and SHORT VEGETATIVE PHASE determine floral meristem identity in Arabidopsis II Plant J. 2008. V. 56. P. 891-902

59. Gregis V., Sessa A., Colombo L. and Kater M. M. AGL24, SHORT VEGETATIVE PHASE, and APETALA1 redundantly control AGAMOUS during early stages of flower development in Arabidopsis II Plant Cell. 2006. V. 18. P. 1373-1382

60. Gu Q., Ferrandiz C., Yanofsky M. F., Martienssen R. The FRUITFULL MADS-box gene mediates cell differentiation during Arabidopsis fruit development//Development 1998. V. 125. P. 1509-1517

61. Hanzawa Y, Money T., Bradley D. A single amino acid converts a repressor to an activator of flowering. // Proc Natl Acad Sci USA. 2005. V.102. P.7748-7753

62. Hartmann U., Hohmann S., Nettesheim K., Wisman E., Saedler H., Huijser P. Molecular cloning of SVP: a negative regulator of the floral transition in Arabidopsis. 11 Plant J. 2000. V.21. P. 351-360

63. Hellens R., Mullineaux P., Klee H. A guide to Agrobacterium binary Ti vectors // Trends in Plant Science. 2000. V. 5. No. 10

64. Hennig L., Taranto P., Walser M., Schonrock N. and Gruissem W. Arabidopsis MSI1 is required for epigenetic maintenance of reproductive development // Development 2003. V. 130. P. 2555-2565

65. Higgins J. A., Bailey P. C., Laurie D. A. Comparative Genomics of Flowering Time Pathways Using Brachypodium distachyon as a Model for the Temperate Grasses // PLoS ONE 2010. V. 5.1. 4el0065

66. Honma T., Goto K. Complexes of MADS box proteins are sufficient to convert leaves into floral organs // Nature. 2001. V. 409. P. 525-529

67. Horsch R.B., Fraley R.T., Rogers S.G., Sanders P.R., Lloyd A., Hoffman N. Inheritance of functional foreign genes in plants // Science. 1984. V. 223(4635). P. 496-498.

68. Huang J.K., Pray C., Rozelle S. Enhancing the crops to feed the poor // Nature 2002. V. 418. P. 678-684

69. Huang H., Tudor M., Weiss C. A., Hu Y. and Ma H. The Arabidopsis MADS-box gene AGL3 is widely expressed and encodes a sequence-specific DNA-binding protein // Plant Mol. Biol. 1995. V. 28. P. 549-567

70. Irish V. F., Sussex I. M. Function of the apetalal-1 gene during Arabidopsis floral development. // The Plant Cell. 1990. V. 2. P. 741-753

71. Jang S., An K., Lee S. and An G. Characterization of tobacco MADS-box genes involved in floral initiation // Plant Cell Physiol. 2002. V. 43 (1). P. 230-238

72. Jang S., Hong M.Y., Chung Y.Y., An G. Ectopic expression of tobacco MADS genes modulates flowering time and plant architecture // Mol. Cells 1999. V. 9(6), P. 576-586

73. Jeon J.-S., Lee S., Jung. K.-H, Yang W.-S., Yi G.-H., Oh B.-G. and An G. Production of transgenic rice plants showing reduced heading date and plant height by ectopic expression of rice MADS-box genes // Molecular Breeding. 2000.V. 6. P. 581-592

74. Jofuku D., Omidyar K., Gee Z., Okamuro J. K. Control of seed mass and seed yield by the floral homeotic gene APETALA2 IIPNAS. 2005. V.102. P3117-3122

75. Kater M. M., Dreni L.and Colombo L. Functional conservation of MADS-box factors controlling floral organ identity in rice and Arabidopsis // Journal of Experimental Botany 2006. V. 57(13). P. 34333444

76. Katz A., Oliva M., Mosquna A., Hakim O. and Ohad N. FIE and CURLY LEAF polycomb proteins interact in the regulation of homeobox gene expression during sporophyte development // Plant J. 2004. V. 37. P. 707-719

