potatoКартофелеводствоPotato Growing0134-9740Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводствуpotato-262Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВЕ КАРТОФЕЛЯГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПЕРЕНОС ЧУЖЕРОДНЫХ ГЕНОВ ПРИ ИСПЫТАНИИ ТРАНСГЕННЫХ ОБРАЗЦОВ С ГЕНОМ БЕЛКА ОБОЛОЧКИ Y-ВИРУСА КАРТОФЕЛЯ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХGENE TRANSFER BY POLLEN FROM TRANSGENIC POTATOES WITH CP PVY GENE TO NON-TRANSGENIC POTATOES N FIELD TESTSРодькинаИ. А.RodzkinaI. A.rodkina@tut.byУлитинаН. С.UlitsinaN. S.ЯковлеваГ. А.YakovlevaG. A.РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»Belarus201312052022211193210Copyright © Родькина И.А., Улитина Н.С., Яковлева Г.А., 20222022Родькина И.А., Улитина Н.С., Яковлева Г.А.Rodzkina I.A., Ulitsina N.S., Yakovleva G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://potato.belal.by/jour/article/view/262

В полевых экспериментах по определению возможности горизонтального переноса чужеродных генов нетрансформированным растениям в качестве источников трансгенной пыльцы использованы образцы картофеля сорта Белорусский 3 с кассетами экспрессии репортерного гена npt II и целевого гена белка оболочки Y-вируса картофеля (БО YВК) и их генеративное потомство, отобранное по проявлению маркерного и целевого генов. В качестве растений-ловушек были использованы: растения сорта Росинка, высаженные на расстоянии 0,7–7,0 м от опытных делянок трансгенных образцов (2007 г.); растения сорта Дубрава, высаженные на расстояние 0,7–10,5 м (2010 г.). Наличие трансгенных форм в генеративном потомстве растений-ловушек определяли по фенотипическому проявлению маркерного гена npt II (укоренение на селективной среде с антибиотиком канамицином) и методом ПЦР. При сопоставлении полученных результатов выявлен факт горизонтального переноса чужеродных генов на расстояние 6,3 м от трансгенных образцов (для растений сорта Росинка, 2007 г.). Доля трансгенных сеянцев составила 5,56%, что свидетельствует о случайном характере переноса.

The transgenic potatoes with marker gene npt II and the target gene of CP PVY have been used as a source of transgenic pollen for the assessment the possibility of horizontal transfer of foreign genes. Field experiments were carried during the two years (2007 and 2010). As a plants-traps of transgenic pollen were used: in 2007 - non-transformed plants of cv. Rosinka that were planted at a distance of 0,7-7,0 m from the transgenic lines, in 2010 - nontransformed plants cv. Dubrava that were planted at a distance of 0,7-10,5 m. The presence of transgenic forms in the generative progeny of untransformed plants-traps was determined by the phenotypic expression of the marker gene (the rooting on selective medium with kanamycin), and the PCR method. After summation of the results, the fact of horizontal transfer of foreign genes at a distance 6.3 m was revealed (for plants cv. Rosinka, 2007). The frequency of transgenic seedlings was low (5.56%) what are indicating to the random nature of the gene transfer.

