RU2286385C2 - RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS ELIZAVETA POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF - Google Patents

RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS ELIZAVETA POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF Download PDF

Info

Publication number
RU2286385C2
RU2286385C2 RU2004134000/13A RU2004134000A RU2286385C2 RU 2286385 C2 RU2286385 C2 RU 2286385C2 RU 2004134000/13 A RU2004134000/13 A RU 2004134000/13A RU 2004134000 A RU2004134000 A RU 2004134000A RU 2286385 C2 RU2286385 C2 RU 2286385C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
potato
polynucleotide sequence
plant
seq
genomic dna
Prior art date
Application number
RU2004134000/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004134000A (en
Inventor
Анастаси Михайловна Камионска (RU)
Анастасия Михайловна Камионская
Борис Борисович Кузнецов (RU)
Борис Борисович Кузнецов
бин Константин Георгиевич Скр (RU)
Константин Георгиевич Скрябин
Original Assignee
Центр "Биоинженерия" Ран
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центр "Биоинженерия" Ран filed Critical Центр "Биоинженерия" Ран
Priority to RU2004134000/13A priority Critical patent/RU2286385C2/en
Publication of RU2004134000A publication Critical patent/RU2004134000A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2286385C2 publication Critical patent/RU2286385C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

FIELD: gene engineering, in particular production of transgenic potato with Colorado beetle resistance and biological and food safety.
SUBSTANCE: recombinant polynucleotide sequence of general formula X-A, wherein X is part of nucleotide sequence of introduced genetic construct representing in SEQ ID N 1; A is nucleotide sequence of flanking site of genomic DNA of genus Elizaveta potato, representing in SEQ ID N 2 is constructed; plant cell producing of cryIIIa protein and containing recombinant polynucleotide sequence, as well as potato transgenic plant and vegetative generation thereof with Colorado beetle resistance are obtained. Polynucleotide sequence is used in identification of plant cell producing of cryIIIa protein, plant and vegetative generation.
EFFECT: new potato genus with Colorado beetle resistance.
6 cl, 6 dwg, 7 tbl, 7 ex

Description

Настоящее изобретение относится к области генетической инженерии и биотехнологии растений и связано с получением и идентификацией устойчивого к колорадскому жуку трансгенного картофеля на основе одного из новых перспективных российских сортов. Результаты реализации данного изобретения могут быть использованы в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и многих других областях народного хозяйства, использующих картофель в качестве сырья.The present invention relates to the field of genetic engineering and plant biotechnology and is associated with the production and identification of transgenic potato resistant to the Colorado potato beetle based on one of the new promising Russian varieties. The results of the implementation of this invention can be used in agriculture, food industry and many other areas of the economy using potatoes as raw materials.

Вред, наносимый посевам картофеля колорадским жуком (Leptinotarsa decemlineata, Say), оценивается в 18% потенциального урожая для крупных государственных производителей картофеля и от 40% до 90% для частных производителей, на долю которых согласно экспертной оценке Министерства сельского хозяйства РФ приходится 90% валового сбора картофеля в РФ. Для борьбы с этим вредителем в растениеводстве применяются различные (механические, химические и биологические) методы, однако большинство механических методов не дает желаемого результата, а использование химических агентов, как правило, оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду, поскольку пестициды обычно не обладают избирательным действием и поражают в равной степени как вредную, так и полезную энтомофауну, и часто являются источником потенциальных канцерогенов и токсинов широкого спектра действия. Наиболее перспективным сегодня представляется решение этой проблемы с помощью биологических методов защиты растений, особенно методов генной инженерии, направленных на получение трансгенных растений, в клетках которых экспрессируется чужеродный белок, обеспечивающий устойчивость растения к колорадскому жуку, в частности эндотоксин Bacillus thuringiensis.The damage caused to potato crops by the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata, Say) is estimated at 18% of the potential yield for large state potato producers and from 40% to 90% for private producers, which, according to expert estimates of the Ministry of Agriculture of the Russian Federation, account for 90% of the total harvesting potatoes in the Russian Federation. Various (mechanical, chemical and biological) methods are used to control this pest in crop production, however, most mechanical methods do not give the desired result, and the use of chemical agents, as a rule, has an adverse effect on the environment, since pesticides usually do not have a selective effect and equally affect both harmful and beneficial entomofauna, and are often a source of potential carcinogens and toxins with a wide spectrum of action. The most promising today is the solution to this problem using biological methods of plant protection, especially genetic engineering methods aimed at obtaining transgenic plants, in the cells of which a foreign protein is expressed that ensures plant resistance to the Colorado potato beetle, in particular, the endotoxin Bacillus thuringiensis.

Уровень техникиState of the art

Bacillus thuringiensis - грам-положительная спорообразующая бактерия, встречающаяся в природе в различных средах обитания: в почве, на поверхности растений, растительных остатках. B.t. можно отличить от других видов рода Bacillus по наличию формирующихся во время споруляции белковых кристаллов, благодаря которым штаммы B.t. являются эффективными естественными инсектицидами. Такой кристалл может состоять из одного или нескольких белков с молекулярной массой примерно 130 кДа.Bacillus thuringiensis is a gram-positive spore-forming bacterium found in nature in various habitats: in soil, on the surface of plants, plant debris. B.t. can be distinguished from other species of the genus Bacillus by the presence of protein crystals formed during sporulation, due to which B.t. are effective natural insecticides. Such a crystal may consist of one or more proteins with a molecular weight of approximately 130 kDa.

Важной особенностью кристаллического Bt-белка является то, что его инсектицидное действие проявляется только в организме насекомых, где под действием специфичных ферментов кишечного тракта он распадается с образованием протоксина, от N-конца которого затем отщепляется фрагмент длиной 65-70 кДа и образуется токсичный для насекомого полипептид (δ-эндотоксин B.t.). Токсин распознает специфичные рецепторы на клеточной мембране эпителиальных клеток и формирует в ней поры, что приводит к осмотическому лизису и гибели клетки [1].An important feature of crystalline Bt protein is that its insecticidal effect appears only in the insect organism, where under the action of specific enzymes of the intestinal tract it decomposes with the formation of protoxin, from the N-terminus of which a fragment of 65-70 kDa is then cleaved and forms toxic to the insect polypeptide (δ-endotoxin Bt). The toxin recognizes specific receptors on the cell membrane of epithelial cells and forms pores in it, which leads to osmotic lysis and cell death [1].

δ-эндотоксин B.t. является представителем большого семейства гомологичных белков (семейства Cry-белков), которых к настоящему времени идентифицировано более 130 видов [http://epunix.biols.susx.ac.uk/Home/Neil_Crickmore/Bt/index.html].δ-endotoxin B.t. is a representative of a large family of homologous proteins (Cry-protein family), which to date have identified more than 130 species [http://epunix.biols.susx.ac.uk/Home/Neil_Crickmore/Bt/index.html].

При этом каждый представитель Cry-белков активен только в отношении нескольких видов насекомых. Специфичность действия обусловлена тем, что каждый конкретный белок способен взаимодействовать только с рецептором определенного типа, однако есть данные, что значительную роль также играет растворимость кристалла [2]. Члены семейства Cry-белков группируются в подсемейства в соответствии с их специфичностью по отношению к различным семействам насекомых. Так, выделены подсемейства белков, токсичные для Diptera (двукрылые), Lepidoptera (чешуйчатокрылые), Coleoptera (жесткокрылые) [3]. Некоторые B.t.-штаммы активны против представителей других групп насекомых, а также представителей круглых червей - нематод и простейших [4].Moreover, each representative of Cry-proteins is active only against several species of insects. The specificity of the action is due to the fact that each specific protein is able to interact only with a receptor of a certain type, but there is evidence that the solubility of the crystal also plays a significant role [2]. Members of the Cry protein family are grouped into subfamilies according to their specificity for different insect families. Thus, subfamilies of proteins toxic to Diptera (Diptera), Lepidoptera (Lepidoptera), Coleoptera (Coleoptera) have been identified [3]. Some B.t. strains are active against representatives of other groups of insects, as well as representatives of roundworms - nematodes and protozoa [4].

ПВроизводные Bt-белка начали использовать в качестве инсектицидных препаратов в тридцатых годах прошлого века, но широкое распространение они получили только с началом производства в 1950 году препарата "Thuricide" [5]. Несмотря на репутацию экологически безопасных, биопрепараты на основе Bt-белка не нашли широкого применения из-за ряда недостатков, к которым можно отнести следующие:Pt derivatives of Bt protein began to be used as insecticides in the thirties of the last century, but they became widespread only with the beginning of the production of the Thuricide drug in 1950 [5]. Despite the reputation of being environmentally friendly, Bt-protein-based biologics have not been widely used due to a number of disadvantages, which include the following:

низкая стабильность;low stability;

поверхностное действие (невозможность проникновения в растительные ткани);surface action (impossibility of penetration into plant tissues);

узкая специфичность.narrow specificity.

Кристаллический белок быстро разрушается под действием ультрафиолетового излучения и теряет свою активность, поэтому, чтобы достичь экономически значимого эффекта, требуется несколько обработок. Биопрепараты на основе Bt-белка являются несистемными инсектицидами и действуют только при прямом контакте, а следовательно, не активны против "минирующих" насекомых. Поскольку сельскохозяйственные культуры обычно подвергаются нападению не одного, а нескольких видов насекомых вредителей, для борьбы с ними применения одного вида Cry-белка может оказаться недостаточно.Crystalline protein is rapidly destroyed by ultraviolet radiation and loses its activity, therefore, in order to achieve an economically significant effect, several treatments are required. Biological products based on Bt-protein are non-systemic insecticides and act only upon direct contact, and therefore are not active against "mining" insects. Since crops are usually attacked by not just one, but several types of insect pests, using one type of Cry protein may not be enough to control them.

Две первые проблемы могут быть решены с помощью создания трансгенных растений, экспрессирующих определенный вид Cry-белка. В таких растениях количество токсина постоянно возобновляется, он присутствует на постоянном уровне во всех тканях, а следовательно, обеспечивает защиту и от "минирующих" насекомых. Проблема же узкой специфичности может быть решена при одновременной экспрессии нескольких Cry-белков с различным спектром действия.The first two problems can be solved by creating transgenic plants expressing a specific type of Cry protein. In such plants, the amount of toxin is constantly renewed, it is present at a constant level in all tissues, and therefore provides protection from "mining" insects. The problem of narrow specificity can be solved by the simultaneous expression of several Cry proteins with a different spectrum of action.

К настоящему времени из штаммов бактерии Bacillus thuringiensis выделено и охарактеризовано более 100 генов, кодирующих белки, токсичные для насекомых, в том числе и жесткокрылых: cryIII, cryVII, cryIX [6]. Путем замены бактериальных кодонов кодонами, предпочтительными для экспрессии в растениях, последовательности бактериальных генов адаптированы к введению в растительные клетки и использованы для трансформации различных видов культурных растений, таких как картофель [7], рапс [8], рис [9], баклажан [10].To date, more than 100 genes encoding proteins toxic to insects, including beetles, have been isolated and characterized from strains of the bacterium Bacillus thuringiensis: cryIII, cryVII, cryIX [6]. By replacing bacterial codons with codons preferred for expression in plants, the sequences of bacterial genes are adapted to be introduced into plant cells and used to transform various types of cultivated plants, such as potatoes [7], rape [8], rice [9], eggplant [10] ].

Результатом этих работ явилось получение множества генетически модифицированных линий культурных растений, однако лишь немногие из них официально разрешены для пищевого применения [11].The result of these works was the receipt of many genetically modified lines of cultivated plants, but only a few of them are officially approved for food use [11].

Это связано с тем, что устоявшаяся практика коммерциализации каждого нового трансгенного растения предусматривает осуществление ряда необходимых исследований, в ходе которых выявляется степень биологической и пищевой безопасности генетически модифицированного организма. Только трансгенные линии (трансформационные события), успешно прошедшие такой контроль, могут быть зарегистрированы как коммерческий продукт.This is due to the fact that the established practice of commercializing each new transgenic plant provides for the implementation of a number of necessary studies, during which the degree of biological and food safety of a genetically modified organism is revealed. Only transgenic lines (transformational events) that successfully pass such control can be registered as a commercial product.

Кроме того, при использовании генетически модифицированных линий различных культурных растений существует проблема четкого пострегистрационного мониторинга, предполагающего необходимость однозначной идентификации конкретного трансформационного события как в трансгенных растениях, так и в получаемых из них продуктах питания [ 12, 13, 14, 15, 16, 17].In addition, when using genetically modified lines of various cultivated plants, there is a problem of clear post-registration monitoring, which suggests the need for unambiguous identification of a specific transformation event both in transgenic plants and in food products obtained from them [12, 13, 14, 15, 16, 17] .

С учетом высокого видового и сортового полиморфизма генома культурных растений и того, что количество мест встраивания экзогенной генетической конструкции в геном реципиента предположительно составляет более 10000, наиболее надежным способом идентификации трансформационного события можно считать определение нуклеотидной последовательности эндогенных участков, непосредственно прилегающих к введенной в геном генетической конструкции (фланкирующих последовательностей) и последующее детектирование этих последовательностей в геноме растения [18].Given the high species and varietal polymorphism of the genome of cultivated plants and the fact that the number of places of incorporation of an exogenous genetic construct into the recipient's genome is estimated to be more than 10,000, the most reliable way to identify a transformation event is to determine the nucleotide sequence of endogenous regions directly adjacent to the genetic construct introduced into the genome (flanking sequences) and subsequent detection of these sequences in the genome plants [18].

Очевидно, что успех разработок, связанных с получением трансгенных растений, во многом определяется свойствами реципиента. В этом плане очень важны его способность к регенерации и трансформации, однако при создании генетически модифицированных линий культурных растений, обязательно должны учитываться и агротехнические показатели исходного сорта.Obviously, the success of developments related to the production of transgenic plants is largely determined by the properties of the recipient. In this regard, its ability to regenerate and transform is very important, however, when creating genetically modified lines of cultivated plants, the agrotechnical indicators of the original variety must be taken into account.