77. Kaufmann K., Melzer R., Theissen G: MIKC-type MADS-domain proteins: structural modularity, protein interactions and network evolution in land plants. // Gene. 2005.V.347.P.183-198

78. Kaufmann K., Muino J.M., Jauregui R., Airoldi C.A., Smaczniak C., Krajewski P., Angenent G.C. Target Genes of the MADS Transcription Factor SEPALLATA3: Integration of Developmental and Hormonal

79. Pathways in the Arabidopsis Flower // PLoS Biology. 2009. V. 7(4). P. 854-875

80. Kaufmann R., Wellmer F., Muino J.M., Ferrier T., Wuest S.E., Kumar V., Serrano-Mislata A., Madueno F., Krajewski P., Meyerowitz E.M., Angenent G.C., Riechmann J.L. Orchestration of Floral Initiation by APETALA1II Science. 2010. V. 328. P. 85-89

81. Keck E., McSteen P., Carpenter R., Coen E. Separation of genetic functions controlling organ identity in flowers // EMBO (Eur Mol Biol Organ) 2003. V. 22. P. 1058-1066

82. Kempin S., Savidge. B., Yanofsky M.F. Molecular basis of the cauliflower phenotype in Arabidopsis // Science 1995. V. 267. P. 522525

83. Kyozuka J., Harcourt R., Peacock W .J. and. Dennis E. S. Eucalyptus has functional equivalents of the Arabidopsis API gene // Plant Molecular Biology 1997. V. 35. P. 573-584

84. Larkin M. A, Blackshields G., Brown N. P, Chenna R., McGettigan P.A, McWilliam H., Wallace I.M., Wilm A., Lopez R., Thompson J.D., Gibson T.J., Higgins D.G. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics. 2007. V.23: P.2947-2948

85. Lee H., Suh S.-S., Park E, Cho E., Ahn J. H,. Kim S.-G., Lee J. S., Kwon Y. M., I. Lee. The AGAMOUS-LIKE 20 MADS domain protein integrates floral inductive pathways in Arabidopsis II Genes & Development. 2000.V. 14. P. 2366-2376

86. Lee J., Oh M., Park H., Lee I. SOC1 translocated to the nucleus by interaction with AGL24 directly regulates LEAFY. // The Plant Journal. 2008 V.55.P. 832-843

87. Lee J., Lee I. Regulation and function of SOC1, a flowering pathway integrator// Journal of Experimental Botany 2010.P.1-8

88. Lee J. H., Yoo S. J., Park S. H., Hwang I., Lee J. S., Ahn J. H. Role of SVP in the control of flowering time by ambient temperature in Arabidopsis. II Genes Dev. 2007. V.21. P. 397-402

89. Lenhard M., Bohnert A., Jurgens G. and Laux T. Termination of stem cell maintenance in Arabidopsis floral meristems by interactions between WUSCHEL and AGAMOUS // Cell. 2001. V. 105, P. 805-814

90. Li D., Liu C., Shen L., Wu Y., Chen H., Robertson M., Helliwell C. A., Ito T., Meyerowitz E., Yu H. A repressor complex governs the integration of flowering signals in Arabidopsis II Dev. Cell.2008. V.15. P 110-120

91. Lichtenstein C.R. and Draper J. Genetic engineering in plants. // In DNA Cloning. 1985. Vol 11. P. 67-119.

92. Liljegren S. J., Gustafson-Brown C., Pinyopich A., Ditta G. S., and Yanofsky M. F. Interactions among APETALA1, LEAFY, and TERMINAL FLOWER1 Specify Meristem Fate // The Plant Cell. 1999. V. 11. P. 1007-1018

93. Liljegren S.J., Roeder A.H., Kempin S.A., Gremski K., Ostergaard L., Guimil S., Reyes D.K., Yanofsky M.F. Control of fruit patterning in Arabidopsis by INDEHISCENTII Cell. 2004. V. 116. P.843-853

94. Litt A. and Irish V. Duplication and Diversification in the APETALA1IFRUITFULL Floral Homeotic Gene Lineage: Implications for the Evolution of Floral Development // Genetics 2003. V. 165. P. 821-833

