A búza fagyállóságban szerepet játszó Cbf gének szerepének bizonyítása transzformációval = Proving the role of Cbf genes in wheat frost tolerance by transformation

摘要

A gabonafélék genomja sok CBF gént kódol. Nemrég mutattuk ki, hogy ezek közül melyek játszanak fontos szerepet a búza fagyállóságának kialakításában. A pályázatban direkt módon, transzformációval kívántuk bizonyítani e kulcsfontosságú transzkripciós faktorok szerepét. Búzából izolált génekkel Arabidopsis-t, búzát és árpát transzformáltunk; az ehhez készített konstrukciókban a beépített gént, annak folyamatos túltermelését biztosító szabályozó elem (u.n. konstitutív promóter) vezérelte. Meghatároztuk az előállított transzgénikus vonalakban a beépült gének számát, és igazoltuk azok működését. A gének hatását, a megnövekedett stressz-toleranciát kétféle fagyteszttel vizsgáltuk. Az első során - a természetes viszonyokat szimulálandó - hideg-edzést alkalmaztunk a fagyteszt előtt. A második típusú tesztben ilyet nem alkalmaztunk, mert a transzgén állandóan működött, így feltételezésünk szerint nem volt szükség hideg-indukcióra ahhoz, hogy a hatását kifejtse, azaz a fagyállóságot fokozza. Mindkét típusú fagyteszttel sikerült mindhárom növényfaj esetében olyan transzgénikus vonalakat azonosítanunk, amelyekben a fagyállóság szintje megnőtt a bevitt gén hatására. Mivel a bevitt gének más gének működést befolyásoló ún. transzkripciós faktort kódolnak, ezért vizsgáltuk az általuk szabályozott gének működését is. E kísérletek eredményei is a tanulmányozott CBF gének fagytűrés kialakításában betöltött szerepét igazolták. | Cereal genome encodes numerous CBF genes. Recently we have identified the ones that are involved in the regulation of frost tolerance. Based on these results, this project was aimed at proving directly their function by transformation methods. Arabidopsis, barley and wheat plants were transformed, with constructions that ensured the constitutive expression of the transformed CBF genes. The insertions of the transgenes were proved, the copy number estimated, and their functionality were verified in each transgenic lines developed. The effectiveness of the genes was tested in freezing tests. One type of test was applied with cold hardening period while the other was applied without it. The efficiency of the transgenes was proved in both test types for each plant species, i.e. transgenic Arabidopsis, barley and wheat lines with increased frost tolerance level were indeed identified. Since CBF genes code for transcription factors, the expression patterns of several downstream genes were also recorded. These experiments also proved the effectiveness of the candidate CBF genes in the regulation of cereal frost tolerance.