Potrokhov A. Determination of virus resistance of transgenic plants of the Solanaceae family transformed with heterologous genes

Українська версія

Thesis for the degree of Candidate of Sciences (CSc)

State registration number

0424U000205

Applicant for

Specialization

  • 03.00.20 - Біотехнологія

06-09-2024

Specialized Academic Board

Д 26.002.28

National Technscal University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute".

Essay

The paper presents the results of the study of virus resistance of transgenic Solanaceae plants with various heterologous genes. Nicotiana tabacum with the inf-α2b gene, Solanum tuberosum with the ZRNase II and bov genes, Petunia×hybrida with the ZRNase II gene and N. benthamiana with the ZRNase II gene were studied. All plants were screened for target genes and infected by plant viruses. N. tabacum and N. benthamiana plants were introduced into aseptic culture by surface sterilization of seeds. Genetic transformation of these plants was carried out using Agrobacterium tumefaciens. S. tuberosum and Petunia×hybrida plants were taken from the collection of transgenic plants of the Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine. Ther interferon-like activity on cell culture was determined in N. tabacum plants with the inf-α2b gene. It was shown that despite the activity of interferon on cell culture these plants did not have resistance to the plant virus. However, according biochemical reactions of LPO and AOA these transgenic plants were more adapted to biotic stress caused by TMV infection. It was shown the increased of total RNase activity in transgenic plants S. tuberosum, Petunia×hybrida and N. benthamiana. It was found that ribonuclease genes allow changing the virus resistance of plants. It was shown that the expression of the ZRNase II gene in plants leads to a more pronounced slowing down of the spread of the virus throughout the plant than the bov gene. Thus, plants of various species of the Solanaceae family with ribonuclease genes showed a changed nature of resistance to virus infection.

Research papers

Потрохов А. О. Антиоксидантна активність трансгенних рослин Nicotiana tabacum L з геном ifn-α2b людини, інфікованих вірусом тютюнової мозаїки наук. Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-ту. Сер. Біол. 2015, № 2(63) С58-64. (Категорія Б)

Потрохов А. О, Зубр З. В, Трохименко О. П., Матвєєва Н. А. Оцінка противірусної активності екстратів із трансгенних рослин тютюну з геном інтерферону α-2b людини. Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-ту. Сер. Біол. 2017. 3(70) C.64-69 (Категорія Б)

Потрохов А.О., Сосновська Д.І., Овчаренко О.О. Антиоксидантна активність петуній із геном гетерологічної рибонуклеази ZRNase II, інфікованих вірусом тютюнової мозаїки. Innov Biosyst Bioeng. 2022. 6(1). С. 40–45. doi: 10.20535/ibb.2022.6.1.254464; Q4 Scopus (Категорія A)

Потрохов А., Овчаренко О. Стратегії створення стійких до вірусів рослин: фокус на РНКазах. Цитологія і генетика.2024. 58(2). С.24-43. Q3 Scopus (Категорія А)

Potrokhov A., D. Klymchuk, Yu. Akimov, N. Matvieieva, E. Trokhimenko, I. Dzuyblyk, M. Kuchuk Ultrastrucrural characteristics of mezophyll cells of transgenic tobacco plants with human interferon alpha 2b gene infected by tobacco mosaic virus. Genetics and Plant Physiology. 2014. 4(3-4). P. 174–181.

Potrokhov A, Sosnovska D, Ovcharenko O, Budzanivska I, Rudas V, Kuchuk M. Increased ribonuclease activity in Solanum tuberosum L. transformed with heterologous genes of apoplastic ribonucleases as a putative approach for production of virus resistant plants. Turk J Biol. 2021. 45(1). P. 79-87. doi: 10.3906/biy-2007-87. Q2 Scopus.

Ovcharenko O., Potrokhov A., Sosnovska D., Hoysyuk Y, Yaroshko O, Shevchenko T, Budzanivska I., Rudas V., Kuchuk M. Increased virus resistance in transgenic petunia with heterologous ZRNase II gene. Jordan Journal of Biological Sciences. 2023. 16(4). P. 587 – 592. https://doi.org/10.54319/jjbs/160403 Q3 Scopus.

