ИСТИНА

Одним из наиболее важных ростовых параметров растений являются размеры органов, которые регулируются множеством внутренних и внешних факторов. В целом размеры органов растений находятся под контролем двух основных механизмов, а именно регуляции клеточного деления и клеточного растяжения. Целью диссертационного исследования было выяснение молекулярных механизмов регуляции транскрипции и взаимодействия генов AINTEGUMENTA, ARGOS, экспансинов и эндоксилоглюкантрансфераз, а также создание трансгенных растений с измененными размерами органов. В рамках диссертационного исследования было показано, что в трансгенных растениях табака промотор вируса мозаики георгина обладает большей активностью, чем классический 35S промотор и при совместном использовании с генами, участвующими в регуляции роста, способствует более существенному влиянию последних на размеры органов в трансгенных растениях. Было доказано, что компенсаторный рост клеток растяжением при уменьшении количества клеток в растущих органах контролируется цитокининами через стимуляцию экспрессии экспансинов и эндоксилоглюкантрансфераз. Было выяснено, что транскрипционный фактор AINTEGUMENTA контролирует размеры органов, влияя не только на клеточное деление, но и на рост клеток растяжением, причем его экспрессия регулируется не только ауксинами, а также цитокининами и брассиностероидами. Было показано, что экспрессия гена ARGOS-LIKE тополя контролируется ауксинами, а его белковый продукт участвует в регуляции роста клеток растяжением и конечных размеров органов. Оказалось, что сигналы от фитогормонов к генам экспансинов и ксилоглюканэндотрансгликозилаз частично идут через продукты генов ARGOS, где происходит трансдукция сигнала и его передача к транскрипционному фактору AINTEGUMENTA. Причем на этом этапе передачи клеточного сигнала происходит его многократная амплификация. В рамках диссертационного исследования было показано, что гены PnANTL1, AtARGOS-LIKE, PnARGOS-LIKE, NtEXPA1, NtEXPA5, PnEXPA1 и PnEXPA3 участвуют в регуляции размеров органов через стимуляцию роста клеток растяжением, тогда как гены NtANTL, BnaX.ANT.b, PnANTL2 и AtARGOS контролируют размеры органов не только через влияние на клеточные деления, но и за счет стимуляции роста клеток растяжением. Одна из прикладных задач диссертационной работы заключалась в увеличении или уменьшении размеров органов растений путем изменения уровня экспрессии генов AINTEGUMENTA, ARGOS, экспансинов и ксилоглюканэндотрансгликозилаз. В целом в рамках всей работы было создано и апробировано на табаке 93 целевых генно-инженерных конструкции. Для морфологического анализа было использовано 346 линий трансгенных растений табака второго поколения. Около половины всех проанализированных линий трансгенных растений табака характеризовалась достоверным изменением размеров органов по сравнению с растениями дикого типа. Апробированные на табаке генно-инженерные конструкции были отобраны для трансформации других хозяйственно-ценных растений. Например, в рамках диссертационного исследования были получены и проанализированы трансгенные растения рапса и осины, с конститутивной экспрессией генов ARGOS, которые характеризовались увеличением размеров органов.