95. Liu C., Chen H., Ling H., Soo H. M., Kumar P. P., Han J.-H., Liou Y. C., Yu H. Direct interaction of AGL24 and SOC1 integrates flowering signals in Arabidopsis II Development. 2008. V. 135. P. 1481-1491

96. Liu C., Xi W., Shen L., Tan C. and Yu H. Regulation of floral patterning by flowering time genes // Dev. Cell. 2009. V.16. P. 711-722

97. Liu C., Zhou J., Bracha-Drori K., Yalovsky S., Ito T. and Yu H. Specification of Arabidopsis floral meristem. identity by repression of flowering time genes. // Development. 2007. V. 134. P. 1901-1910

98. Lohmann J. U., Hong R. L., Hobe M., Busch M. A., Parcy F., Simon R. and Weigel D. A molecular link between stem cell regulation and floral patterning in Arabidopsis // Cell. 2001. V. 105. P. 793-803

99. Loukoianov A., Yan L., Blechl A., Sanchez A. and Dubcovsky J. Regulation of VRN-1 vernalization genes in normal and transgenic polyploid wheat // Plant Physiol. 2005. V. 138, P. 3264-2373

100. Lozano R., Gimentez E., Cara B., Capel J.and Angosto T. Genetic analysis of reproductive development in tomato // Int. J. Dev. Biol. 2009. V. 53. P. 1635-1648

101. Lund A. H. and van Lohuizen M. Epigenetics and cancer // GENES & DEVELOPMENT 2004 V. 18.P. 2315-2335

102. Ma H.,. Yanofsky M. F. and Meyerowitz E. M. AGL1-AGL6, an Arabidopsis gene family with similarity to floral homeotic and transcription factor genes // Genes & Development. 1990. V. 5. P. 484495

103. Maizel A., Busch M. A., Tanahashi T., Perkovic J., Kato M., Hasebe M., Weigel D. The Floral Regulator LEAFY Evolves by Substitutions in the DNA Binding Domain // SCIENCE. 2005. V. 308. P. 260-263

104. Malcomber S. T. and Kellogg E. A. SEPALLATA gene diversification: brave new whorls // TRENDS in Plant Science 2005. V. 10.(9). P.427-435

105. Mandel M. A. and Yanofsky M. F. A gene triggering flower formation in Arabidopsis II Nature. 1995. V. 377. P. 522-524

106. Mandel M. A., Gustafson-Brown C., Savidge B. and Yanofsky M. F. Molecular characterization of the Arabidopsis floral homeotic gene APETALA1. II Nature. 1992. V. 360. P. 273-277

107. Matzke A. J. M, Neuhuber F, Park Y.-D., Ambros F., Matzke M. A. Homology-dependent gene silencing in transgenic plants:epistatic silencing loci contain multiple copies of methylated transgenes. // Mol Gen Genet. 1994. V.244. P.219-229

108. Melzer R., Verelst W. and Theissen G. The class E floral homeotic protein SEPALLATA3 is sufficient to loop DNA in 'floral quartet'-like complexes in vitro // Nucleic Acids Research 2009. V. 37. No.l. P. 144157

109. Messenguy F., Dubois E: Role of MADS box proteins and their cofactors in combinatorial control of gene expression and cell development // Gene 2003. V. 316. P. 1-21

110. Michaels S. D. Flowering time regulation produces much fruit // Curr. Opin. Plant Biol. 2009. V. 12. P. 75-80

111. Michaels S. D., Amasino R. M. FLOWERING LOCUS C encodes a novel MADS domain protein that acts as a repressor of flowering // Plant Cell. 1999. V.ll P. 949-956

112. Mizukami Y., Ma H. Ectopic expression of the floral homeotic gene agamous in transgenic arabidopsis plants alters floral organ identity // Cell. 1992.V.71.P.119-131

113. Mizukami Y., Ma H. Separation of AG function in floral meristem determinacy from that in reproductive organ identity by expressing antisense AG RNA // Plant Molecular Biology. 1995. V. 28. P. 767-784.