Sosnovskaya D.O., Potrochov A.A., Ovcharenko O.O., Rudas V.A., Kuchuk M.V. Analysis of RNase activity and resistance to Potato virus Y in transgenic potato lines containing bovine pancreatic RNase cDNA International conference “Bioresourse and viruses” September 9-11,2019, Kiev, Ukraine р.98.

Potrokhov A., Ovcharenko O. Antioxidant activity of transgenic Petunia hybrida Vilm. with heterologous ZRNase II gene after tobacco mosaic virus infection. 5th International Scientific Conference Agrobiodiversity for Improving the Nutrition, Health, Quality of Life and Spiritual Human Development. November 3rd, 2021, Nitra, p.108. https://doi.org/10.15414/2021.9788055224015

Гойсюк Ю.Ю., Потрохов А.O., Овчаренко О.О., Моргун Б.В. Створення трансгенного тютюну з геном екстраклітинної рибонулеази цинії як модельного об’єкта для вивчення стійкості до широкого спектру вірусів рослин біотехнологія ХХІ століття. Матеріали ХІV Всеукраїнської науково-практичної конференції «Біотехнологія XXI століття», 20 травня 2020, Київ, с.25.

Potrokhov A., Ovcharenko O. Transgenic petunia with ZRNase II gene as a novel model system for investigation of virus resistance International Scientific Conference Innovation in Science: Global Trends and Regional Aspect: Conference Proceedings, March 12-13, 2021, Riga, p. 6-8. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-050-6-3

Сосновська Д. І., Потрохов А. О., Овчаренко О. О. "Використання генів гетерологічних рибонуклеаз для підвищення стійкості рослин до фітовірусів." ХV Всеукраїнська науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених «Біотехнологія XXI століття» присвячена 20-річчю Факультету біотехнології і біотехніки КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021, Київ, с 94.

Sosnovska D., Yuliya Hoysyuk, Olha Yaroshko, Andrii Potrokhov, Tetiana Shevchenko, Irena Budzanivska, Olga Ovcharenko, Mykola Kuchuk "Increased virus resistance in transgenic petunia with heterologous ZRNase II gene" SEAB 2021, July 01-03, 2021 p. 280.

Potrokhov A. O., Solomka O. S., Yaroshko O. M., Ovcharenko O. O. Obtaining of transgenic Nicotiana benthamiana plants with heterologous ZRNase II gene to produce a model for study of influence of extracellular ribonucleases on plant resistance to virus movement Mendel Genetics Conference. A tribute to Gregor Johann Mendel on the bicentennial of his birth. July 20—23, 2022, Brno, р. 159.

Serazhym A.Y., Potrohov A.O., Ovcharenko O.O. Peculiarities of the development of systemic viral reactions in Nicotiana benthamiana plants expressing the heterologous ZRNase II gene. X International Conference„ Bioresources and Viruses“ September 11-13, 2023, Kyiv, p. 83.

Потрохов А.О., Матвеева Н.А. Перенесення гена інтерферону–α2b людини в рослини Nicotiana tabacum L Біоресурси і віруси 10-13.09, 2013, Київ, с.56.

Потрохов А.О., Матвеева Н.А. Дослідження антиоксидантної активності та вмісту фруктанів у трансгенних рослинах Nicotiana tabacum L. з геном ifn-α2b людини, інфікованих вірусом тютюнової мозаїки. Друга конференція молодих учених Біологія рослин та біотехнологія .ІХБГ 23-24.12- 2013, Київ, с. 66.

Ісаєва Є.В., Лісняк А.А., Трохименко О.П., Потрохов А.О., Дробот К.О., Матвєєва Н.А. Противірусна дія екстрактів з бородатих коренів рослин, що мають ген інтерферону-α2В людини. ІХ Всеукранська науково-практична конференції «Біотехнологія ХХІ століття» 24 квітня 2015, Київ, с.45.

Ісаєва Є.В., Лісняк А.А., Трохименко О.П., Потрохов А.О., Дробот К.О., Матвєєва Н.А. Противірусна дія рекомбінантного інтерферону-α2b людини з екстрактів трансгенних коренів рослин різних видів. ІV Всеукраїнсько науково-практична конференція Біотехнологія: звершення та надії конференції 21-22 травня 2015, Київ, с. 56-57.

Similar theses