Open AccessComparative analysis of gene expression in tea plant (Camellia sinensis (L.) Kuntze) under low-temperature stress
Author(s) -
Л. С. Самарина,
A. O. Matskiv,
N. G. Koninskaya,
Taisiya Arturovna Simonyan,
V. I. Malyarovskaya,
L. S. Malyukova
Publication year - 2020
Publication title -
vavilovskij žurnal genetiki i selekcii
Language(s) - Russian
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.188
H-Index - 7
eISSN - 2500-0462
pISSN - 2500-3259
DOI - 10.18699/vj20.653
Subject(s) - camellia sinensis , frost (temperature) , horticulture , cultivar , biology , genotype , botany , crop , gene , agronomy , genetics , materials science , composite material
Низкотемпературный стресс – один из главных факторов, ограничивающих распространение и снижающих урожайность многих субтропических культур, в том числе и чая. Для эффективной селекции чая на устойчивость к морозу необходимо выявить генетические особенности ответа на холод у устойчивых генотипов и найти маркеры для определения доноров устойчивости в коллекциях. В настоящей работе про- веден сравнительный анализ экспрессии 18 генов (ICE1, CBF1, DHN1, DHN2, DHN3, NAC17, NAC26, NAC30, bHLH7, bHLH43, P5CS, WRKY2, LOX1, LOX6, LOX7, SnRK1.1, SnRK1.2, SnRK1.3), вовлеченных в абиотический стрессовый ответ у двух контрастных по устойчивости генотипов чая в условиях холода и мороза. Низкотемператур- ный стресс индуцировали путем помещения растений в холодильные камеры и снижением температуры до 0…+2 °С на семь дней (холодовой стресс) с последующим снижением температуры до –4…–6 °С на пять дней (промораживание). Кондуктометрическим методом измеряли электропроводность тканей листа, в ре- зультате чего были подтверждены различия по признаку устойчивости у двух исследуемых генотипов чая: холодовое воздействие не приводило к изменению электропроводности тканей листа, но после промора- живания этот показатель возрастал в большей степени у неустойчивого генотипа. Методом qRT-PCR анализи- ровали относительный уровень экспрессии генов на фоне референсного гена актина. При индукции стресса показана повышенная экспрессия всех исследуемых генов. У устойчивого генотипа чая выявлен ряд генов, более активно экспрессирующихся по сравнению с неустойчивым генотипом: ICE1, CBF1, DHN2, NAC17, NAC26, bHLH43, WRKY2, P5CS, LOX6, SnRK1.1, SnRK1.3. Эти гены могут быть маркерами устойчивости для поиска доно- ров в коллекциях геноресурсов. Показано, что у устойчивого генотипа чая экспрессия генов холодового от- вета начинается уже на стадии акклиматизации. Для дальнейших исследований комплексной устойчивости растений к низкотемпературному стрессу актуальным является изучение экспрессии этих генов в других органах чайного растения (побегах, корнях) при разной силе низкотемпературного воздействия.