Основные районы РФ, возделывающие картофель, характеризуются большим разнообразием агроклиматических условий. В настоящее время в Государственном реестре селекционных достижений РФ имеется большое разнообразие сортов картофеля, способных давать стабильные и высокие урожаи в различных почвенно-климатических условиях. Особенно важное практическое значение имеет правильный подбор сортов с учетом длительности периода вегетации, необходимого для их полного созревания. В основных зонах товарного картофелеводства России поздние сорта (как правило, зарубежной селекции) обычно не успевают вызреть, вследствие чего клубни сильно повреждаются при уборке и плохо хранятся [19].The main regions of the Russian Federation cultivating potatoes are characterized by a wide variety of agroclimatic conditions. Currently, the State Register of Breeding Achievements of the Russian Federation contains a wide variety of potato varieties capable of producing stable and high yields in various soil and climatic conditions. Of particular practical importance is the correct selection of varieties, taking into account the length of the growing season, necessary for their full ripening. In the main areas of commodity potato growing in Russia, late varieties (as a rule, foreign breeding) usually do not have time to ripen, as a result of which tubers are severely damaged during harvesting and poorly stored [19].

В связи с этим, работы Центра "Биоинженерия" РАН, направленные на получение трансгенного картофеля, проводятся на основе лучших сортов отечественной селекции, и выполненное в рамках этого направления настоящее изобретение, которое связано с получением снабженного надежным "идентификатором" генетически модифицированного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку, представляется весьма актуальным и перспективным для развития отечественного картофелеводства. In this regard, the work of the Center for Bioengineering of the Russian Academy of Sciences aimed at obtaining transgenic potatoes is carried out on the basis of the best varieties of domestic selection, and the present invention, which was carried out within the framework of this direction, is related to the production of a genetically modified potato equipped with a reliable identifier that is resistant to the Colorado potato beetle seems to be very relevant and promising for the development of domestic potato growing.

Раскрытие изобретения. Disclosure of the invention .

Задачей настоящего изобретения было получение трансгенного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку и отвечающего условиям биологической и пищевой безопасности, на основе перспективного отечественного сорта картофеля, а также разработка надежного средства для идентификации соответствующего трансформационного события в геноме трансгенного растения и его вегетативного потомства.The objective of the present invention was to obtain transgenic potato resistant to the Colorado potato beetle and meeting the conditions of biological and food safety, based on a promising domestic potato variety, as well as the development of a reliable means for identifying the corresponding transformation event in the genome of a transgenic plant and its vegetative offspring.

Учитывая то, что большинство коммерческих сортов картофеля, в том числе и основные российские сорта, являются трудно трансформируемыми, а также то, что даже при условии осуществления акта трансформации вероятность трансформационного события, при котором уровень экспрессии введенного гена достаточен для проявления соответствующего фенотипического признака, а экспрессия эндогенных генов растения не нарушена, весьма мала, получение положительного результата при решении поставленной задачи не являлось очевидным фактом.Given that most commercial potato varieties, including the main Russian varieties, are difficult to transform, and even if the transformation act is carried out, the probability of a transformation event is in which the expression level of the introduced gene is sufficient for the manifestation of the corresponding phenotypic trait, and the expression of endogenous plant genes is not disturbed, it is very small, obtaining a positive result when solving the problem was not an obvious fact.

Однако в результате испытаний, в которых в качестве реципиентов было использовано восемь наиболее распространенных из культивируемых в России сортов картофеля отечественной селекции, на основе сорта Елизавета заявителем были получены генетически модифицированные линии устойчивого к колорадскому жуку картофеля. Одна из этих линий (2904 кгс) в настоящее время проходит регистрацию в Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений как сорт Елизавета плюс, селекционный номер 2904 кгс.However, as a result of tests in which eight of the most common cultivars of Russian selection cultivated in Russia were used as recipients, the applicant obtained genetically modified lines of potato resistant to the Colorado potato beetle based on the Elizaveta variety. One of these lines (2904 kgf) is currently undergoing registration with the State Commission for Testing and Protection of Breeding Achievements as the variety Elizabeth plus, breeding number 2904 kgf.

В качестве трансформирующего агента при получении трансгенного картофеля по изобретению использовали бинарный вектор pPBt12, включающий ген cryIIIa. Структура вектора представлена на Фиг. 1.The pPBt12 binary vector including the cryIIIa gene was used as a transforming agent in the preparation of the transgenic potato according to the invention. The vector structure is shown in FIG. one.

Поскольку процесс трансформации является генотипзависимым, трансформацию сорта картофеля Елизавета осуществляли в соответствии с заранее оптимизированным в отношении данного конкретного сорта протоколом [20 ]. При этом эффективность регенерации (процентное отношение количества полученных регенерантов к общему количеству использованных в эксперименте эксплантов) составила 78,4%, а эффективность трансформации (процентное отношение первичных трансформантов к общему числу регенерантов) по результатам проверки ДНК регенерантов в реакции ПЦР на содержание гена cryIIIa (трансгена) составила 9,3%.Since the transformation process is genotype-dependent, the transformation of the Elizabeth potato cultivar was carried out in accordance with a protocol optimized in advance for this particular cultivar [20]. At the same time, the regeneration efficiency (percentage of the number of regenerants obtained to the total number of explants used in the experiment) was 78.4%, and the transformation efficiency (percentage of primary transformants to the total number of regenerants) according to the results of testing the regenerants DNA in the PCR reaction to the cryIIIa gene content ( transgene) was 9.3%.

При решении задачи создания надежного "идентификатора", полученного в рамках данного изобретения трансгенного картофеля, заявители руководствовались представлением об уникальности трансформационного события (строго определенной комбинации экзогенной и геномной ДНК), определившего новый фенотип растения. Для выявления полинуклеотидной последовательности, которая могла бы выполнять роль "идентификатора" уникального трансформационного события, результатом которого стало получение генетически модифицированной линии картофеля 2904 кгс, был создан протокол проведения инверсной ПЦР с использованием специфических праймеров, определенных на основании анализа нуклеотидной последовательности переносимой генетической конструкции и позволяющих амплифицировать фрагменты ДНК трансгенного растения, относящиеся к области её встраивания в геномную ДНК. После получения и выделения амплифицированных фрагментов были определены их нуклеотидные последовательности. Оптимальным для выполнения роли "идентификатора" трансгенного картофеля по изобретению (линии 2904 кгс), был признан фрагмент, который представляет собой комбинацию экзогенной последовательности, включающей сегмент перенесенной синтетической конструкции, и прилежащей к ней (фланкирующей) последовательности геномной ДНК картофеля сорта Елизавета (фиг.3).When solving the problem of creating a reliable "identifier" obtained within the framework of this invention of transgenic potatoes, the applicants were guided by the idea of the uniqueness of a transformation event (a strictly defined combination of exogenous and genomic DNA) that determined a new plant phenotype. To identify a polynucleotide sequence that could act as an “identifier” of a unique transformational event, which resulted in the production of a genetically modified potato line of 2904 kgf, an inverse PCR protocol was created using specific primers determined based on the analysis of the nucleotide sequence of the transferred genetic construct and allowing to amplify DNA fragments of a transgenic plant related to the region of its incorporation into the gene hydrochloric DNA. After obtaining and isolation of the amplified fragments, their nucleotide sequences were determined. The fragment that is a combination of an exogenous sequence including a segment of the transferred synthetic construct and the adjacent (flanking) sequence of Elizabeth’s potato genomic DNA (Fig. 1) was recognized as optimal for performing the role of an “identifier” of the transgenic potato according to the invention (line 2904 kgf). 3).

Полинуклеотидная последовательность отобранного нами "идентифицирующего фрагмента" может быть описана общей формулой Х - А, гдеThe polynucleotide sequence of the "identifying fragment" selected by us can be described by the general formula X - A, where

- Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции с SEQ ID №1, а- X - part of the nucleotide sequence of the introduced genetic constructs with SEQ ID No. 1, and

- А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета с SEQ ID№2.- A is the nucleotide sequence of the flanking portion of the genomic DNA of potato cultivar Elizabeth with SEQ ID NO.2

На основании установленных нуклеотидных последовательностей ПЦР-фрагментов геномной ДНК трансгенного картофеля предложен усовершенствованный протокол проведения идентификационной реакции, в которой получение ПЦР-фрагмента длиной 277 нуклеотидов с последовательностью, соответствующей последовательности SEQ ID№1 + SEQ ID№2, возможно только в том случае, если тестируемая геномная ДНК относится к трансформационному событию по изобретению.Based on the established nucleotide sequences of PCR fragments of transgenic potato genomic DNA, an improved identification reaction protocol is proposed in which obtaining a PCR fragment of 277 nucleotides in length with the sequence corresponding to the sequence SEQ ID No. 1 + SEQ ID No. 2 is possible only if test genomic DNA refers to the transformation event of the invention.

Таким образом, предлагаемое изобретение представляет собой группу технических решений, объединяемых общей изобретательской концепцией.Thus, the present invention is a group of technical solutions, united by a common inventive concept.

Первый объект изобретения - рекомбинантная полинуклеотидная последовательность, характеризующая уникальный трансформационный акт между генетической конструкцией, включающей ген cryIIIa, и геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, обеспечивающий экспрессию названного гена на уровне, достаточном для проявления у растения признака устойчивости к колорадскому жуку, с общей формулой Х-А, где Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции, соответствующая SEQ ID №1, а А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, соответствующая SEQ ID №2.The first object of the invention is a recombinant polynucleotide sequence that characterizes a unique transformational act between a genetic construct including the cryIIIa gene and genomic DNA of potato cultivar Elizabeth, which ensures the expression of the gene at a level sufficient for a plant to show resistance to the Colorado potato beetle, with the general formula X- A, where X is the part of the nucleotide sequence of the introduced genetic construct corresponding to SEQ ID No. 1, and A is the nucleotide sequence of the flanking about the plot of genomic DNA of potato cultivar Elizabeth, corresponding to SEQ ID No. 2.

Второй объект изобретения - клетка растения картофеля, продуцирующая белок CryIIIa, которая содержит рекомбинантную полинуклеотидную последовательность с общей формулой Х-А, где Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции, соответствующая SEQ ID №1, а А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, соответствующая SEQ ID№2.The second object of the invention is a cell of a potato plant producing CryIIIa protein, which contains a recombinant polynucleotide sequence with the general formula X-A, where X is the part of the nucleotide sequence of the introduced genetic construct corresponding to SEQ ID No. 1, and A is the nucleotide sequence of the flanking portion of the potato genomic DNA Elizabeth, corresponding to SEQ ID№2.

Третий объект изобретения - растение устойчивого к колорадскому жуку трансгенного картофеля, содержащее клетки, которые включают рекомбинантную полинуклеотидную последовательность с общей формулой Х-А, где Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции, соответствующая SEQ ID №1, а А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, соответствующая SEQ ID№2.The third object of the invention is a plant resistant to Colorado potato beetle transgenic potato containing cells that include a recombinant polynucleotide sequence with the General formula XA, where X is the part of the nucleotide sequence of the introduced genetic constructs corresponding to SEQ ID No. 1, and A is the nucleotide sequence of the flanking site genomic DNA of potato cultivar Elizabeth, corresponding to SEQ ID No. 2.

Четвертый объект изобретения - совокупность потомков растения устойчивого к колорадскому жуку трансгенного картофеля, сохранивших в ряду поколений генотипический признак родительского организма, контролируемый по наличию в геноме рекомбинантной полинуклеотидной последовательности с общей формулой Х-А, где Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции, соответствующая SEQ ID №1, а А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, соответствующая SEQ ID№2.The fourth object of the invention is the totality of the descendants of a plant resistant to the Colorado potato beetle of transgenic potato that has preserved the geneotypic trait of the parent organism for several generations, controlled by the presence in the genome of a recombinant polynucleotide sequence with the general formula XA, where X is the part of the nucleotide sequence of the introduced genetic construct corresponding to SEQ ID No. 1, and A is the nucleotide sequence of the flanking region of the genomic DNA of potato cultivar Elizabeth, corresponding to SEQ ID No. 2.

Пятый объект изобретения - применение рекомбинантной полинуклеотидной последовательности с общей формулой Х-А, где Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции, соответствующая SEQ ID №1, а А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, соответствующая SEQ ID№2, для идентификации генетически модифицированных клеток растения и совокупности его вегетативных потомков по изобретению.The fifth object of the invention is the use of a recombinant polynucleotide sequence with the general formula X-A, where X is the part of the nucleotide sequence of the introduced genetic construct corresponding to SEQ ID No. 1, and A is the nucleotide sequence of the flanking region of the genomic DNA of potato cultivar Elizabeth, corresponding to SEQ ID No. 2, to identify genetically modified plant cells and the totality of its vegetative descendants according to the invention.

Техническим результатом настоящего изобретения является получение производной от отечественного сорта Елизавета промышленно применимой линии 2904 кгс трансгенного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку, обеспеченной надежным средством её генетической идентификации.The technical result of the present invention is to obtain a derivative from the domestic variety Elizabeth of an industrially applicable line of 2904 kgf transgenic potato resistant to the Colorado potato beetle, provided with a reliable means of its genetic identification.

Краткое описание чертежей (перечень графических материалов).A brief description of the drawings (list of graphic materials).

Фиг. 1 - схема основных генетических элементов трансформационного вектора pPBt12.FIG. 1 is a diagram of the basic genetic elements of the transformation vector pPBt12.

Фиг. 2 - схема трансформации картофеля.FIG. 2 is a diagram of the transformation of potatoes.

Фиг. 3 - схема получения уникального ПЦР - идентификатора трансгенной линии.FIG. 3 - scheme for obtaining a unique PCR - transgenic line identifier.

Фиг. 4 - результат проведения ПЦР с праймерной системой pR1-pR2 на ДНК трансформированных линий картофеля.FIG. 4 - the result of PCR with the primer system pR1-pR2 on DNA of transformed potato lines.

Фиг. 5 - результат проведения инверсной ПЦР на ДНК трансгенной линии 2904 кгс.FIG. 5 - the result of inverse PCR on DNA of the transgenic line 2904 kgf.

