Transformace lilku bramboru genem kódujícím proteázový inhibitor SPI-2

Abstract

Předmětem této diplomové práce byla genetická modifikace lilku bramboru za účelem zvýšení jeho rezistence vůči patogenům a škůdcům. Při vývoji rezistence rostlin se často využívá podobných typů molekul, které rostliny samy využívají při svých obranných reakcích. V této práci byl pro genetickou modifikaci použit gen kódující zástupce inhibitorů serinových proteáz SPI-2, pocházející ze zavíječe voskového (Galleria mellonella). Jelikož se v předchozích pokusech týmu protein SPI-2 nepodařilo v transformovaných rostlinách detekovat, byla základní forma genu upravena přidáním Kozakové sekvence do okolí iniciačního kodónu, čímž se měla zvýšit iniciace translace a tím hladina proteinu. Pro transformaci byly připraveny dva konstrukty, kódující proteiny SPI-2-T a SPI-2-Y, které se liší jednou aminokyselinou, a to mírně pozměňuje jejich inhibiční aktivitu. Konstrukt SPI-2-T byl nejprve pomocí infiltrace s Agrobacterium tumefaciens vnesen do listů tabáku Nicotiana benthamiana. Oba konstrukty SPI-2-T a SPI-2-Y byly poté použity pro stabilní transformaci lilku bramboru (Solanum tuberosum cv. Desireé). Přítomnost proteinu se však v rostlinách nepodařilo prokázat, přestože byl vnesený gen transkribován a jeho sekvence v rostlinách byla ověřena sekvenací. Je tedy pravděpodobné, že protein není v cytoplazmě...

The subject of my thesis was to genetically modify a potato for increased resistance against its pathogens and pests. In developing a resistant plant, it is quite common to use the same type of molecules that plants use themselves in their defense reactions. In this work I used the gene SPI-2 originating from a honeycomb moth (Galleria mellonella). The protein SPI-2 is a member of serine protease inhibitors. Since the previous attempts of the team to detect the protein in transformed plants haven't been successful, the basic form of the gene was modified by adding a Kozak sequence near the start codon, which should have increased the translation initiation and hence increase the level of the protein. Two constructs were prepared for the transformation: SPI-2-T a SPI-2-Y. They differ by one amino acid, which slightly changes their inhibitory activity. First, the construct SPI-2-T was used for a transient transformation of tobacco Nicotiana benthamiana by agroinfiltration of its leaves. Then both constructs were used for a stable transformation of Solanum tuberosum cv. Desireé. The detection of the protein has not been successful, although the inserted gene was transcribed and his sequence was verified by sequencing. It is therefore most likely that the protein has a low stability in the cytoplasm....