Попытки использовать вирусы в качестве инструментов для генетических преобразований риса столкнулись с препятствиями, согласно новому исследованию учёных из Ротамстеда, Великобритания, и Федерального университета Риу-Гранди-ду-Сул (UFRGS) в Бразилии.
В ходе совместной работы были протестированы два популярных вирусных вектора — вирус полосатой мозаики ячменя (BSMV) и вирус мозаики лисохвоста (FoMV) — на их способность изменять экспрессию генов в растениях риса.
Хотя метод, известный как обратная генетика с использованием вирусов (VERG), доказал свою эффективность на пшенице и других однодольных растениях, исследователи обнаружили, что ни BSMV, ни FoMV не смогли успешно изменить экспрессию генов у шести различных сортов риса. Результаты исследования предполагают, что рис может обладать внутренними механизмами устойчивости, блокирующими эти вирусные векторы, что затрудняет изучение функции генов у этой культуры.
Методы VERG, использующие вирусы растений для подавления или сверхэкспрессии определённого гена, являются краеугольным камнем функциональной геномики видов, для которых стабильная трансформация затруднена. Хотя инструменты VERG позволили исследователям задаться вопросами о функциях конкретных генов у ряда однодольных и двудольных растений, новые данные ясно показывают, что рис (Oryza sativa) является устойчивым к изменениям.
«Мы проверили всё: разные подвиды риса, разные методы инокуляции, использовали идеальные условия роста, но что бы мы ни делали, это сработало с пшеницей, но не с рисом», — сказал Гильерме М. Турра, аспирант UFRGS, который проводил исследование, работая в Ротамстеде.
В случае успеха наиболее проверенным методом оценки эффективности подавления генов является удаление одного из генов, связанных с выработкой хлорофилла; это приводит к изменению цвета листьев с зелёного на белый, что также известно как фотообесцвечивание. В качестве альтернативы, использование вирусов для стимуляции экспрессии флуоресцентных белков, таких как GFP, приведёт к появлению растений с флуоресцентными пятнами. Ни один из этих результатов не наблюдался у риса, несмотря на масштабную оптимизацию.
Публикуя эти отрицательные результаты, исследователи надеются уберечь других от повторения тех же экспериментов и стимулировать разработку альтернативных вирусных систем, адаптированных для риса.
«Отсутствие реакции на VERG предполагает, что рис обладает некоторыми внутренними механизмами устойчивости, которые блокируют успешное формирование вирусами VERG-ответа в рисе», — заявила доктор Дана МакГрегор, старший соавтор статьи из Ротэмстеда. «Хотя VERG, вызванные BSMV и FoMV, хорошо зарекомендовали себя на других видах, наши данные показывают, что и у них есть свои ограничения. То, что работает на пшенице или других растениях, не было легко перенесено на рис. Если мы собираемся временно изменить экспрессию генов в рисе, нам потребуются новые подходы», - добавила она.
Это исследование финансировалось Программой институциональной интернационализации Правительства Бразилии (PRINT) из Координационного комитета по совершенствованию кадров высшего образования (CAPES) с дополнительным стратегическим финансированием от Исследовательского совета по биотехнологии и биологическим наукам Великобритании, выделенным на стратегическую программу Института развития здоровья.
Источник: Rothamsted Research.