Фиг. 6 - результат проведения идентификационной ПЦР на различных линиях картофеля.FIG. 6 - the result of the identification PCR on various lines of potatoes.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Пример 1. Трансформация растений картофеля сорта Елизавета. Example 1. Transformation of potato plants of the Elizabeth variety.

Культура исходных растений.The culture of the source plants.

Исходные растения сорта Елизавета, свободные от вирусной и вироидной инфекции в количестве 100 шт. культивировали в асептических условиях в культуре in vitro. Для этого стебли исходных растений нарезали на черенки с одной пазушной почкой и культивировали в вегетационных сосудах на питательной среде, содержащей минеральные соли и витамины (среда MSbase, табл.1), при температуре +18 - 21°С ±1°С в дневное и +15 - 18°С ±1°С в ночное время и фотопериодичности 16 часов день/8 часов ночь (освещенность 120 μЕ) 3 - 5 недель.The original plants of the variety Elizabeth, free of viral and viroid infection in the amount of 100 pcs. cultivated under aseptic conditions in an in vitro culture. For this, the stems of the initial plants were cut into cuttings with one axillary bud and cultivated in vegetation vessels on a nutrient medium containing mineral salts and vitamins (MSbase medium, Table 1), at a temperature of +18 - 21 ° С ± 1 ° С in daytime and +15 - 18 ° С ± 1 ° С at night and photoperiodicity 16 hours day / 8 hours night (illumination 120 μE) 3 - 5 weeks.

Для трансформации растений использовали штамм Agrobacterium tumefaciens GV, содержащий плазмиду pPBt12, в состав кассеты экспрессии которой входят промотор FMV, энхансер HSP70+ CTP, синтетический аналог гена CP4, - терминатор E9, промотор SSU1A, ген cryIIIa и - терминатор NOS, объединенные в генетической конструкции как показано на Фиг. 1.For plant transformation, we used the Agrobacterium tumefaciens GV strain containing the plasmid pPBt12, the expression cassette of which includes the FMV promoter, HSP70 + CTP enhancer, synthetic analogue of the CP4 gene, the E9 terminator, the SSU1A promoter, the cryIIIa gene and the NOS terminator combined in the genetic construct as shown in FIG. one.

Подготовка штамма.The preparation of the strain.

Подготовку штамма A. tumefaciens GV проводили следующим образом. Засевали штамм A. tumefaciens GV, штрихом на питательную среду LB (табл.4), содержащую селективные антибиотики стрептомицин, спектиномицин и канамицин в концентрации 50 мг/л каждого, хлорамфеникол в концентрации 25 мг/л, на 3±0,5 суток в темноте при +26±1°С.The preparation of A. tumefaciens GV strain was carried out as follows. A. tumefaciens GV strain was seeded, streaked onto LB growth medium (Table 4), containing selective antibiotics streptomycin, spectinomycin and kanamycin at a concentration of 50 mg / L each, chloramphenicol at a concentration of 25 mg / L, for 3 ± 0.5 days a darkness at + 26 ± 1 ° C.

За два дня до планируемой трансформации засевали смесью колоний первую (I) ночную культуру штамма A. tumefaciens GV объемом 6 мл ±0,2 в питательной среде LB (табл.4), содержащей селективные антибиотики стрептомицин, спектиномицин и канамицин в концентрации 50 мг/л каждого, хлорамфеникол в концентрации 25 мг/л при +26°С ±1°С, 100-140 ±10 об/мин.Two days before the planned transformation, the first (I) nocturnal culture of A. tumefaciens GV strain of 6 ml ± 0.2 volume was seeded with a colony mixture in LB growth medium (Table 4) containing selective antibiotics streptomycin, spectinomycin and kanamycin at a concentration of 50 mg / l of each, chloramphenicol at a concentration of 25 mg / l at + 26 ° C ± 1 ° C, 100-140 ± 10 rpm.

За день до сокультивации засевали вторую (II) ночную культуру объемом 6±1 мл. Для этого вносили в питательную среду LB (табл.4), содержащую селективные антибиотики стрептомицин, спектиномицин и канамицин в концентрации 50 мг/л каждого, хлорамфеникол в концентрации 25 мг/л, ночную культуру I в количестве 1/100 от конечного объема. Культивировали при +26°С ±1°С и 100-140 ±10 об/мин.The day before co-cultivation, a second (II) overnight culture of 6 ± 1 ml was seeded. For this, LB was added to the nutrient medium (Table 4) containing selective antibiotics streptomycin, spectinomycin and kanamycin at a concentration of 50 mg / L each, chloramphenicol at a concentration of 25 mg / L, night culture I in an amount of 1/100 of the final volume. Cultured at + 26 ° C ± 1 ° C and 100-140 ± 10 rpm

Проводили прекультивацию, для чего нарезали стебель на сегменты без пазушных почек длиной 5 -10 ± 2 мм. Заливали чашки Петри небольшим количеством (4-5±1 мл) питательной среды (среда CIM, табл. 1) и накрывали их сверху двумя бумажными стерильными фильтрами. Экспланты, полученные из 100 исходных растений, в количестве 602 штук раскладывали поверх фильтров для прекультивации на 24±4 часа при 18-21±1°С.Recultivation was carried out, for which the stem was cut into segments without axillary buds 5-10 ± 2 mm long. Petri dishes were poured with a small amount (4-5 ± 1 ml) of culture medium (CIM medium, Table 1) and covered with two sterile paper filters on top of them. Explants obtained from 100 source plants, in the amount of 602 pieces, were laid on top of filters for recultivation for 24 ± 4 hours at 18-21 ± 1 ° C.

Первый день трансформацииFirst day of transformation

Ночную культуру штамма A. tumefaciens разводили в 5-7 раз жидкой средой CIM. 2. Для проведения этапа сокультивации наносили разведенную суспензию штамма (0,2-0,5±0,05 мл) равномерно по поверхности агаризованной питательной среды, для чего фильтры с эксплантами аккуратно снимали, а затем возвращали поверх нанесенной суспензии, экспланты раскладывали на влажном фильтре для сокультивации на 48±4 часов при 16-20°С±1°С.The overnight culture of A. tumefaciens strain was diluted 5-7 times with CIM liquid medium. 2. To carry out the co-cultivation step, a diluted suspension of the strain (0.2-0.5 ± 0.05 ml) was applied uniformly over the surface of the agarized nutrient medium, for which filters with explants were carefully removed and then returned over the applied suspension, the explants were laid out on a wet filter for co-cultivation for 48 ± 4 hours at 16-20 ° С ± 1 ° С.

В контрольном варианте вместо суспензии штамма A. tumefaciens GV использовали такое же количество жидкой питательной среды (среда СМ, табл.1).In the control variant, instead of the suspension of A. tumefaciens GV strain, the same amount of liquid nutrient medium was used (CM medium, Table 1).

После проведения этапа сокультивации отмывали экспланты согласно следующей схеме.After the cocultivation phase, the explants were washed according to the following scheme.

Помещали экспланты в раствор (25±10 мл), содержащий жидкую среду (среда СМ, табл.1) и раствор антибиотика карбенициллина (500 мг/л), подавляющего развитие штамма A. tumefaciens GV, отмывали с использованием ротационной качалки (шейкера) при 50-70±10 об/мин в течение 30±10 минут при комнатной температуре (18-20°С).Explants were placed in a solution (25 ± 10 ml) containing a liquid medium (SM medium, Table 1) and a solution of the antibiotic carbenicillin (500 mg / L), which suppressed the development of the A. tumefaciens GV strain, and was washed using a rotary shaker (shaker) at 50-70 ± 10 rpm for 30 ± 10 minutes at room temperature (18-20 ° C).

Третий день трансформацииThird day of transformation

После сокультивации (включая этап отмывки) помещали экспланты на питательную среду (среда CIM, табл.1) для инициации каллусообразования.After co-cultivation (including the washing step), the explants were placed on a nutrient medium (CIM medium, Table 1) to initiate callus formation.

Использовали в питательной среде для инициации каллусообразования зеатин в концентрации 1,0 ±0,01 мг/л, БАП в концентрации 1,0 ±0,01 мг/л и НУК в концентрации от 0,02 ±0,005 мг/л.Used in a nutrient medium to initiate callus formation, zeatin at a concentration of 1.0 ± 0.01 mg / L, BAP at a concentration of 1.0 ± 0.01 mg / L and NAA at a concentration of 0.02 ± 0.005 mg / L.

Восьмой день трансформацииEighth Day of Transformation

Переносили экспланты на чашки со средой RM для регенерации (среда RM, табл.1) с добавлением селективного агента глифосата (N-фосфонометилглицин) в концентрации 4,23 мг/л. В качестве селективного агента использовали глифосат, так как генетическая конструкция содержит синтетический аналог гена CP4 EPSPS, кодирующий фермент 5-енолпирувилшикимат-3-фосфат синтазу, экспрессия которого обеспечивает устойчивость к глифосату.Explants were transferred onto plates with RM medium for regeneration (RM medium, Table 1) with the addition of a selective glyphosate agent (N-phosphonomethylglycine) at a concentration of 4.23 mg / L. Glyphosate was used as a selective agent, since the genetic construct contains a synthetic analogue of the CP4 EPSPS gene, which encodes the enzyme 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, the expression of which provides glyphosate resistance.

Для тестирования эффективности процесса регенерации в контрольных вариантах использовали среду для регенерации без добавления селективного агента (среда RM, табл.1).To test the efficiency of the regeneration process in control variants, a regeneration medium without the addition of a selective agent was used (RM medium, Table 1).

Использовали в питательной среде для регенерации зеатин в концентрации от 1,0 ±0,01 мг/л, БАП в концентрации 1,0 ±0,01 мг/л и ГК3 в концентрации 0,02±0,01 мг/л.Used in a nutrient medium for the regeneration of zeatin at a concentration of 1.0 ± 0.01 mg / L, BAP at a concentration of 1.0 ± 0.01 mg / L and HA 3 at a concentration of 0.02 ± 0.01 mg / L.

Через каждые 14 днейEvery 14 days

Переносили экспланты на свежие чашки Петри со средой для регенерации того же состава.The explants were transferred to fresh Petri dishes with medium for regeneration of the same composition.

При появлении регенерантовWhen regenerants appear

Срезали регенеранты и переносили их в пробирки, содержащие среду для укоренения (среда RIM, табл.1).Regenerants were cut off and transferred to test tubes containing rooting medium (RIM medium, Table 1).

Первичные регенеранты в количестве 472 штуки, укоренившиеся на селективной среде содержащей глифосат в концентрации 4,23 мг/л, считали прошедшими первичный отбор. Таким образом, эффективность регенерации составила 78,4%.Primary regenerants in the amount of 472 pieces, rooted in a selective medium containing glyphosate at a concentration of 4.23 mg / l, were considered to have passed the initial selection. Thus, the regeneration efficiency was 78.4%.

Для приготовления сред, представленных в табл.1, готовили раствор MS-солей в деионизованной воде, доводя pH до значения 5,6-5,8 ±0,1 с помощью растворов 1N КОН и 1N HCl. Стерилизацию сред осуществляли в автоклаве при 1 атм, 121°С в течение 20 минут. После охлаждения среды до +45÷50°С добавляли витамины (табл.3), гормоны, антибиотики и селективные агенты (методика приготовления и концентрации исходных растворов см. табл.2) соответственно составу сред и заливали чашки Петри ( 9 см) по 20±5 мл среды в каждую.To prepare the media shown in Table 1, a solution of MS salts in deionized water was prepared, adjusting the pH to 5.6–5.8 ± 0.1 using 1N KOH and 1N HCl solutions. Sterilization of the media was carried out in an autoclave at 1 atm, 121 ° C for 20 minutes. After cooling the medium to + 45 ÷ 50 ° C, vitamins were added (Table 3), hormones, antibiotics and selective agents (preparation method and concentration of the initial solutions, see Table 2) according to the composition of the media and 20 Petri dishes (9 cm) were poured in 20 ± 5 ml of medium in each.

Таблица 1. Состав питательных сред для поддержания культуры in vitro и трансформационного процессаTable 1. Composition of culture media for maintaining in vitro culture and the transformation process

КомпонентыComponents Среда MSbaseMSbase environment Среда СМSM environment Среда CIMCIM environment Среда RMRM environment Среда RIMRIM environment MS-соли**MS salts ** ++ ++ ++ ++ ++ СахарозаSucrose 10 мг/л10 mg / l 30 мг/л30 mg / l 30 мг/л30 mg / l 30 мг/л30 mg / l 30 мг/л30 mg / l АгарAgar 8-9 мг/л8-9 mg / l 8-9 мг/л8-9 mg / l 8-9 мг/л8-9 mg / l 8-9 мг/л8-9 mg / l 8-9 мг/л8-9 mg / l ВитаминыVitamins ++ ++ ++ ++ ++ НУК/ИУКIAU / IAA -- 0,01÷0,04 мг/л0.01 ÷ 0.04 mg / l 0,01÷0,04 мг/л0.01 ÷ 0.04 mg / l -- -- ЗеатинZeatin 0,5÷1,5 мг/л 0.5 ÷ 1.5 mg / l 0,5÷1,5 мг/л 0.5 ÷ 1.5 mg / l 0,5÷1,5 мг/л 0.5 ÷ 1.5 mg / l БАПBAP 0,5÷1,5 мг/л 0.5 ÷ 1.5 mg / l 0,5÷1,5 мг/л 0.5 ÷ 1.5 mg / l 0,5÷1,5 мг/л 0.5 ÷ 1.5 mg / l ГК3 GK 3 -- -- -- 0,01÷0,04 мг/л 0.01 ÷ 0.04 mg / l -- AgNO3 нитрат серебраAgNO 3 silver nitrate -- -- 10 мг/л10 mg / l 10 мг/л10 mg / l -- Селективный агент глифосатGlyphosate Selective Agent -- -- 4,23 мг/л4.23 mg / l 4,23 мг/л4.23 mg / l 4,23 мг/л4.23 mg / l Антибиотик, подавляющий агробактерию (Cb и/или Cf)Agrobacterium inhibiting antibiotic (Cb and / or Cf) -- -- 500 мг/л500 mg / l 500 мг/л500 mg / l 500 мг/л500 mg / l