картофельтрансгенные растениягенеративное потомствогоризонтальный перенос геновмаркерный ген npt IIфенотипПЦРpotatotransgenic plantsgenerative progenygene transfera marker gene npt IIphenotype and PCR determinationReferencesConner, A.J. The release of genetically modified crops into the environment: II. Overview of ecological risk assessment / A.J. Conner, T.R. Glare, J.P. Nap // Plant J. – 2003. – Vol. 33, № 1. – P. 19-46.Conner, A.J. The release of genetically modified crops into the environment: II. Overview of ecological risk assessment / A.J. Conner, T.R. Glare, J.P. Nap // Plant J. – 2003. – Vol. 33, № 1. – P. 19-46.Труве, Э. Как оценивать влияние ГМО на окружающую среду / Э. Труве, М. Коппель, Л. Т. Леванди. – Таллин: Мин-во окружающей среды, 2008. – 21 с.Труве, Э. Как оценивать влияние ГМО на окружающую среду / Э. Труве, М. Коппель, Л. Т. Леванди. – Таллин: Мин-во окружающей среды, 2008. – 21 с.Lutman, P.J. Investigations into some aspects of the biology of potatoes as weeds / P.J. Lutman // Weed Res. – 1977. – Vol. 17. – P. 123-132.Lutman, P.J. Investigations into some aspects of the biology of potatoes as weeds / P.J. Lutman // Weed Res. – 1977. – Vol. 17. – P. 123-132.Reader, J.K. Monitoring the invasiveness of volunteer transgenic potatoes following field trials / J.K. Reader [et al.] // International Association for Plant Tissue Culture and Biotechnology: Abstracts of the 16th Biennial meeting of The New Zealand Branch, Christchurch, February, 2005 / Crop and Food Research. – Christchurch, 2005. – P. 48.Reader, J.K. Monitoring the invasiveness of volunteer transgenic potatoes following field trials / J.K. Reader [et al.] // International Association for Plant Tissue Culture and Biotechnology: Abstracts of the 16th Biennial meeting of The New Zealand Branch, Christchurch, February, 2005 / Crop and Food Research. – Christchurch, 2005. – P. 48.Conner, A.J. Transgenic potatoes versus "traditional" potatoes: What's the difference / A.J. Conner, J.M.E. Jacobs, R.A. Genet // Commercialization of transgenic crops: risk, benefits and trade considerations. – Canberra: Cooperative Research Centre for Plant Science and Bureau of Resource Sciences, 1997. – P. 23-36.Conner, A.J. Transgenic potatoes versus "traditional" potatoes: What's the difference / A.J. Conner, J.M.E. Jacobs, R.A. Genet // Commercialization of transgenic crops: risk, benefits and trade considerations. – Canberra: Cooperative Research Centre for Plant Science and Bureau of Resource Sciences, 1997. – P. 23-36.Conner, A.J. Biosafety Evaluation of Transgenic Potatoes: Gene Flow from Transgenic Potatoes / Conner A.J. // Ecological and Environmental Biosafety of Transgenic Plants: Proceedings of International Symposium, Taichung, December 7-8, 2006 / Taiwan Agricultural Research Institute. – Taichung, 2006. – P. 127-140.Conner, A.J. Biosafety Evaluation of Transgenic Potatoes: Gene Flow from Transgenic Potatoes / Conner A.J. // Ecological and Environmental Biosafety of Transgenic Plants: Proceedings of International Symposium, Taichung, December 7-8, 2006 / Taiwan Agricultural Research Institute. – Taichung, 2006. – P. 127-140.Tynan, J.L. Low frequency of pollen dispersal from a field trial of transgenic potatoes / J.L. Tynan, M.K. Williams, A.J. Conner // Journal of Genetics and Breeding. – 1990. – Vol. 44, № 4. – Р. 303-305.Tynan, J.L. Low frequency of pollen dispersal from a field trial of transgenic potatoes / J.L. Tynan, M.K. Williams, A.J. Conner // Journal of Genetics and Breeding. – 1990. – Vol. 44, № 4. – Р. 303-305.Dale, P.J. Gene dispersal from transgenic crops by pollen / P.J. Dale, [et al.] // The Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Microorganisms: Proceedings of the 2nd International Symposium, Braunschweig, May 11-14, 1992 / Biologische Bundesanstalt fur Land- und Forstwirtschaft. – Braunschweig, 1992. – P. 73-78.Dale, P.J. Gene dispersal from transgenic crops by pollen / P.J. Dale, [et al.] // The Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Microorganisms: Proceedings of the 2nd International Symposium, Braunschweig, May 11-14, 1992 / Biologische Bundesanstalt fur Land- und Forstwirtschaft. – Braunschweig, 1992. – P. 73-78.Conner, A.J. Monitoring "escapes" from field trials of transgenic potatoes: A basis for assessing environmental risks / A.J. Conner // Seminar on Scientific Approaches for the Assessment of Research Trials with Genetically Modified Plants: OECD Report, Jouy-en-Josas, April, 1992 / Organization for Economic and Co-Operation Development. – Paris, 1993. – P. 33-39.Conner, A.J. Monitoring "escapes" from field trials of transgenic potatoes: A basis for assessing environmental risks / A.J. Conner // Seminar on Scientific Approaches for the Assessment of Research Trials with Genetically Modified Plants: OECD Report, Jouy-en-Josas, April, 1992 / Organization for Economic and Co-Operation Development. – Paris, 1993. – P. 33-39.Conner, A.J. Biosafety assessment of transgenic potatoes: environmental monitoring and food safety evaluation / A.J. Conner // The Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Microorganisms: Proceedings of the 3rd International Symposium, Monterey, November 13-16, 1994 / University of California. – Oakland, 1994. – P. 245- 262.Conner, A.J. Biosafety assessment of transgenic potatoes: environmental monitoring and food safety evaluation / A.J. Conner // The Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Microorganisms: Proceedings of the 3rd International Symposium, Monterey, November 13-16, 1994 / University of California. – Oakland, 1994. – P. 245- 262.Skogsmyr, I. Gene dispersal from transgenic potatoes to nonspecifics: a field trial / I. Skogsmyr // Theor. Appl. Genet. – 1994. – Vol. 88. – P. 770-774.Skogsmyr, I. Gene dispersal from transgenic potatoes to nonspecifics: a field trial / I. Skogsmyr // Theor. Appl. Genet. – 1994. – Vol. 88. – P. 770-774.Conner, A.J. Reconsideration of pollen dispersal data from field trials of transgenic potatoes / A.J. Conner, P.J. Dale // Theor. Appl.Genet. – 1996. – Vol. 92, № 5. – Р. 505-508.Conner, A.J. Reconsideration of pollen dispersal data from field trials of transgenic potatoes / A.J. Conner, P.J. Dale // Theor. Appl.Genet. – 1996. – Vol. 92, № 5. – Р. 505-508.Eijlander, R. Biological containment of potato (Solanum tuberosum) – outcrossing to its related wild species black nightshade (Solanum nigrum) and bittersweet (Solanum dulcamara) / R. Eijlander, W.J. Stiekema // Sexual Plant Reproduction. – 1994. – Vol. 7, № 1. – Р. 29-40.Eijlander, R. Biological containment of potato (Solanum tuberosum) – outcrossing to its related wild species black nightshade (Solanum nigrum) and bittersweet (Solanum dulcamara) / R. Eijlander, W.J. Stiekema // Sexual Plant Reproduction. – 1994. – Vol. 7, № 1. – Р. 29-40.Goy, P.A. Assessing the environmental impact of gene transfer to wild relatives / P.A. Goy, J.H. Duesing // Biotechnology. – 1996. – Vol. 14, № 1. – P. 39-40.Goy, P.A. Assessing the environmental impact of gene transfer to wild relatives / P.A. Goy, J.H. Duesing // Biotechnology. – 1996. – Vol. 14, № 1. – P. 39-40.Andersson, M. Gene Flow between Crops and Their Wild Relatives / M. Andersson, M. Carmen de Vicente // The Johns Hopkins University Press. – 2009. – Р. 361-380.Andersson, M. Gene Flow between Crops and Their Wild Relatives / M. Andersson, M. Carmen de Vicente // The Johns Hopkins University Press. – 2009. – Р. 361-380.Родькина, И.А. Отбор урожайных исходных форм для селекции картофеля среди устойчивых к YBK трансгенных образцов и гибридов / И.А. Родькина, Г.А. Яковлева // Картофелеводство: сб. науч. тр. / РУП «Науч.-практ. Центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»; редкол.: В.Г. Иванюк (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2009. - Т. 16. – С. 42 – 53.Родькина, И.А. Отбор урожайных исходных форм для селекции картофеля среди устойчивых к YBK трансгенных образцов и гибридов / И.А. Родькина, Г.А. Яковлева // Картофелеводство: сб. науч. тр. / РУП «Науч.-практ. Центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»; редкол.: В.Г. Иванюк (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2009. - Т. 16. – С. 42 – 53.Родькина, И.А. Наследование чужеродных признаков в генеративном потомстве трансгенных растений картофеля / И.А. Родькина, Н.С. Улитина, Г.А. Яковлева // Картофелеводство: сб. науч. тр. / РУП «Науч.-практ. Центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»; редкол.: С.А. Турко (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2011. - Т. 19. – С. 254 – 266.Родькина, И.А. Наследование чужеродных признаков в генеративном потомстве трансгенных растений картофеля / И.А. Родькина, Н.