114. Moose S. P, Sisco P. H, The maize homeotic gene glossyl5 is a member of the APETALA2 gene family // J Cell Biochem. 1995. V. 21. A (suppl):458

115. Muller B.M., Saedler H., Zachgo S. The MADS-box gene DEFH28 from Antirrhinum is involved in the regulation of floral meristem identity and fruit development //The Plant J. 2001.V. 28. P. 169-179

116. Murai K., Miyamae M., Kato H., Takumi S. and Ogihara Y. WAP1, a Wheat APETALAI Homolog, Plays a Central Role in the Phase Transition from Vegetative to Reproductive Growth // Plant Cell Physiol. 2003. V.44 (12). P. 1255-1265

117. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiologia Plantarum 1962. V. 15(3). P. 473-497

118. Nam J., Kim J., Lee S., An G., Ma H., Nei M: Type I MADS-box genes have experienced faster birth-and-death evolution than type II

119. MADS-box genes in angiosperms // Proc Natl Acad Sci USA 2004. V. 101. P. 1910-1915

120. Odell J.T., Nagy F. and Chua N.-H. Identification of DNA sequences required for activity of the cauliflower mosaic virus 35S promoter. // Nature. 1985. V.313. P.810-812

121. Ostergaard L., Kempin S.A., Bies D., Klee H.J., Yanofsky M.F. Pod shatter-resistant Brassica fruit produced by ectopic expression of the FRUITFULL gene // Plant Biotechnology Journal. 2006. V. 4(1). P. 4551

122. Pelaz S., Ditta G.S., Baumann E., Wisman E. and Yanofsky M.F. B and C floral organ identity functions require SEPALLATA MADS-box genes // Nature 2000. V. 405. P. 200-203

123. Pelaz S., Gustafson-Brown C., Kohlami S.E., Crosby W.L., Yanofsky M.F. APETALA1 and SEPALLATA3 interact to promote flower development // Plant J. 2001. V. 26. P. 385-394.

124. Pena L., Martin-Trillo M., Juarez J. Constitutive expression of Arabidopsis LEAFY or APETALA 1 genes in citrus reduces thei generation time // Nat. Biotechnol. 2001. V. 19(3). P. 263-267

125. Peng L.T., Shia Z.-Y., Lia L., Shenc G.-Z. , Zhan J.-L. Overexpression of transcription factor OsLFLl delays flowering time in Oryza sativa II J. Plant Physiol. 2008. V. 165. P. 876-885

126. Prasad K., Sriram P., Kumar C. S., Kushalappa K., Vijayraghavan U. Ectopic expression of rice OsMADSl reveals a role in specifying thelemma and palea, grass floral organs analogous to sepals // Dev. Genes Evol. 2001. V. 211 P. 281-290

127. Purugganan M.D., Rounsley S.D., Schmidt R.J., Yanofsky M.F. Molecular evolution of flower development: diversification of the plant MADS-box regulatory gene family // Genetics. 1995.V. 140. P.345-356

128. Renckens S., Greve H., Montagu V. M., Jean-Pierre. Petunia plants escape from negative selection against a transgene by silencing the foreign DNA via methylation // Mol Gen Genet. 1992. V. 233 P. 53-64

129. Riese M., Faigl W., Quodt V., Verelst W. Matthes A., Saedler H., Munster T. Isolation and characterizanion of new MIKC*-type MADSbox gnes from the moss Physcomitrella patens // Plant Biol. 2005 V.7 P. 307-314

130. Ruokolainen S., Ng Y. P., Broholml S. K., Albert V. A., Elomaa P. and Teeri T. H. Characterization of SQUAMOSA-Y\k& genes in Gerbera hybrida, including one involved in reproductive transition // BMC Plant Biology 2010. V. 10. P.128

131. Ruokolainen S., Ng Y.P., Albert V.A., Elomaa P., Teeri T.H. Large scale interaction analysis predicts that the Gerbera hybrida floral E function is provided both by general and specialized proteins // BMC Plant Biology. 2010. V. 10(129). P. 1-13

