Transgenic sorghum with improved digestibility of storage proteins obtained by Agrobacterium-mediated transformation


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Development of transgenic plants with modified seed storage protein composition and increased nutritive value is one of the most promising areas of genetic engineering. This task is especially important for sorghum—a unique drought tolerant cereal crop that is characterized, however, by a relatively poor nutritive value in comparison with other cereals. It is considered that one of the reasons of the low nutritive value of the sorghum grain is the resistance of one of its seed storage proteins, γ-kafirin, located in the outer layer of endosperm protein bodies, to protease digestion. Using Agrobacterium-mediated genetic transformation, we obtained transgenic sorghum plants (Sorghum bicolor (L.) Moench) harboring a genetic construct for RNAi silencing of the γ-kafirin gene. In the T1 generation, the plants with almost floury or modified endosperm texture of kernels were found. In these kernels, the vitreous endosperm layer has been reduced and/or covered by a thin layer of floury endosperm. In vitro protein digestibility (IVPD) analysis showed that the amount of undigested protein in transgenic plants from the T3 generation was reduced by 2.9–3.2 times, in comparison with the original non-transgenic line, and the digestibility index reached 85–88% (in comparison with 59% in the original line). In T2 families, the plants combining high IVPD with vitreous endosperm type were found. In the electrophoretic spectra of endosperm proteins of transgenic plants with increased digestibility, the proportion of 20 kD protein that is encoded by the γ-kafirin gene, was significantly reduced, in comparison with the original non-transgenic line. HPLC analysis showed total amino acid content in two out of the three studied transgenic plants from the T2 generation was reduced in comparison with the original non-transgenic line, while the lysine proportion increased by 1.6–1.7 times. The mechanisms conditioning improved digestibility of storage proteins in transgenic plants are discussed. The results of experiments demonstrate that it is feasible to develop sorghum lines combining high protein digestibility and vitreous endosperm that has a high breeding value.

Об авторах

L. Elkonin

Agricultural Research Institute of South-East Region

Автор, ответственный за переписку.
Email: lelkonin@gmail.com
Россия, ul. Tulaikova 7, Saratov, 410010

J. Italianskaya

Agricultural Research Institute of South-East Region

Email: lelkonin@gmail.com
Россия, ul. Tulaikova 7, Saratov, 410010

I. Domanina

Agricultural Research Institute of South-East Region

Email: lelkonin@gmail.com
Россия, ul. Tulaikova 7, Saratov, 410010

N. Selivanov

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

Email: lelkonin@gmail.com
Россия, pr. Entuziastov 13, Saratov, 410049

A. Rakitin

Institute of Bioengineering, Research Center of Biotechnology

Email: lelkonin@gmail.com
Россия, pr. 60-letiya Oktyabrya 7, Moscow, 119071

N. Ravin

Institute of Bioengineering, Research Center of Biotechnology

Email: lelkonin@gmail.com
Россия, pr. 60-letiya Oktyabrya 7, Moscow, 119071

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».