** [21]** [21]

Таблица 2. Приготовление и условия хранения компонентов питательных средTable 2. Preparation and storage conditions of the components of nutrient media

Исходные растворы (стоки)
100 мл
Stock solutions (drains)
100 ml
Методика приготовленияCooking technique ХранениеStorage
Канамицин (Km), 100 мг/млKanamycin (Km), 100 mg / ml Растворить в MQ H2O*Dissolve in MQ H 2 O * - 20°C***- 20 ° C *** Хлорамфеникол (Ch),
25 мг/мл
Chloramphenicol (Ch),
25 mg / ml
Растворить в этанолеDissolve in ethanol - 20°C- 20 ° C
Спектиномицин (Sp), 50 мг/млSpectinomycin (Sp), 50 mg / ml Растворить в MQ H2ODissolve in MQ H 2 O - 20°C- 20 ° C Стрептомицин (St), 50 мг/млStreptomycin (St), 50 mg / ml Растворить в MQ H2ODissolve in MQ H 2 O - 20°C- 20 ° C Карбенициллин (Cb), 100 мг/млCarbenicillin (Cb), 100 mg / ml Растворить в MQ H2ODissolve in MQ H 2 O - 20°C- 20 ° C Цефотаксим (Cf), 100 мг/млCefotaxime (Cf), 100 mg / ml Растворить в MQ H2ODissolve in MQ H 2 O - 20°C- 20 ° C НУК (NAA), 0,02 мг/млNAA (NAA), 0.02 mg / ml 20 мг порошка + 1 мл 1N NaOH до 100 мл H2О**20 mg of powder + 1 ml of 1N NaOH to 100 ml of H 2 O ** 0 °С0 ° C БАП (BAP), 1 мг/млBAP (BAP), 1 mg / ml 100 мг + 1 мл 1N NaOH до 100 мл H2О**100 mg + 1 ml 1N NaOH to 100 ml H 2 O ** 0 °С0 ° C ГК3 (GA3), 0,02 мг/млGK3 (GA3), 0.02 mg / ml 20 мг порошка + 100 мл 50% этанола**20 mg of powder + 100 ml of 50% ethanol ** 0°С0 ° C Зеатин рибозид (Zeatin), 1 мг/млZeatin Riboside (Zeatin), 1 mg / ml 100 мг порошка + 1 мл 1N NaOH до 100 мл H2О**100 mg of powder + 1 ml of 1N NaOH to 100 ml of H 2 O ** 0°С0 ° C Глифосат (Gly), 8,455 мг/млGlyphosate (Gly), 8.455 mg / ml 84,55 мг порошка +1 мл 1N KOH +до 100 мл MQ H2O84.55 mg powder +1 ml 1N KOH + up to 100 ml MQ H 2 O - 20°C- 20 ° C

* - деионизированная вода с помощью установки Milli Q;** - стерилизовать фильтрованием с помощью мембранных фильтров (Millipore, диаметр пор 0,22 мкм);* - deionized water using a Milli Q installation; ** - sterilize by filtration using membrane filters (Millipore, pore diameter 0.22 μm);

*** - стоки антибиотиков хранятся 1 месяц при 4°С; при -20°C большинство антибиотиков сохраняют стабильность в течение нескольких месяцев.*** - stocks of antibiotics are stored for 1 month at 4 ° C; at -20 ° C, most antibiotics remain stable for several months.

Таблица 3. Состав комплекса витаминовTable 3. The composition of the complex of vitamins

ИнгредиентIngredient Концентрация мг/лMg / L concentration Никотиновая кислотаA nicotinic acid 1,01,0 Пиридоксин * HCl (витаммин B6)Pyridoxine * HCl (Vitammin B6) 1,01,0 Тиамин (витамин В1)Thiamine (Vitamin B1) 1,01,0 пантотенат кальцияcalcium pantothenate 1,01,0 ИнозитолInositol 50,050,0 БиотинBiotin 1,01,0 ГлицинGlycine 2,02.0 Фолиевая кислотаFolic acid 0,50.5

Таблица 4. Состав питательной среды Luria-BertaniTable 4. The composition of the nutrient medium Luria-Bertani

КомпонентыComponents Концентрация, г/лConcentration, g / l Хлорид натрия NaClSodium Chloride NaCl 10,010.0 ТриптонTripton 10,010.0 Дрожжевой экстрактYeast extract 5,05,0 Бакто агарBacto Agar 15,015.0

Пример 2. Подтверждение трансгенной природы полученных регенерантов с помощью ПЦР-анализа.Example 2. Confirmation of the transgenic nature of the obtained regenerants using PCR analysis.

ПЦР-анализ трансгенных линийPCR analysis of transgenic lines

Прошедшие отбор первичные регенеранты в количестве 472 штук проверяли на наличие перенесенной генетической конструкции при помощи ПЦР-анализа с праймерами, специфичными для кодирующей области трансгенной конструкции. Для ПЦР-анализа генома растений на наличие гена cryIIIa использовали праймерную систему pr1 (SEQ ID№3) - pr2 (SEQ ID№4).  The selected primary regenerants in the amount of 472 pieces were checked for the presence of the transferred genetic construct using PCR analysis with primers specific for the coding region of the transgenic construct. For the PCR analysis of the plant genome for the presence of the cryIIIa gene, the pr1 primer system (SEQ ID No 3) - pr2 (SEQ ID No 4) was used.

При условии включения гена cryIIIa в геномную ДНК картофеля применение указанной праймерной пары при проведении ПЦР должно было приводить к образованию фрагмента ДНК длиной 673 пары нуклеотидов. В случае необходимости провести более детальный анализ получаемых продуктов ПЦР дополнительно мог быть использован рестрикционный анализ. При расщеплении рестриктазой Pvu II ПЦР-продукт, соответствующий трансгенной вставке, должен распадаться на два фрагмента размером 278 и 395 пар нуклеотидов.Given the inclusion of the cryIIIa gene in the genomic DNA of potatoes, the use of the indicated primer pair during PCR should lead to the formation of a DNA fragment with a length of 673 nucleotides. If necessary, a more detailed analysis of the obtained PCR products could be additionally used restriction analysis. Upon restriction enzyme digestion with Pvu II, the PCR product corresponding to the transgenic insert must break down into two fragments of 278 and 395 nucleotide pairs.

Протокол выделения ДНК.DNA isolation protocol.

Для выделения ДНК 25-50 мг растительной ткани (листовая пластинка) растирали в гомогенизаторе в 120 мкл буфера I (50 mM Tris HCl, pH8.0; 10 mM EDTA; 50 мкг/мл панкреатической РНКазы) до получения гомогенной суспензии. Затем к полученной суспензии добавляли 125 мкл лизирующего буфера II (0.2 M NaOH; 1% додецил сульфата Na). Полученную смесь обрабатывали на качающейся платформе 2 минуты при комнатной температуре +18-21°С ±1°С. Далее переносили пробирки в термостат и инкубировали при 65°С в течение 45 минут. По окончании инкубации пробирки охлаждали до температуры 20-25°С и добавляли в каждую по 125 мкл нейтрализующего раствора III (2.5 mM ацетата К, рН 4.5). Содержимое пробирок тщательно перемешивали на качающейся платформе и центрифугировали при 14000 об/мин в течение 10 минут. Надосадочную жидкость переносили в новые микроцентрифужные пробирки, содержащие 500 мкл смолы Wizard MaxiPreps, и, далее, выделяли ДНК согласно рекомендациям фирмы Promega для набора Wizard Preps. Концентрация ДНК в получаемых препаратах составляла 15-100 мкг/мл. Полученные препараты ДНК были хорошего качества (λ260: λ280 > 1.8), были пригодны для амплификации и согласно данным электрофоретического анализа содержали РНК в следовых количествах ( менее 1%).To isolate DNA, 25-50 mg of plant tissue (leaf blade) was ground in a homogenizer in 120 μl of buffer I (50 mM Tris HCl, pH8.0; 10 mM EDTA; 50 μg / ml pancreatic RNase) until a homogeneous suspension was obtained. Then, 125 μl of lysis buffer II (0.2 M NaOH; 1% dodecyl sulfate Na) was added to the resulting suspension. The resulting mixture was processed on a swinging platform for 2 minutes at room temperature + 18-21 ° C ± 1 ° C. Next, the tubes were transferred to a thermostat and incubated at 65 ° C for 45 minutes. At the end of the incubation, the tubes were cooled to a temperature of 20-25 ° C and 125 μl of neutralizing solution III (2.5 mM acetate K, pH 4.5) was added to each. The contents of the tubes were thoroughly mixed on a swinging platform and centrifuged at 14,000 rpm for 10 minutes. The supernatant was transferred to new microcentrifuge tubes containing 500 μl of Wizard MaxiPreps resin, and then DNA was isolated according to the Promega recommendations for the Wizard Preps kit. The DNA concentration in the resulting preparations was 15-100 μg / ml. The obtained DNA preparations were of good quality (λ260: λ280> 1.8), were suitable for amplification and, according to the data of electrophoretic analysis, contained RNA in trace amounts (less than 1%).

Протокол проведения ПЦР.Protocol for PCR.

Были выбраны следующие условия проведения ПЦР:The following PCR conditions were selected:

первый цикл: 94°С - 1 мин, 55°С - 1 мин, 72°С - 1 мин,first cycle: 94 ° C - 1 min, 55 ° C - 1 min, 72 ° C - 1 min,

последующие 35 циклов: 94°С - 15 сек, 55°С - 15 сек, 72°С - 20 сек, окончательная полимеризация: - 7 минут.subsequent 35 cycles: 94 ° С - 15 sec, 55 ° С - 15 sec, 72 ° С - 20 sec, final polymerization: - 7 minutes.

Анализ продуктов ПЦР проводили при помощи электрофореза в 1% геле агарозы при напряженности электрического поля 6 В/см. Документирование результатов осуществлялось на установке гель - документации BioDoc II (Biometra, Германия). Появление ПЦР-продукта длиной 673 нуклеотидов (при условии отсутствия его в реакциях, поставленных на контрольной ДНК) свидетельствовало о присутствии искомого гена в геномной ДНК анализируемого растения.The analysis of PCR products was carried out by electrophoresis in 1% agarose gel with an electric field strength of 6 V / cm. Documentation of the results was carried out on the installation of gel - documentation BioDoc II (Biometra, Germany). The appearance of the PCR product with a length of 673 nucleotides (provided that it was not present in the reactions put on the control DNA) indicated the presence of the desired gene in the genomic DNA of the analyzed plant.

Наличие трансгена было подтверждено для 44 из 472 проанализированных регенерантов (фиг. 4). Таким образом, эффективность трансформации составила 9,3 %.The presence of a transgene was confirmed for 44 of 472 analyzed regenerants (Fig. 4). Thus, the transformation efficiency was 9.3%.

Пример 3. Определение уровня экспрессии целевого гена (cryIIIa) в трансгенных растениях.Example 3. Determination of the level of expression of the target gene (cryIIIa) in transgenic plants.

Для количественного определения уровня экспрессии целевого гена в растениях трансгенной линии использовали метод иммуноферментного анализа. An enzyme-linked immunosorbent assay was used to quantitatively determine the level of expression of the target gene in plants of the transgenic line.

Получение разведений белка CryIIIa для стандартной кривой титрования. Obtaining dilutions of CryIIIa protein for a standard titration curve.

Перед титрованием стандартного белка CryIIIa исходный раствор с концентрацией 500 мкг/мл разводили в 500 раз (получали раствор А - 1 мкг/мл). Ряд дальнейших разведений для получения стандартной кривой ИФА готовили в соответствии с приводимой ниже таблицей (табл. 5).Before titration of the standard CryIIIa protein, the initial solution with a concentration of 500 μg / ml was diluted 500 times (solution A was obtained - 1 μg / ml). A number of further dilutions to obtain a standard ELISA curve were prepared in accordance with the table below (table. 5).

Таблица 5. Схема разведений стандартного белкаTable 5. Scheme of dilutions of standard protein

№№ разведенийNo. of dilutions 1one 22 33 4four 55 66 77 Концентрация cryIIIa, pg/млThe concentration of cryIIIa, pg / ml 1616 88 4four 22 1one 0,50.5 0,250.25 РазведениеBreeding 1one 22 4four 88 1616 3232 6464 № добавляемого р-раNo. of the added solution БуферBuffer 1one 22 33 4four 55 66 Объем добавл. р-ра, мклVolume added solution, μl 20twenty 400400 400400 390390 350350 300300 200200 Объем ELISA буфера, мклThe volume of ELISA buffer, μl 12301230 400400 400400 390390 350350 300300 200200 Суммарный объем смеси, мклThe total volume of the mixture, μl 12501250 800800 800800 780780 700700 600600 400400 Объем остающегося р-ра, мклThe volume of the remaining solution, µl 850850 400400 410410 405405 400400 400400 400400

Получение разведений гомогената растительной ткани для проведения анализа.Obtaining dilutions of plant tissue homogenate for analysis.

Для получения гомогената 25-50 мг растительной ткани (листовая пластинка) растирали в микропробирке на микрогомогенизаторе растительных тканей IKA RW16 basic в 1х буфере PBS (80 г NaCl, 21.68 г Na2HPO4(х7H2O), 2 г KH2PO4, 2г KCL, pH 7.3-7.5; 20 г БСА на 1 литр 10-кратного раствора) до получения гомогенной суспезии в соотношении 1 мг ткани на 24 мкл буфера (первичное разведение 1:25). Растирание проводили до получения однородной суспензии, без видимых невооруженных глазом неоднородностей.To obtain a homogenate, 25-50 mg of plant tissue (leaf blade) was ground in a microtube on an IKA RW16 basic microhomogenizer of plant tissues in 1x PBS buffer (80 g NaCl, 21.68 g Na 2 HPO 4 (x7H 2 O), 2 g KH 2 PO 4 , 2 g of KCL, pH 7.3-7.5; 20 g of BSA per 1 liter of a 10-fold solution) until a homogeneous suspension is obtained in the ratio of 1 mg of tissue to 24 μl of buffer (initial dilution 1:25). Rubbing was carried out until a homogeneous suspension was obtained, without any inhomogeneities visible to the naked eye.