132. Rushton P. J, Bokowiec M. T., Laudeman T. W., Brannock J. F., Chen X. and Timko M. P. TOBFAC: the database of tobacco transcription factors BMC // Bioinformatics 2008. V. 9 P. 53-59. doi: 10.1186/1471-2105-9-53

133. Samach A., Onouchi H., Gold S. E., Ditta G. S., Schwarz-Sommer Z., Yanofsky M. F. and Coupland G. Distinct roles of CONSTANS target genes in reproductive development of Arabidopsis. // Science. 2000. V. 288, P. 1613-1616

134. Sawa S., Ito T., Shimura Y. and Okada K. FILAMENTOUS FLOWER controls the formation and development of arabidopsis inflorescences and floral meristems // Plant Cell. 1999. V. 11. P. 69-86

135. Shore P. and Andrew D. SHARROCKS The MADS-box family of transcription factors. // Eur. J. Biochem. 1995. V. 229. P.l 13

136. Smyka P., Gennen J., De Bodt S. Ranganath V., Melzer S. Flowering of strict photoperiodic Nicotiana varieties in non-inductive conditions by transgenic approaches // Plant Mol Biol. 2007 V. 65. P. 233-242

137. Sridhar V. V., Surendrarao A. and Liu Z. APETALA1 and SEPALLATA3 interact with SEUSS to mediate transcription repression during flower development. // Development. 2006 V. 133, P. 3159-3166

138. Sung S.-K., Moon Y.-H., Chung J.-E, Lee S.-Y., Park H. G., and An G. Characterization of MADS Box Genes from Hot Pepper // Mol. Cells. Vol. 2001. V. 11(3). P. 352-359

139. Sung S.-K., Yu G.-H. and An G. Characterization of MdMADS2, a Member of the SQUAMOSA Subfamily of Genes, in Apple // Plant Physiology. 1999. V. 120. P. 969-978

140. Sung, S.K., Yu G. H., Nam J., Jeong D.-H., An G. Developmental^ regulated expression of two MADS-box genes, MdMADS3 and MdMADS4, in the morphogenesis of flower buds and fruits in apple // Planta 2000. V. 210. P.519-528

141. Sunilkumar G., Mohr L.A, Lopata-Finch E., Emani C., Rathore K.S. Developmental and tissue-specific expression of CaMV 35S promoter in cotton as revealed by GFP. II Plant Molecular Biology 2002.V.50. P.463-474

142. Teper-Bamnolker P. and Samach A. The flowering integrator FT regulates SEPALLATA3 and FRUITFULL accumulation in Arabidopsis leaves // Plant Cell. 2005. V. 17. P 2661-2675

143. Theissen G. Development of floral organ identity: stories from the MADS house // Current Opinion in Plant Biology 2001 .V. 4. P. 75-85.

144. Theissen G. and Melzer R., Molecular Mechanisms Underlying Origin and Diversification of the Angiosperm Flower // Annals of Botany. 2007. V. 100. P. 603-619

145. Theissen G., Becker A., Di Rosa A., Kanno A., Kim J., Munster T., Winter K.-U. and Saedler H. A short history of MADS-box genes in plants // Plant Molecular Biology 2000. V. 42. P. 115-149

146. Turck F., Fornara F., and Coupland G. Regulation and Identity of Florigen: FLOWERING LOCUS T Moves Center Stage // Annu. Rev. Plant Biol. 2008. V. 59. P. 573-594.