С. Улитина, Г.А. Яковлева // Картофелеводство: сб. науч. тр. / РУП «Науч.-практ. Центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству»; редкол.: С.А. Турко (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2011. - Т. 19. – С. 254 – 266.Пугин, М.М. Влияние 5´-лидера X-вируса картофеля на экспрессию гена белка оболочки Y-вируса картофеля в трансгенных растениях Solanum tuberosum. / М.М. Пугин [и др.] // Молекулярная биология. – 1994. – Т.28, Вып.4. – С.752-759.Пугин, М.М. Влияние 5´-лидера X-вируса картофеля на экспрессию гена белка оболочки Y-вируса картофеля в трансгенных растениях Solanum tuberosum. / М.М. Пугин [и др.] // Молекулярная биология. – 1994. – Т.28, Вып.4. – С.752-759.Пугин, М.М. Изучение и применение 5’-лидера геномной РНК Хвируса картофеля как усилителя экспрессии гетерологичных генов в растениях: автореф. дис. …канд. биол. наук: 03.00.03/ М.М. Пугин; РАН, Центр «Биоинженерия». – Москва, 1994. – 26 с.Пугин, М.М. Изучение и применение 5’-лидера геномной РНК Хвируса картофеля как усилителя экспрессии гетерологичных генов в растениях: автореф. дис. …канд. биол. наук: 03.00.03/ М.М. Пугин; РАН, Центр «Биоинженерия». – Москва, 1994. – 26 с.White, J.W. Pollination of potatoes under natural conditions / J.W. White // CIP Circular. – 1983. – Vol. 11, No. 1-2. – P. 35-45.White, J.W. Pollination of potatoes under natural conditions / J.W. White // CIP Circular. – 1983. – Vol. 11, No. 1-2. – P. 35-45.Treu, R. Pollen dispersal in the crops Maize (Zeamays), Oilseed rape (Brassica napus spp. oleifera), Potatoes (Solanum tuberosum), Sugarbeet (Betavulgaris ssp. vulgaris) and Wheat (Triticumeastivum) / R. Treu, J. Emberlin // A Report for the soil association: National pollen research unit. – UK, 2000. – P. 1-54.Treu, R. Pollen dispersal in the crops Maize (Zeamays), Oilseed rape (Brassica napus spp. oleifera), Potatoes (Solanum tuberosum), Sugarbeet (Betavulgaris ssp. vulgaris) and Wheat (Triticumeastivum) / R. Treu, J. Emberlin // A Report for the soil association: National pollen research unit. – UK, 2000. – P. 1-54.Родькина, И.А. Методические указания по первичному отбору гибридных сеянцев от трансгенных растений картофеля по маркерному признаку/ И.А. Родькина [и др.] // РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству». – Минск, 2008. – 23 с.Родькина, И.А. Методические указания по первичному отбору гибридных сеянцев от трансгенных растений картофеля по маркерному признаку/ И.А. Родькина [и др.] // РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству». – Минск, 2008. – 23 с.Murashige, T. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Skoog // Physiol. Plant. – 1962. – Vol. 15, № 13. – P. 473-497.Murashige, T. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures / T. Murashige, F. Skoog // Physiol. Plant. – 1962. – Vol. 15, № 13. – P. 473-497.Оценка исходного материала картофеля для селекции на устойчивость к болезням и вредителям с помощью специфических ПЦРмаркеров: методические рекомендации / А.П. Ермишин [и др.] // Министерство сельского хозяйства и провольствия Республики Беларусь, Национальная академия наук Беларуси, Государственное научное учреждение «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси». – Минск: Право и экономика, 2010. – 60 с.Оценка исходного материала картофеля для селекции на устойчивость к болезням и вредителям с помощью специфических ПЦРмаркеров: методические рекомендации / А.П. Ермишин [и др.] // Министерство сельского хозяйства и провольствия Республики Беларусь, Национальная академия наук Беларуси, Государственное научное учреждение «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси». – Минск: Право и экономика, 2010. – 60 с.Efficacy of an intron-containing kanamycin resistance gene as selectable marker in plant transformation / G. Libiakova [et al] // Plant Cell Reports. – 2001. – Vol. 20. – P. 610-615.Efficacy of an intron-containing kanamycin resistance gene as selectable marker in plant transformation / G. Libiakova [et al] // Plant Cell Reports. – 2001. – Vol. 20. – P. 610-615.Методические указания по получению трансформированных растений картофеля / Рос. акад. с.х. наук, ВНИИКХ. – М., 1995. – 15 с.Методические указания по получению трансформированных растений картофеля / Рос. акад. с.х. наук, ВНИИКХ. – М., 1995. – 15 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.