Ряд дальнейших разведений исследуемого препарата для проведения ИФА готовили в соответствии с таблицей 6.A number of further dilutions of the test drug for ELISA were prepared in accordance with table 6.

Таблица 6. Схема разведений исследуемого препаратаTable 6. Scheme of dilutions of the studied drug

№№№№ 1one 22 33 4four 55 66 77 Концентрация ткани, мг/млThe concentration of tissue, mg / ml 1,61,6 0,80.8 0,40.4 0,20.2 0,10.1 0,050.05 0,0250,025 РазведениеBreeding 1one 22 4four 88 1616 3232 6464 № добавляемого р-раNo. of the added solution ВAT 1one 22 33 4four 55 66 Объем добавл. р-ра, мклVolume added solution, μl 3232 400400 400400 390390 350350 300300 200200 Объем ELISA буфера, мклThe volume of ELISA buffer, μl 768768 400400 400400 390390 350350 300300 200200 Суммарный объем смеси, мклThe total volume of the mixture, μl 800800 800800 800800 780780 700700 600600 400400 Объем остающегося р-ра, мклThe volume of the remaining solution, µl 400400 400400 410410 405405 400400 400400 400400

Подготовка иммунологических плашек для проведения анализа.Preparation of immunological plates for analysis.

Исходный раствор (1 мг/мл) поликлональных антител против целевого белка перед покрытием ячеек разводили в 1000 раз. В каждую ячейку плашки наносили по 200 мкл разведенных антител и инкубировали плашку при комнатной температуре в течение 4 ч.The initial solution (1 mg / ml) of polyclonal antibodies against the target protein was diluted 1000 times before coating the cells. 200 μl of diluted antibodies were applied to each plate well and the plate was incubated at room temperature for 4 hours.

Блокировка ячеек плашки. Block cell dies.

Для предотвращения неспецифической сорбции белка после окончания инкубации с поликлональными антителами плашку промывали трижды буфером 1х PBS и наносили в каждую ячейку по 200 мкл 0,2% раствора БСА в 1х PBS с 0,05%. Инкубировали плашку при комнатной температуре в течение 4 часов и трижды промывали буфером 1х PBS. Далее приготовленную плашку хранили при +4оС до момента использования не более 3 суток.To prevent non-specific protein sorption after incubation with polyclonal antibodies, the plate was washed three times with 1x PBS buffer and 200 μl of a 0.2% BSA solution in 1x PBS with 0.05% was applied to each well. The plate was incubated at room temperature for 4 hours and washed three times with 1x PBS buffer. Next, the prepared plate was stored at 4 ° C until use no more than 3 days.

Д. Загрузка плашек исследуемым препаратом.D. Loading dice with the test drug.

В соответствующие ячейки плашки вносили по 200 мкл разведений 2 - 7 стандарта и разведений 2 - 7 исследуемого гомогената. Нанесения и для стандарта, и для исследуемого образца проводили дважды в независимые ячейки плашки. Инкубировали плашку при комнатной температуре в течение 4 часов или при +4°С в течение ночи. По окончании инкубации трижды промывали ячейки плашки буфером 1х PBS.200 μl of dilutions of 2–7 standard and dilutions of 2–7 of the test homogenate were added to the respective plate cells. The application for both the standard and the test sample was carried out twice in independent plate cells. The plate was incubated at room temperature for 4 hours or at + 4 ° C overnight. At the end of the incubation, plate cells were washed three times with 1x PBS buffer.

Выявление результатов ИФА. Identification of ELISA results.

В каждую ячейку плашки вносили по 200 мкл разведенного в 1000 раз раствора конъюгата антител и инкубировали плашку при комнатной температуре +18 - 21°С ±1°С в течение 4 часов или при +4°С в течение ночи. По окончании инкубации трижды промывали ячейки плашки буфером 1х PBS. Далее добавляли в каждую ячейку по 200 мкл раствора хромагена и инкубировали плашку при комнатной температуре, периодически проверяя оптическую плотность раствора в ячейках на плашечном спектрофотометре при длине волны 405 нм. По достижении оптической плотности 1,0-1,2 инкубирование прекращали и проводили окончательное измерение оптической плотности раствора в ячейках.200 μl of a 1000-fold diluted antibody conjugate solution was added to each plate of the plate and the plate was incubated at room temperature +18 - 21 ° С ± 1 ° С for 4 hours or at + 4 ° С overnight. At the end of the incubation, plate cells were washed three times with 1x PBS buffer. Next, 200 μl of chromagen solution was added to each well and the plate was incubated at room temperature, periodically checking the optical density of the solution in the cells on a spot spectrophotometer at a wavelength of 405 nm. Upon reaching an optical density of 1.0-1.2, incubation was stopped and a final measurement of the optical density of the solution in the cells was carried out.

Ж. Интерпретация результатов ИФА.G. Interpretation of ELISA results.

Для выявления трансгенных линий картофеля с уровнем экспрессии целевого гена более 10 мкг/г ткани проводили сравнение оптической плотности раствора в ячейках, содержащих одинаковые разведения стандарта и исследуемого раствора. Случаи, когда оптическая плотность раствора в обоих разведениях 5 и 6 исследуемого образца превышала значения оптической плотности соответствующих разведений стандарта, были интерпретированы как уровень экспрессии целевого белка более 10 мкг/г ткани.To identify transgenic potato lines with an expression level of the target gene of more than 10 μg / g of tissue, we compared the optical density of the solution in cells containing the same dilutions of the standard and the test solution. Cases when the optical density of the solution in both dilutions 5 and 6 of the test sample exceeded the optical density of the corresponding dilutions of the standard were interpreted as the expression level of the target protein of more than 10 μg / g of tissue.

Было выявлено 56 трансгенных линий с уровнем экспрессии белка CryIIIa меньшим или равным 10 мкг/г ткани и 43 трансгенные линии с уровнем экспрессии белка CryIIIa более 10 мкг/г ткани, которые были переданы для дальнейших исследований.56 transgenic lines with a CryIIIa protein expression level of less than or equal to 10 μg / g of tissue and 43 transgenic lines with a CryIIIa protein expression level of more than 10 μg / g of tissue were revealed, which were transferred for further studies.

Пример 4. Получение трансгенной линии.Example 4. Obtaining a transgenic line.

Полевые испытания.Field trials.

В 2000 году были проведены ограниченные полевые испытания (зарегистрированный участок №09-П/1999) с целью размножения и наработки клубневого материала полученных трансгенных растений картофеля сорта Елизавета.In 2000, limited field trials were carried out (registered plot No. 09-P / 1999) with the aim of propagating and producing tuberous material from the obtained transgenic potato plants of the Elizabeth variety.

В период 2001 по 2003 года на зарегистрированных МВК ГИД участках №09-П/1999 (ВНИИ Фитопатологии РАСХН, пос. Б. Вяземы, Московская обл.) и №07-П/2002 (Агрофирма "Рогачево", Дмитровский р-н, Московская обл.) были проведены ограниченные полевые испытания полученных трансгенных линий картофеля сорта Елизавета. Испытания проводили с целью подтвердить проявление внесенного признака в полевых условиях и отобрать линии, соответствующие исходному сорту по оценке отличимости, однородности и стабильности по международной системе UPOV [22].In the period from 2001 to 2003, in the areas registered by the MVK GID, No. 09-P / 1999 (All-Russian Research Institute of Phytopathology of the Russian Academy of Agricultural Sciences, B. Vyazemy settlement, Moscow Region) and No. 07-P / 2002 (Rogachevo agricultural firm, Dmitrovsky district, Moscow region) limited field trials of the obtained transgenic lines of potato cultivar Elizabeth were conducted. The tests were carried out in order to confirm the manifestation of the introduced trait in the field and select the lines corresponding to the original variety according to the assessment of distinctness, uniformity and stability according to the international UPOV system [22].

По результатам проведенных полевых испытаний 2001-2003 гг. были отобраны 3 линии картофеля сорта Елизавета, проявляющие выраженную устойчивость к колорадскому жуку и при этом сохраняющие свойства исходного сорта. Отобранные линии были переданы на анализ копийности вставки гена cryIIIa.According to the results of field trials in 2001-2003. 3 lines of potatoes of the Elizabeth variety were selected, which showed pronounced resistance to the Colorado potato beetle and at the same time retained the properties of the original variety. The selected lines were transferred for analysis of the copy number of the cryIIIa gene insert.

Пример 5.Example 5

Анализ на копийность вставки гена cryIIIa методом гибридизации по Саузерну.Southern copy cryIIIa gene copy assay.

Получение меченых зондов.Getting labeled probes.

Меченые зонды для проведения гибридизации по Саузерну готовили на основе ПЦР-фрагментов, полученных на векторной ДНК, использованной при трансформации картофеля. При этом зона перекрытия каждого из зондов с маркерным рестрикционным HindIII-фрагментом (длина 1800 пар нуклеотидов) составляла не менее 300 пар нуклеотидов.Labeled probes for Southern hybridization were prepared on the basis of PCR fragments obtained on vector DNA used in potato transformation. Moreover, the overlap zone of each of the probes with marker restriction HindIII fragment (length 1800 nucleotides) was not less than 300 pairs of nucleotides.

ПЦР на векторной ДНК проводили следующим образом: PCR on vector DNA was performed as follows:

94°Сх1 мин, 56°Сх30 сек, 72°Сх2 мин, 25 циклов.94 ° Cx1 min, 56 ° Cx30 sec, 72 ° Cx2 min, 25 cycles.

Метку в состав зонда вводили при помощи циклической линейной полимеразной реакции с применением одного из праймеров каждого ПЦР-фрагмента. Таким образом, полученные зонды являлись однонитевыми, что предотвращает самогибридизацию зонда и повышает чувствительность гибридизации примерно в 5-7 раз.The label was introduced into the probe using a cyclic linear polymerase reaction using one of the primers of each PCR fragment. Thus, the obtained probes were single-stranded, which prevents the probe from self-hybridizing and increases the hybridization sensitivity by about 5-7 times.

Условия проведения линейной реакции на ПЦР-фрагментах были следующими:The conditions for the linear reaction on the PCR fragments were as follows:

94°Сх1 мин, 56°Сх30 сек, 72°Сх4 мин, 20 циклов. В указанных условиях происходило включение в состав однонитевых зондов 45-70% метки.94 ° Cx1 min, 56 ° Cx30 sec, 72 ° Cx4 min, 20 cycles. Under these conditions, the inclusion in the composition of single-stranded probes 45-70% of the label.

Протокол проведения гибридизации по Саузерну.Southern Hybridization Protocol.

Для проведения анализа полученные препараты ДНК, обработанные рестриктазами HindIII и EcoRV, разделяли с помощью электрофореза в 0.7% агарозном геле. В качестве контроля использовали стандартные количества ДНК (1 нг, 0.1 нг и 0.01 нг), содержащей исследуемую вставку плазмиды pMON38943, обработанной теми же рестриктазами. По окончании электрофореза ДНК переносили на мембрану Hybond XL (Amersham) с использованием метода капиллярного переноса [23]. ДНК фиксировали на мембране с помощью облучения ультрафиолетом в течение 5 секунд (4 лампы мощностью 8 кВт). Гибридизацию с меченым зондом и последующую отмывку от не гибридизованного зонда проводили в соответствии с рекомендациями производителя мембраны (Hybond XL, Amersham). Полученные мембраны экспонировали с рентгеновской пленкой в течение 170 часов. Радиоавтографии сканировали и анализировали с помощью программы Adobe Photoshop. Было показано, что в геноме всех трех проанализированных линий присутствует единичная вставка гена cryIIIa.For analysis, the obtained DNA preparations treated with restriction enzymes HindIII and EcoRV were separated by electrophoresis in 0.7% agarose gel. As a control, standard amounts of DNA (1 ng, 0.1 ng and 0.01 ng) containing the test insert of plasmid pMON38943 treated with the same restrictase enzymes were used. At the end of electrophoresis, DNA was transferred onto a Hybond XL membrane (Amersham) using the capillary transfer method [23]. DNA was fixed on the membrane by irradiation with ultraviolet light for 5 seconds (4 lamps with a power of 8 kW). Hybridization with a labeled probe and subsequent washing from a non-hybridized probe was carried out in accordance with the recommendations of the membrane manufacturer (Hybond XL, Amersham). The resulting membranes were exposed with an x-ray film for 170 hours. Radioautographs were scanned and analyzed using Adobe Photoshop. It was shown that a single insert of the cryIIIa gene is present in the genome of all three analyzed lines.

Для дальнейших исследований была отобрана линия 2904 кгс.For further research, a 2904 kgf line was selected.

Пример 6. Определение полинуклеотидной последовательности, характеризующей трансформационное событие. Example 6. The definition of the polynucleotide sequence that characterizes the transformation event.

Для выявления в геномной ДНК картофеля генетически модифицированной линии 2904 кгс фрагмента, включающего область совмещения экзогенной и эндогенной (фланкирующей искусственную вставку) ДНК, который мог бы быть использован в качестве идентификатора данного трансформационного акта, был применен метод инверсной полимеразно-цепной реакции [24], осуществлявшийся в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 3.To identify a genetically modified line of 2904 kgf of a fragment in the genomic DNA of potatoes that includes a region of combining exogenous and endogenous (flanking an artificial insert) DNA that could be used as an identifier for this transformational act, the method of inverse polymerase chain reaction was used [24], carried out in accordance with the circuit shown in FIG. 3.

Для этого 500 нг геномной ДНК картофеля разрезали при помощи рестрикционной эндонуклеазы RsaI в соответствии с протоколом, рекомендованным фирмой-изготовителем ("Сибэнзим", Новосибирск, Россия). По окончании переваривания фрагментированную ДНК переосаждали 2,5 объемами этанола и растворяли в 50 мкл лигазного буфера, рекомендованного фирмой-изготовителем ("Сибэнзим", Новосибирск, Россия). Далее была проведена ступенчатая ПЦР с применением праймеров F1(SEQ ID №5)-R1(SEQ ID №6) на первой стадии и праймеров F2(SEQ ID №7)-R2(SEQ ID №8) на второй стадии.For this, 500 ng of potato genomic DNA was cut using the RsaI restriction endonuclease in accordance with the protocol recommended by the manufacturer (Sibenzim, Novosibirsk, Russia). After digestion, the fragmented DNA was reprecipitated with 2.5 volumes of ethanol and dissolved in 50 μl of ligase buffer recommended by the manufacturer (Sibenzim, Novosibirsk, Russia). Next, stepwise PCR was performed using primers F1 (SEQ ID No. 5) -R1 (SEQ ID No. 6) in the first stage and primers F2 (SEQ ID No. 7) -R2 (SEQ ID No. 8) in the second stage.

Первую стадию ПЦР проводили по протоколу: 94°С - 3 мин, затем 35 циклов 94°С - 30 сек, 60°С - 40 сек, 72°С - 5 мин, окончательная полимеризация при 72°С - 7 мин. Вторую стадию ПЦР проводили по протоколу: 35 циклов 94°С - 20 сек, 60°С - 30 сек, 72°С - 4 мин, окончательная полимеризация при 72°С - 7 мин.The first stage of PCR was carried out according to the protocol: 94 ° С - 3 min, then 35 cycles of 94 ° С - 30 sec, 60 ° С - 40 sec, 72 ° С - 5 min, final polymerization at 72 ° С - 7 min. The second stage of PCR was carried out according to the protocol: 35 cycles of 94 ° С - 20 sec, 60 ° С - 30 sec, 72 ° С - 4 min, final polymerization at 72 ° С - 7 min.

Продукты ПЦР (фиг. 5) были выделены из агарозного геля согласно методу [25] и с помощью метода Сэнгера на автоматическом анализаторе ДНК ABI3730, производство Applied Biosystems, США, были определены их последовательности. Установленные нуклеотидные последовательности были проанализированы при помощи программы BLAST [26] с целью выявления районов, относящихся к геномной ДНК картофеля. Полученные данные позволили установить, что один из фрагментов (указан стрелкой) имеет нуклеотидную последовательность, в которой совмещены последовательности экзогенной и эндогенной ДНК и которая может быть охарактеризована общей формулой Х+А, гдеPCR products (Fig. 5) were isolated from agarose gel according to the method of [25] and their sequences were determined using the Sanger method on an ABI3730 automated DNA analyzer, manufactured by Applied Biosystems, USA. The identified nucleotide sequences were analyzed using the BLAST program [26] to identify areas related to potato genomic DNA. The data obtained allowed us to establish that one of the fragments (indicated by the arrow) has a nucleotide sequence in which the sequences of exogenous and endogenous DNA are combined and which can be characterized by the general formula X + A, where

Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции, которая соответствует SEQ ID №1;X is the part of the nucleotide sequence of the introduced genetic construct, which corresponds to SEQ ID No. 1;

А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, которая соответствует SEQ ID №2.A is the nucleotide sequence of the flanking portion of the genomic DNA of potato cultivar Elizabeth, which corresponds to SEQ ID No. 2.

Данная рекомбинантная полинуклеотидная последовательность, характеризующая уникальный трансформационный акт, приведший к получению генетически модифицированной линии 2904 кгс, была избрана в качестве "идентификатора" данного трансформационного события.This recombinant polynucleotide sequence characterizing a unique transformational act leading to the genetically modified 2904 kgf line was chosen as the “identifier” of this transformational event.

Пример 7. Протокол ПЦР для выявление предложенной идентифицирующей последовательности в геномной ДНК картофеля.Example 7. The PCR protocol for the detection of the proposed identification sequence in the genomic DNA of potatoes.

На основании анализа полной нуклеотидной последовательности Х+А (SEQ ID№1+ SEQ ID№2) была предложена пара новая праймеров IDf-IDr, специфичных для данного района ДНК (фиг. 3). Праймер IDf гомологичен нуклеотидной последовательности SEQ ID №1 и представляет собой олигонуклеотид c SEQ ID №9. Праймер IDr гомологичен нуклеотидной последовательности SEQ ID №2 и представляет собой олигонуклеотид c SEQ ID №10.Based on the analysis of the complete nucleotide sequence X + A (SEQ ID NO: 1 + SEQ ID NO: 2), a new pair of IDf-IDr primers specific for this DNA region was proposed (Fig. 3). Primer IDf is homologous to the nucleotide sequence of SEQ ID No. 1 and is an oligonucleotide with SEQ ID No. 9. Primer IDr is homologous to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and is an oligonucleotide with SEQ ID NO: 10.

Проведена оптимизация протокола ПЦР для данной праймерной пары и предложены следующие условия проведения ПЦР: 35 циклов 94°С - 20 сек, 60°С - 30 сек, 72°С - 60 сек, окончательная полимеризация при 72°С - 7 мин.The PCR protocol was optimized for this primer pair and the following PCR conditions were proposed: 35 cycles of 94 ° С - 20 sec, 60 ° С - 30 sec, 72 ° С - 60 sec, final polymerization at 72 ° С - 7 min.

В результате ПЦР-анализа геномной ДНК растений картофеля линии 2904 кгс, образцы которой были подготовлены так же, как в примере 6, проведенного в соответствии с усовершенствованным протоколом, установлено наличие фрагмента размером 351 пар нуклеотидов (фиг. 6) с последовательностью, соответствующей SEQ ID №1+ SEQ ID №2. Полученные данные свидетельствуют о том, что ПЦР с праймерами IDf-IDr, производными от установленной нами в примере 6 идентифицирующей данное трансформационное событие последовательности, высокоспецифично выявляет "мишень" с формулой Х+А в геномной ДНК трансгенной линии 2904 кгс.As a result of PCR analysis of the genomic DNA of potato plants of the 2904 kgf line, the samples of which were prepared in the same way as in example 6, carried out in accordance with the improved protocol, the presence of a fragment of 351 nucleotide pairs (Fig. 6) with the sequence corresponding to SEQ ID No. 1 + SEQ ID No. 2. The data obtained indicate that PCR with IDf-IDr primers derived from the sequence identified by us in Example 6 that identifies this transformation event identifies a “target” with the formula X + A in the genomic DNA of the transgenic line 2904 kgf highly specific.

Таблица 7. Наименования и происхождение препаратовTable 7. Names and origin of drugs

РеактивReagent Фирма-производительManufacturing firm Номер по каталогу фирмыCompany catalog number Фитоагар/PhytagarPhytoagar / Phytagar Life Technologies, GibcoBRLLife Technologies, GibcoBRL 10695-03910695-039 Бактоагар/Bacto agarBactoagar / Bacto agar DifcoDifco 0140-010140-01 Дрожжевой экстракт/Yeast extractYeast extract / Yeast extract DifcoDifco 0127-01-70127-01-7 Триптон/TryptoneTryptone / Tryptone DifcoDifco 0123-010123-01 Сахароза/SucroseSucrose / Sucrose SigmaSigma S-5391S-5391 MS-соли/MS-Salt MixtureMS-Salt / MS-Salt Mixture Life Technologies, GibcoBRLLife Technologies, GibcoBRL 11117-07411117-074 ГK3/GA3GK3 / GA3 ICNICN 100288100288 НУК/NAANAU / NAA Life Technologies, GibcoBRLLife Technologies, GibcoBRL 21570-02321570-023 БАП/BAP (6-benzylaminopurine)BAP / BAP (6-benzylaminopurine) ICNICN 100912100912 Зеатин/Zeatin ribosideZeatin / Zeatin riboside SigmaSigma Z 0626Z 0626 Карбенициллин/CarbenicillinCarbenicillin / Carbenicillin SigmaSigma C-3416C-3416 Канамицин/KanamycinKanamycin / Kanamycin SigmaSigma K-4378K-4378 Цефотаксим/CefotaximeCefotaxime / Cefotaxime SigmaSigma C-7039C-7039 Нитрат серебраSilver nitrate SigmaSigma S-2523S-2523 Мио-инозитол/Myo-InozitolMyo-Inozitol / Myo-Inozitol SigmaSigma I-3011I-3011 Пиридоксин/Pyridoxine HClPyridoxine / Pyridoxine HCl SigmaSigma P-9755P-9755 Тиамин/ThiamineThiamine / Thiamine SigmaSigma T-3902T-3902 Пантотенат Ca/Pantothenat CalciumPantothenate Ca / Pantothenat Calcium CalbiochemCalbiochem 51015101 Никотиновая кислота/Nicotinic acidNicotinic acid ServaServa 3032030320 Биотин/d-BiotinBiotin / d-Biotin SigmaSigma B-3399B-3399 Глицин/GlycineGlycine / Glycine SigmaSigma G-6143G-6143 Фолиевая кислота/Folic AcidFolic Acid / Folic Acid SigmaSigma F-8890F-8890 Смола Wizard MaxiPrepsResin Wizard MaxiPreps PromegaPromega А7141A7141 Термополимеразы BioTaqThermopolymerase BioTaq Диалат ЛТД, МоскваDialat LTD, Moscow -- Wizard PCR PrepsWizard PCR Preps PromegaPromega А7170A7170 Wizard MinicolumnWizard minicolumn PromegaPromega А7211A7211 Чашки Петри ммPetri dishes mm МедполимерMedical polymer -- Стеклянные культуральные пробирки, 25х150 ммGlass culture tubes, 25x150 mm SigmaSigma С 5916C 5916 Микроцентрифужные пробирки 1,5 мл, тип Eppendorf1.5 ml microcentrifuge tubes, type Eppendorf TreffTreff 96.9216.9.0196.9216.9.01 Вегетационные контейнеры MagentaVegetation containers Magenta SigmaSigma V 8380V 8380 Фильтр мембранный, д. пор 0,22 мкмMembrane filter, pore 0.22 μm MilliporeMillipore SVGS01015SVGS01015

Литература.Literature.

1.one. Knowles B.H. and Dow J.A.T. The crystal delta-endotoxins of Bacillus thuringiensis - models for their mechanism of action on the insect gut // BioEassays, 1993, v. 15, p. 469-476.Knowles B.H. and Dow J.A.T. The crystal delta-endotoxins of Bacillus thuringiensis - models for their mechanism of action on the insect gut // BioEassays, 1993, v. 15, p. 469-476. 2.2. van Rie J. et al Receptors on the brush border membrane of the insect midgut as determinants of the specificity of Bacillus thuringiensis delta-endotoxin // Appl. Environ. Microbiol. Rev., 1990, v.56, p.1378-1385.van Rie J. et al Receptors on the brush border membrane of the insect midgut as determinants of the specificity of Bacillus thuringiensis delta-endotoxin // Appl. Environ. Microbiol. Rev. 1990, v. 56, p. 1378-1385. 3.3. Hofte H and Whiteley H.R. Insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis// Microbiol. Rev.,1989., v. 53, p. 242-255.Hofte H and Whiteley H.R. Insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis // Microbiol. Rev., 1989., V. 53, p. 242-255. 4.four. Feitelson J.S., Paine J., Kim L. Bacillus thuringiensis: insects and beyond// Biotechnology, 1992, v.10, p.271-275.Feitelson J.S., Paine J., Kim L. Bacillus thuringiensis: insects and beyond // Biotechnology, 1992, v. 10, p. 271-275. 5.5. Beegle C.C. and Yammamoto T. History of Bacillus thuringiensis Berliner research and development// Can. Ent., 1992, v.124, p.587-616.Beegle C.C. and Yammamoto T. History of Bacillus thuringiensis Berliner research and development // Can. Ent., 1992, v. 124, p. 587-616. 6.6. Schnepf E, Crickmore N, Van Rie J, Lereclus D, Baum J, Feitelson J, Zeigler DR, Dean DH. Bacillus thuringiensis and Its Pesticidal Crystal Proteins.Microbiol Mol Biol Rev. 1998 Sep; 62(3): 775-806.Schnepf E, Crickmore N, Van Rie J, Lereclus D, Baum J, Feitelson J, Zeigler DR, Dean DH. Bacillus thuringiensis and Its Pesticidal Crystal Proteins. Microbiol Mol Biol Rev. 1998 Sep; 62 (3): 775-806. 7.7. Perlak, F.J., Stone T.B., Muskopf, Y.M., Petersen, L.J., Parker, G.B., McPherson, S.A., Wyman, J., Reed G., Biever, D., Fischhoff D.A., 1993. Genetically improved potatoes: protection from damage by Colorado potato beetles. Plant Mol. Biol., 22, 313-321.Perlak, FJ, Stone TB, Muskopf, YM, Petersen, LJ, Parker, GB, McPherson, SA, Wyman, J., Reed G., Biever, D., Fischhoff DA, 1993. Genetically improved potatoes: protection from damage by Colorado potato beetles. Plant Mol. Biol., 22, 313-321. 8.8. Stewart CN Jr, Adang MJ, All JN, Boerma HR, Cardineau G, Tucker D, Parrott WA. Genetic transformation, recovery, and characterization of fertile soybean transgenic for a synthetic Bacillus thuringiensis cryIAc gene. Plant Physiol. 1996 Sep; 112(1): 121-129.Stewart CN Jr, Adang MJ, All JN, Boerma HR, Cardineau G, Tucker D, Parrott WA. Genetic transformation, recovery, and characterization of fertile soybean transgenic for a synthetic Bacillus thuringiensis cryIAc gene. Plant Physiol. 1996 Sep; 112 (1): 121-129. 9.9. Nayak P, Basu D, Das S, Basu A, Ghosh D, Ramakrishnan NA, Ghosh M, Sen SK. Transgenic elite indica rice plants expressing CryIAc -endotoxin of Bacillus thuringiensis are resistant against yellow stem borer (Scirpophaga incertulas). Proc Natl Acad Sci U S A. 1997 Mar 18; 94(6): 2111-2116.Nayak P, Basu D, Das S, Basu A, Ghosh D, Ramakrishnan NA, Ghosh M, Sen SK. Transgenic elite indica rice plants expressing CryIAc-endotoxin of Bacillus thuringiensis are resistant against yellow stem borer (Scirpophaga incertulas). Proc Natl Acad Sci U S A. 1997 Mar 18; 94 (6): 2111-2116. 10.10. патент США, 6072105, 06.06.00.U.S. Patent 6072105, 06/06/00 11.eleven. .. 12.12. Федеральный закон РФ "О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности", 1996 г.(в редакции Федерального закона РФ от 12 июля 2000 г. № 96-ФЗ).The Federal Law of the Russian Federation "On State Regulation in the Field of Genetic Engineering", 1996 (as amended by the Federal Law of the Russian Federation of July 12, 2000 No. 96-FZ). 13.13. Федеральный закон РФ "О качестве и безопасности пищевых продуктов", 2000 г.Federal Law of the Russian Federation "On Quality and Food Safety", 2000 14.fourteen. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской федерации от 06.04.99 № 7 "О порядке гигиенической оценки и регистрации пищевой продукции, полученной из генетически модифицированных источников".Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation dated 06.04.99 No. 7 "On the procedure for hygienic assessment and registration of food products obtained from genetically modified sources." 15.fifteen. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской федерации от 26.09.99 № 12 "О совершенствовании системы контроля за реализацией сельскохозяйственной продукции и медицинских препаратов, полученных на основе генетически модифицированных источников".Decree of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation of September 26, 1999 No. 12 "On improving the control system for the sale of agricultural products and medical products derived from genetically modified sources." 16.16. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской федерации от 08.11.2000 № 13 "О нанесении информации на потребительскую упаковку пищевых продуктов, полученных из генетически модифицированных источников".Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation of 08.11.2000 No. 13 "On the application of information on consumer packaging of food products obtained from genetically modified sources." 17.17. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской федерации от 08.11.2000 № 14 "О порядке проведения санитарно-эпидемиологической экспертизы пищевых продуктов, полученных из генетически модифицированных источников".Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation of 08.11.2000 No. 14 "On the procedure for the sanitary-epidemiological examination of food products obtained from genetically modified sources". 18.eighteen. Национальный стандарт РФ №53-173.National Standard of the Russian Federation No. 53-173. 19.19. Сортовые ресурсы и передовой опыт семеноводства картофеля. Б.В. Анисимов - М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2000 - 152 с.Varietal resources and best practices for seed production of potatoes. B.V. Anisimov - M .: Federal State Budget Institution "Rosinformagroteh", 2000 - 152 p. 20.twenty. Патент на изобретение № 2231251 от 27 июня 2004 г.Patent for invention No. 2231251 of June 27, 2004. 21.21. Murashige T. And Skoog F., Plant Phisiology, 1962, v.15, p.485.Murashige T. And Skoog F., Plant Phisiology, 1962, v. 15, p. 485. 22.22. UPOV TG\23\5 "Guidelines for the conduct of nests for distinctness, homogeneity and stability".UPOV TG \ 23 \ 5 "Guidelines for the conduct of nests for distinctness, homogeneity and stability". 23.23. J. Sambrook, E F. Fritsch, T. Maniatis. Molecular cloning: a laboratory manual 2nd ed. Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis. Molecular cloning: a laboratory manual 2nd ed. Cold Spring Harbor, N.Y .: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. 24.24. Ochman, H, A.S.Gerber, D.L.Hartl. 1988. Genetic applications of an inverse polymerase chain reaction. Genetics 120:631-623.Ochman, H, A.S. Gerber, D. L. Hartl. 1988. Genetic applications of an inverse polymerase chain reaction. Genetics 120: 631-623. 25.25. Fotadar U, Shapiro LE, Surks MI. Simultaneous use of standard and low-melting agarose for the separation and isolation of DNA by electrophoresis. Biotechniques. 1991 Feb;10(2):171-172.Fotadar U, Shapiro LE, Surks MI. Simultaneous use of standard and low-melting agarose for the separation and isolation of DNA by electrophoresis. Biotechniques. 1991 Feb; 10 (2): 171-172. 26.26. .. 27.27. Barker,R.F., Idler,K.B., Thompson,D.V. and Kemp,J.D. Nucleotide sequence of the T-DNA region from the Agrobacterium tumefaciens octopine Ti plasmid pTi15955. Plant Mol. Biol. 2, 335-350,1983.Barker, R.F., Idler, K.B., Thompson, D.V. and Kemp, J.D. Nucleotide sequence of the T-DNA region from the Agrobacterium tumefaciens octopine Ti plasmid pTi15955. Plant Mol. Biol. 2, 335-350.1983. 28.28. Richins,R.D., Scholthof,H.B. and Shepherd,R.J. Sequence of figwort mosaic virus DNA (caulimovirus group) Nucleic Acids Res. 15 (20), 8451-8466 (1987).Richins, R. D., Scholthof, H. B. and Shepherd, R.J. Sequence of figwort mosaic virus DNA (caulimovirus group) Nucleic Acids Res. 15 (20), 8451-8466 (1987). 29.29. Winter,J., Wright,R., Duck,N., Gasser,C., Fraley,R. and Shah,D. The inhibition of petunia hsp 70 mRNA processing during CdCl(2) stress. Mol. Gen. Genet. 211, 315-319 (1988); Rensing,S.A. and Maier,U.G. Phylogenetic analysis of the stress-70 protein family, J. Mol. Evol. 39 (1), 80-86 (1994).Winter, J., Wright, R., Duck, N., Gasser, C., Fraley, R. and Shah, D. The inhibition of petunia hsp 70 mRNA processing during CdCl (2) stress. Mol. Gen. Genet. 211, 315-319 (1988); Rensing, S.A. and Maier, U.G. Phylogenetic analysis of the stress-70 protein family, J. Mol. Evol. 39 (1), 80-86 (1994). 30.thirty. Klee,H.J., Muskopf,Y.M. and Gasser,C.S. Cloning of an Arabidopsis thaliana gene encoding 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase: sequence analysis and manipulation to obtain glyphosate-tolerant plants. Mol. Gen. Genet. 210 (3), 437-442 (1987).Klee, H.J., Muskopf, Y.M. and Gasser, C.S. Cloning of an Arabidopsis thaliana gene encoding 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase: sequence analysis and manipulation to obtain glyphosate-tolerant plants. Mol. Gen. Genet. 210 (3), 437-442 (1987). 31.31. Harrison LA, Bailey MR, Naylor MW, Ream JE, Hammond BG, Nida DL, Burnette BL, Nickson TE, Mitsky TA, Taylor ML, Fuchs RL, Padgette SR. The expressed protein in glyphosate-tolerant soybean, 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase from Agrobacterium sp. strain CP4, is rapidly digested in vitro and is not toxic to acutely gavaged mice.J Nutr. 1996 Mar;126(3):728-40.Harrison LA, Bailey MR, Naylor MW, Ream JE, Hammond BG, Nida DL, Burnette BL, Nickson TE, Mitsky TA, Taylor ML, Fuchs RL, Padgette SR. The expressed protein in glyphosate-tolerant soybean, 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase from Agrobacterium sp. strain CP4, is rapidly digested in vitro and is not toxic to acutely gavaged mice. J Nutr. 1996 Mar; 126 (3): 728-40. 32.32. Coruzzi,G., Broglie,R., Edwards,C. and Chua,N.H. Tissue-specific and light-regulated expression of a pea nuclear gene encoding the small subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase. EMBO J. 3 (8), 1671-1679 (1984).Coruzzi, G., Broglie, R., Edwards, C. and Chua, N.H. Tissue-specific and light-regulated expression of a pea nuclear gene encoding the small subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase. EMBO J. 3 (8), 1671-1679 (1984). 33.33. Richins,R.D., Scholthof,H.B. and Shepherd,R.J. Sequence of figwort mosaic virus DNA (caulimovirus group) Nucleic Acids Res. 15 (20), 8451-8466 (1987).Richins, R. D., Scholthof, H. B. and Shepherd, R.J. Sequence of figwort mosaic virus DNA (caulimovirus group) Nucleic Acids Res. 15 (20), 8451-8466 (1987). 34.34. Theologis,A., et al., Sequence and analysis of chromosome 1 of the plant Arabidopsis thaliana. Nature 408 (6814), 816-820 (2000).Theologis, A., Et al., Sequence and analysis of chromosome 1 of the plant Arabidopsis thaliana. Nature 408 (6814), 816-820 (2000). 35.35. Perlak, F.J., Stone T.B., Muskopf, Y.M., Petersen, L.J., Parker, G.B., McPherson, S.A., Wyman, J., Reed G., Biever, D., Fischhoff D.A., 1993. Genetically improved potatoes: protection from damage by Colorado potato beetles. Plant Mol. Biol., 22, 313-321.Perlak, FJ, Stone TB, Muskopf, YM, Petersen, LJ, Parker, GB, McPherson, SA, Wyman, J., Reed G., Biever, D., Fischhoff DA, 1993. Genetically improved potatoes: protection from damage by Colorado potato beetles. Plant Mol. Biol., 22, 313-321. 36.36. Tumer,N.E., Clark,W.G., Tabor,G.J., Hironaka,C.M., Fraley,R.T. and Shah,D.M. The genes encoding the small subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase are expressed differentially in petunia leaves. Nucleic Acids Res. 14 (8), 3325-3342 (1986).Tumer, N. E., Clark, W. G., Tabor, G. J., Hironaka, C. M., Fraley, R. T. and Shah, D.M. The genes encoding the small subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase are expressed differentially in petunia leaves. Nucleic Acids Res. 14 (8), 3325-3342 (1986). 37.37. Depicker,A., Stachel,S., Dhaese,P., Zambryski,P. and Goodman,H.M. Nopaline synthase: transcript mapping and DNA sequence. J. Mol. Appl. Genet., 1 (6), 561-573, 1982.Depicker, A., Stachel, S., Dhaese, P., Zambryski, P. and Goodman, H.M. Nopaline synthase: transcript mapping and DNA sequence. J. Mol. Appl. Genet., 1 (6), 561-573, 1982.

Перечень последовательностей. List of sequences .

SEQ ID №1 - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции:SEQ ID No. 1 - part of the nucleotide sequence of the introduced genetic constructs:

5'-GCTGCTCGAGTGGAGGCCTCATCTAAGCCCCCATTTGGACGTGAATGTAGACAC5'-GCTGCTCGAGTGGAGGCCTCATCTAAGCCCCCATTTGGACGTGAATGTAGACAC

GTCGAAATAAAGATTTCCGAATTAGAATAATTTGTTTATTGCTTTCGCCTATAAATACGACGGATCGTAATTTGTCGTTTTATCAAAATGTACTTTCATTTTATAATAACGCTGCGGACATCTACATTTTTGAATTGAAAAAAAATTGGTAATTACTCTTTCTTTTTCTCCATATTGACCATCATACTCATTGCTGATCCATGTAGATTTCCCGGACATGAAGCCATTTACAATTGAATATATCC -3'GTCGAAATAAAGATTTCCGAATTAGAATAATTTGTTTATTGCTTTCGCCTATAAATACGACGGATCGTAATTTGTCGTTTTATCAAAATGTACTTTCATTTTATAATAACGCTGCGGACATCTACATTTTTGAATTGAAAAAAAATTGGTAATTACTCTTTCTTTTTCTCCATATTGACCATCATACTCATTGCTGATCCATGTAGATTTCCCGGACATGAAGCCATTTACAATTGAATATATCC -3 '

SEQ ID№2 - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета:SEQ ID No. 2 - nucleotide sequence of the flanking portion of the genomic DNA of potato cultivar Elizabeth:

5' - AAATCGAAAAACAGTGCGCCAGTAACGACTAATACCATTTGAATTAGTCGTC5 '- AAATCGAAAAACAGTGCGCCAGTAACGACTAATACCATTTGAATTAGTCGTC

SEQ ID №3 - олигонуклеотидный праймер pr1:SEQ ID No. 3 - oligonucleotide primer pr1:

5' - CTCGACAGTTCTACCACTAAGGATG - 3'5 '- CTCGACAGTTCTACCACTAAGGATG - 3'

SEQ ID№4 - олигонуклеотидный праймер pr2:SEQ ID NO: 4 - pr2 oligonucleotide primer:

5' - GACTAAACTCCACCTTTGTGACGCC - 3'5 '- GACTAAACTCCACCTTTGTGACGCC - 3'

SEQ ID №5 - олигонуклеотидный праймер F1:SEQ ID No. 5 - oligonucleotide primer F1:

5' - GCTGCTCGAGTGGAGGCCTCATCTAAGC - 3'5 '- GCTGCTCGAGTGGAGGCCTCATCTAAGC - 3'

SEQ ID№6 - олигонуклеотидный праймер R1:SEQ ID NO: 6 - R1 Oligonucleotide Primer:

5' -CTCAACAAGGTCAGGGTACAGAGTCTCC - 3'5 '-CTCAACAAGGTCAGGGTACAGAGTCTCC - 3'

SEQ ID №7 - олигонуклеотидный прамер F2:SEQ ID No. 7 - oligonucleotide primer F2:

5' - GCTTTCGCCTATAAATACGACGGATCG - 3'5 '- GCTTTCGCCTATAAATACGACGGATCG - 3'

SEQ ID №8 - олигонуклеотитдный праймер R2:SEQ ID No. 8 - oligonucleotide primer R2:

5' - GCCAAAAGCTACAGGAGATCAATGAAG - 3'5 '- GCCAAAAGCTACAGGAGATCAATGAAG - 3'

SEQ ID №9 - олигонуклеотидный праймер IDf:SEQ ID No. 9 - oligonucleotide primer IDf:

5' - GCTTTCGCCTATAAATACGACGGATCG - 3'5 '- GCTTTCGCCTATAAATACGACGGATCG - 3'

SEQ ID №10 - олигонуклеотидный праймер IDr:SEQ ID No. 10 - oligonucleotide primer IDr:

5' - GACGACTAATTCAAATGGTATTAG - 3'5 '- GACGACTAATTCAAATGGTATTAG - 3'

ФИГ №1 Основные генетические элементы трансформационного вектора pPBt12FIG No. 1 Basic genetic elements of the transformation vector pPBt12

Figure 00000002
Figure 00000002

Обозначения на рисунке:Designations in the figure:

LB - левая фланкирующая последовательность плазмиды Ti A.tumifasciens [27]; LB is the left flanking sequence of the plasmid Ti A.tumifasciens [27];

FMV - 35S промотор вируса мозаики норичника [28]; FMV - 35S promoter of the Norica mosaic virus [28];

Hsp70 - нетранслируемая лидерная последовательность белка теплового шока петуньи hsp 70 [29]; Hsp70 — untranslated leader sequence of petunia heat shock protein hsp 70 [29];

CTP2 - N-терминальный хлоропластный транзитный пептид гена EPSPS Arabidopsis thaliana [30] CTP2 - N-terminal chloroplast transit peptide of the EPSPS gene of Arabidopsis thaliana [30]

CP4 EPSPS - кодирующая область маркерного гена (ген aroA) из бактерии Agrobacterium sp.ssp.CP4 [31], CP4 EPSPS is the coding region of the marker gene (aroA gene) from the bacterium Agrobacterium sp.ssp.CP4 [31],

T-E9 - 3'-нетранслируемый район гена малой субъединицы Е9 RuBisCo гороха - терминатор [32] T-E9 - 3'-untranslated region of the gene of the small subunit E9 RuBisCo pea - terminator [32]

FMVp - часть энхансерной последовательности промотора 35S вируса мозаики норичника [33]. FMVp is part of the enhancer sequence of the 35S promoter of the noric mosaic virus [33].

pRBSC - промотор гена малой субъединицы 1A RuBisCo из Arabidopsis thaliana [34]. pRBSC is the promoter of the 1A RuBisCo small subunit gene from Arabidopsis thaliana [34].

cryIIIA - кодирующая последовательность целевого гена cryIIIa [35]. cryIIIA is the coding sequence of the target cryIIIa gene [35].

NOS-T - 3'-терминальная область гена нопалин синтетазы (NOS) Arabidopsis thaliana [36]. NOS-T is the 3'-terminal region of the nopaline synthetase (NOS) gene of Arabidopsis thaliana [36].

RB - Правая фланкирующая последовательность -плазмиды Ti A.tumifasciens [37]. RB — Right flanking sequence of the plasmid Ti A.tumifasciens [37].

ФИГ№2 Схема проведения трансформации картофеля.FIG No. 2 Scheme of the transformation of potatoes.

Figure 00000003
Figure 00000003

Фиг. 3. Схема получения уникального ПЦР-идентификатора трансгенной линии.FIG. 3. The scheme for obtaining a unique PCR identifier of the transgenic line.

Figure 00000004
Figure 00000004

Обозначения на рисунке:Designations in the figure:

Rs - сайт разрезания рестриктазой Rsa I;Rs — restriction enzyme digestion site Rsa I;

F1, R1 - праймерная пара для первой ступени инверсной ПЦР;F1, R1 - primer pair for the first stage inverse PCR;

F2, R2 - праймерная пара для второй ступени инверсной ПЦР;F2, R2 - primer pair for the second stage of inverse PCR;

Бордер - фланкирующая последовательность вектора; Border - flanking sequence of a vector;

IDf, IDr - праймерная пара для идентификационной ПЦР,IDf, IDr - primer pair for identification PCR,

А, Х - фрагменты идентификатора трансгенной линии (по п.1 формулы)A, X - fragments of the transgenic line identifier (according to claim 1 of the formula)

ФИГ№ 4 Типичный электрофоретический анализ продуктов ПЦР с праймерной системой pR1-pR2 на ДНК из коллекции модифицированных линий картофеля.FIGURE 4 Typical electrophoretic analysis of PCR products with the primer system pR1-pR2 for DNA from a collection of modified potato lines.

Figure 00000005
Figure 00000006
groupTop0groupRight0groupBottom0fFlipH0fFlipV0posh0posrelh2posv0posrelv2fLayoutInCell0fLayoutInCell0
Figure 00000005
Figure 00000006
groupTop0groupRight0groupBottom0fFlipH0fFlipV0posh0posrelh2posv0posrelv2fLayoutInCell0fLayoutInCell0

Обозначения на рисунке:Designations in the figure:

1 - контроль качества реакционной смеси (ПЦР в отсутствие матричной ДНК),1 - quality control of the reaction mixture (PCR in the absence of template DNA),

2, 3 - ПЦР на 2 независимых препаратах ДНК модифицированного картофеля,2, 3 - PCR on 2 independent DNA preparations of modified potato,

4 - ПЦР на ДНК контрольного картофеля,4 - PCR on the DNA of the control potato,

5 - маркер молекулярной массы ДНК GeneRuler 100 bp (Fermentas, #SM0241).5 - GeneRuler 100 bp DNA molecular weight marker (Fermentas, # SM0241).

Стрелка (673 пн) указывает на положение искомого ПЦР-продукта. Справа указаны положения фрагметов маркера молекулярной массы ДНКThe arrow (673 bp) indicates the position of the desired PCR product. The positions of fragments of the DNA molecular weight marker are indicated on the right.

ФИГ№ 5. Электрофоретический анализ продуктов инверсной ПЦР с праймерной системой F1-R1 на ДНК модифицированной линии картофеля 2904 кгс.FIGURE 5. Electrophoretic analysis of inverse PCR products with the F1-R1 primer system on the DNA of the modified potato line 2904 kgf.

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000007
Figure 00000008

Обозначения на рисунке:Designations in the figure:

M - маркер молекулярной массы ДНК GeneRuler 100 bp (Fermentas, #SM0241).M - GeneRuler 100 bp DNA molecular weight marker (Fermentas, # SM0241).

1 - ПЦР на препрате ДНК немодифицированного контрольного картофеля,1 - PCR on DNA preparation of unmodified control potato,

2 - ПЦР на препрате ДНК модифицированного картофеля линии 2904кгс,2 - PCR on the preparation of DNA modified potato line 2904kg,

3 - контроль качества реакционной смеси (ПЦР в отсутствие матричной ДНК),3 - quality control of the reaction mixture (PCR in the absence of template DNA),

Стрелка справа (500 пн) указывает на положение искомого ПЦР-продукта. Слева указаны положения фрагметов маркера молекулярной массы ДНКThe arrow to the right (500 bp) indicates the position of the desired PCR product. The positions of fragments of the DNA molecular weight marker

ФИГ№ 6. Электрофоретический анализ продуктов идентификационной ПЦР с праймерной системой IDf-IDr на ДНК различных линий картофеля.FIGURE 6. Electrophoretic analysis of PCR identification products with the IDf-IDr primer system on the DNA of various potato lines.

Figure 00000009
Figure 00000009

Обозначения на рисунке:Designations in the figure:

M - маркер молекулярной массы ДНК GeneRuler 100 bp (Fermentas, #SM0241).M - GeneRuler 100 bp DNA molecular weight marker (Fermentas, # SM0241).

1 - ПЦР на препарате ДНК модифицированного картофеля линии 2904кгс,1 - PCR on a DNA preparation of modified potato line 2904kg,

2-10 - ПЦР на препаратах ДНК других линий модифицированного картофеля,2-10 - PCR on DNA preparations of other lines of modified potato,

11 - ПЦР на препарате ДНК контрольного картофеля сорта Елизавета,11 - PCR on the preparation of DNA control potato cultivar Elizabeth,

12 - контроль качества реакционной смеси (ПЦР в отсутствие матричной ДНК).12 - quality control of the reaction mixture (PCR in the absence of template DNA).

Стрелка (351 пн) указывает на положение искомого ПЦР-продукта. Слева указаны положения фрагметов маркера молекулярной массы ДНКAn arrow (351 bp) indicates the position of the desired PCR product. The positions of fragments of the DNA molecular weight marker

Claims (5)

1. Рекомбинантная полинуклеотидная последовательность, характеризующая продукт, полученный в результате уникального трансформационного акта между генетической конструкцией, включающей ген cryIIIa, и геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, обеспечивающая экспрессию названного гена на уровне, достаточном для проявления у растения признака устойчивости к колорадскому жуку, и имеющая общую формулу Х-А, где Х - часть нуклеотидной последовательности введенной генетической конструкции, соответствующая SEQ ID №1, а А - нуклеотидная последовательность фланкирующего участка геномной ДНК картофеля сорта Елизавета, соответствующая SEQ ID №2.1. Recombinant polynucleotide sequence that characterizes the product obtained as a result of a unique transformation between a genetic construct including the cryIIIa gene and genomic DNA of potato cultivar Elizabeth, which ensures the expression of the named gene at a level sufficient for a plant to show resistance to the Colorado potato beetle, and having the general formula XA, where X is the part of the nucleotide sequence of the introduced genetic construct corresponding to SEQ ID No. 1, and A is the nucleotide sequence st flanking region of the genomic DNA Elizabeth potato varieties, corresponding to SEQ ID №2. 2. Клетка растения картофеля, продуцирующая белок cryIIIa, которая содержит рекомбинантную полинуклеотидную последовательность по п.1.2. A potato plant cell producing a cryIIIa protein that contains the recombinant polynucleotide sequence of claim 1. 3. Растение устойчивого к колорадскому жуку трансгенного картофеля, содержащее клетки по п.2.3. Plant transgenic potato resistant to the Colorado potato beetle, containing cells according to claim 2. 4. Вегетативное потомство растения по п.3, сохранившее в ряду поколений генотипический признак родительского организма, контролируемый по наличию в геномной ДНК рекомбинантной полинуклеотидной последовательности по п.1.4. The vegetative offspring of a plant according to claim 3, which has retained in a series of generations the genotypic trait of the parent organism, controlled by the presence in the genomic DNA of the recombinant polynucleotide sequence according to claim 1. 5. Применение полинуклеотидной последовательности по п.1 для идентификации клетки по п.2, растения по п.3, вегетативного потомства по п.4.5. The use of the polynucleotide sequence according to claim 1 for identifying a cell according to claim 2, plants according to claim 3, vegetative offspring according to claim 4.
RU2004134000/13A 2004-11-23 2004-11-23 RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS ELIZAVETA POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF RU2286385C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004134000/13A RU2286385C2 (en) 2004-11-23 2004-11-23 RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS ELIZAVETA POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004134000/13A RU2286385C2 (en) 2004-11-23 2004-11-23 RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS ELIZAVETA POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004134000A RU2004134000A (en) 2006-05-10
RU2286385C2 true RU2286385C2 (en) 2006-10-27

Family

ID=36656454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004134000/13A RU2286385C2 (en) 2004-11-23 2004-11-23 RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS ELIZAVETA POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2286385C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2733898C2 (en) * 2014-10-16 2020-10-09 Пайонир Хай-Бред Интернэшнл, Инк. Insecticidal proteins and methods of using them

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112013033592A8 (en) * 2011-06-30 2022-07-05 Athenix Corp NEMATOID TOXIN AXMI277 AND METHODS FOR ITS USE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2733898C2 (en) * 2014-10-16 2020-10-09 Пайонир Хай-Бред Интернэшнл, Инк. Insecticidal proteins and methods of using them

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004134000A (en) 2006-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2337529C1 (en) RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE MARKING UNIQUE TRANSFORMATION ACTION BETWEEN GENETIC MAKER INCLUDING GENE cryIIIA AND GENOMIC DNA OF LUGOVSKOY POTATO; ITS APPLICATION; CELL, TRANSGENIC PLANT, AND ITS PROGENY CONTAINING THIS SEQUENCE
US11060103B2 (en) Genes encoding insecticidal proteins
Morán et al. Transgenic sweet potato plants carrying the delta-endotoxin gene from Bacillus thuringiensis var. tenebrionis.
RU2382822C2 (en) INSECTICIDAL PROTEINS EXTRACTED FROM Bacillus BACTERIA AND USE THEREOF
ES2294857T3 (en) IMPROVED EXPRESSION OF CRY3B INSECTICIATED PROTEIN IN PLANTS.
US8541655B2 (en) Transgenic plants expressing modified Cry3A
RU2707527C2 (en) Maize plant dbn9936 and method of using in detection nucleic acid sequence thereof
JP2013514769A (en) Combination of CRY1Ca and CRY1Fa proteins for pest resistance management
BRPI0809352A2 (en) INSECTICATED PROTEINS
WO2016173362A1 (en) Maize plant dbn9978 and method for use in detecting nucleic acid sequence thereof
Rai et al. Shoot and fruit borer resistant transgenic eggplant (Solanum melongena L.) expressing cry1Aa3 gene: Development and bioassay
US10626411B2 (en) Gene for encoding Bacillus thuringiensis crystal proteins, and use thereof
RU2286385C2 (en) RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS ELIZAVETA POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF
WO2017176688A1 (en) Insecticidal cry toxins
US20190345513A1 (en) Stacking of Insecticidal and Herbicide Resistant Triple Gene [Kalgin-4] Expression in Plant
US20190382785A1 (en) Development of Herbicide and Sucking Pest Resistant Plant [Kalgin-5] by the Over-Expression of Constitutive Promoters Driven Tetra Gene Construct
RU2286386C1 (en) RECOMBINANT POLYNUCLEOTIDE SEQUENCE CHARACTERIZING UNIQUE TRANSFORMATION ACT BETWEEN GENETIC CONSTRUCT INCLUDING cryIIIa GENE, AND GENOMIC DNA OF GENUS NEVSKIY POTATO, USES THEREOF, TRANSGENIC PLANT AND GENERATION THEREOF
CN111995690B (en) Artificially synthesized insect-resistant protein mCry1Ia2 and preparation method and application thereof
TW201813509A (en) Binary insecticidal CRY toxins
CN114134171A (en) Method for inhibiting or killing oriental armyworm and application thereof
Yadav et al. Cry2Aa Delta-Endotoxin Confers Strong Resistance Against Brinjal Fruit and Shoot Borer in Transgenic Brinjal (Solanum melongena L.) Plants
AU2012258422B2 (en) Novel genes encoding insecticidal proteins
CN114685630A (en) Engineered CRY6A insecticidal proteins
CN118742647A (en) Bacillus thuringiensis insecticidal protein (Bt PP) combinations useful for plant protection
BR112019006151B1 (en) METHOD FOR CONTROLLING A PEST OF COLEOPTERA, CONSTRUCTION OF NUCLEIC ACID FOR THE EXPRESSION OF A BINARY TOXIN, COMPOSITION AND USE OF A TRANSGENIC PLANT, PART OF THE PLANT, OR SEED

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151124

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170117

PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190801

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201124