147. Tzeng T.-Y., Chen H.-Y. and Yang C.-H. Ectopic Expression of Carpel-Specific MADS Box Genes from Lily and Lisianthus Causes Similar Homeotic Conversion of Sepal and Petal in Arabidopsis II Plant Physiology 2002. V. 130. P. 1827-1836

148. Tzeng T.Y., Hsiao C.-C., Chi P.-J. and Yang C.-H. Two lily SEP ALL A 7^-like genes cause different effects on floral formation and floral transition in Arabidopsis II Plant Physiol. 2003. V. 133. P. 10911101

149. Uimari A., Kotilainen M., Elomaa P., Yu D., Albert V. A. and Teeri T. H. Integration of reproductive meristem fates by a SEPALLATA-like MADS-box gene // PNAS 2004.V.101(44). P. 15817-15822

150. Vaucheret H. and Fagard M. Transcriptional gene silencing in plants: targets, inducers and regulators // TRENDS in Genetics. 2001. Vol. 17 No.l.P. 29-35

151. Vrebalov J., Ruezinsky D., Padmanabhan V., White R., Medrano D., Drake R., Schuch W., Giovannoni J. A MADS-box gene necessary for fruit ripening at the tomato ripening-inhibitor (rin) locus // Science 2002. V. 296. P. 343-346-4409

152. Wandenbussche M., Theissen G., de Peer Y.V., Gerats T. Structural diversification and neo-functionalization during floral MADS-box gene box gene evolution by C-terminal frameshift mutations // Nucl Acids Res. 2003. V.31.P. 4401

153. Weigel D. and Nilsson O. A developmental switch sufficient for flower initiation in diverse plants // Nature 1995. V. 377. P. 495-500

154. Weigel D., Alvarez J., Smyth D. R., Yanofsky M. F. and Meyerowitz E. M. LEAFY controls floral meristem identity in Arabidopsis II Cell. 1992.V. 69. P. 843-859

155. Wigge P. A., Kim M. C., Jaeger K. E., Busch W., Schmid M., Lohmann J. U.and Weigel D. Integration of spatial and temporal information during floral induction in Arabidopsis II Science. 2005 .V. 309. P. 1056-1059

156. William D. A., Su Y., Smith M. R., Lu M., Baldwin D. A. and Wagner D. Genomic identification of direct target genes of LEAFY. II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. V.101. P.1775-1780

157. Wu Y. H., Li Q.,»Zhang J.-S., Zheng Z., Xue S.,-Li Y. Molecular cloning and characterization of two tobacco MADS-box genes // Sex Plant Reprod. 2000. V. 13. P. 163-169

158. Yalovsky S., Rodriguez-Concepcion M., Bracha K., Toledo-Ortiz G., Gruissem W. Prenylation of the Floral Transcription Factor APETALA1 Modulates Its Function // The Plant Cell. 2000. V. 12. P. 1257-1266

159. Yang W.-C., Wan J. Transgenic Crops: An Option for Future Agriculture. // Journal of Integrative Plant Biology. 2011. V. 53. P.510-511

160. Yong X., Lin Z. & Cai M. R. Functional characterization and mapping of two MADS box genes from peach (Prunus persica) II Chinese Science Bulletin 2008. V. 53(6). P. 853-859л*<н

161. Yoshida A., Suzaki Т., Tanaka W. and H.-Y. Hirano The homeotic gene long sterile lemma (G1) specifies sterile lemma identity in the rice spikelet // www.pnas.org/cgi/doi/0.1073/pnas.09078961062009

162. Yu H., Ito Т., Wellmer F. and Meyerowitz E. M. Repression of AGAMOUS-LIKE 24 is a crucial step in promoting flower development // Nat. Genet. 2004. V. 36. P. 157-161

163. Zhang X., Germann S., Blus B. J., Khorasanizadeh S., Gaudin V. and Jacobsen S. E. The Arabidopsis LHP1 protein colocalizes with histone H3 Lys27 trimethylation // Nat. Struct. Mol. Biol. 2007. V. 14. P. 869-87

164. База данных национального центра биотехнологической информации США NCBI, 2011. http://www.ncbi.nlm.nih.gov

Информация о работе

Головешкина, Елена Николаевна
кандидата биологических наук
Москва, 2012
ВАК 03.01.06

Диссертация

Функциональный анализ MADS-белков Астровых, регулирующих цветение, и перспективы их использования в биотехнологии растений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Функциональный анализ MADS-белков Астровых, регулирующих цветение, и перспективы их использования в биотехнологии растений - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы