RUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesRUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство2312-797X2312-7988Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba1747510.22363/2312-797X-2017-12-4-323-331ArticlesСтатьиResearch ArticleSHORT PEPTIDES REGULATE THE GROW OF CALLUS CULTURE TOBACCO NICOTIANA TABACUM LКОРОТКИЕ ПЕПТИДЫ РЕГУЛИРУЮТ РОСТ КАЛЛУСНОЙ КУЛЬТУРЫ ТАБАКА NICOTIANA TABACUM LDilovarovaT AДиловароваТ А

Диловарова Татьяна Анатольевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник группы геномной модификации ФГБНУ Всероссийского НИИ сельскохозяйственной биотехнологии

dilovarova@yandex.ruSmesovaS VСмесоваС В

Смесова Cветлана Викторовна - студент РГАУ Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева; младший научный сотрудник группы геномной модификации ФГБНУ Всероссийского НИИ сельскохозяйственной биотехнологии

smesova.svetlana@mail.ruBaranovaE NБарановаЕ Н

Баранова Екатерина Николаевна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клеточной биологии ФГБНУ Всероссийского НИИ сельскохозяйственной биотехнологии

greenpro2007@rambler.ruFedoreyevaL IФедорееваЛ И

Федореева Лариса Ивановна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник группы геномной модификации ФГБНУ Всероссийского НИИ сельскохозяйственной биотехнологии

fedlara@inbox.ruAll-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology, Russian Academy of SciencesВсероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии РАН15122017124VOL 12, NO4 (2017)ТОМ 12, №4 (2017)32333114122017Copyright ©; 2017, Dilovarova T.A., Smesova S.V., Baranova E.N., Fedoreyeva L.I.Copyright ©; 2017, Диловарова Т.А., Смесова С.В., Баранова Е.Н., Федореева Л.И.2017Dilovarova T.A., Smesova S.V., Baranova E.N., Fedoreyeva L.I.Диловарова Т.А., Смесова С.В., Баранова Е.Н., Федореева Л.И.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/17475

Phytohormones, which are secreted peptides, play an important role in intercellular inter-actions, participating in the regulation of development and in numerous physiological processes and in responses to the influence of environmental factors. Short peptides in a concentration of 10-7-10-8 M regulate the growth and development of the callus culture of tobacco (Nicotiana tabacum L.) in culture in vitro. AlaGluAspGly, AlaAspGluLeu, GlyGly and GlyAsp on the 28th day of cultivation showed an increase in the biomass of tobacco by a factor of 1.5 to 2.5, an increase in the number of regenerants per explant by 10-30%, and also the area of the leaf plate of regenerants by 2-2.5 times. Exogenous peptides influence the expression of genes encoding the proteins of growth factor regulators. It was found that the expression values calculated by the PCR-PB method depend on the nature of the peptide. In addition, structurally different peptides differentially affect the different genes (growth regulating factor) of GRF. The greatest increase in the expression level of GRF family genes is observed in the presence of AlaAspGluLeu - GRF1, GRF3, GRF4 3.5-4 times, in the presence of AlaGluAspGly - GRF2 more than 4.5 times, GlyGly - GRF4 more than 3 times, GlyAsp - GRF3, GRF4 in 3-4 times. It is assumed that in the cell culture, short peptides can act as a regulator of the growth of new generation plants that can find application in biotechnology and practical plant growing.

Фитогормоны, представляющие собой секретируемые пептиды, играют важную роль в межклеточных взаимодействиях, участвуя в регуляции развития и в многочисленных физиологических процессах и в ответах на воздействие окружающих факторов. Короткие пептиды в концентрации 10-7-10-8 М регулируют рост и развитие каллусной культуры табака (Nicotiana tabacum L.) в куль-туре in vitro. AlaGluAspGly, AlaAspGluLeu, GlyGly и GlyAsp на 28 день культивирования показали увеличение биомассы табака в 1,5-2,5 раза, увеличение числа регенерантов на эксплант на 10-30%, а также площади листовой пластинки регенерантов в 2-2,5 раза. Экзогенные пептиды влияют на экспрессию генов, кодирующих белки регуляторов факторов роста. Установлено, что величины экспрессии, рассчитанные методом ПЦР-РВ, зависят от природы пептида. Кроме того, разные по структуре пептиды дифференцированно влияют на разные гены (growth regulating factor) GRF. Наибольшее увеличение уровня экспрессии генов семейства GRF наблюдается: в присутствии AlaAspGluLeu - GRF1, GRF3, GRF4 в 3,5-4 раза, в присутствии AlaGluAspGly - GRF2 более чем 4,5 раз, GlyGly - GRF4 более чем 3 раза, GlyAsp - GRF3, GRF4 в 3-4 раза. Предполагается, что в клеточной культуре короткие пептиды могут действовать как регуляторы роста растений нового поколения, которые могут найти применение в биотехнологии и практическом растениеводстве.

short peptidesplant growth regulatorscallus cultureNicotiana tabacum L. tobaccoGRF genesкороткие пептидырегуляторы роста растенийкаллусная культуратабак Nicotiana tabacum Lгены GRFKharchenko P.N. Problems of agro-biotechnology. FEDERAL state budgetary scientific institution “Rosinformagrotekh”, 2012. C. 1—260.Харченко П.Н. Проблемы агробиотехнологии. ФГБНУ «Росинформагротех», 2012. C. 1-260.Czyzewicz N., Yue K, Beeckman T. Communications I. estimates in a bottle: small signalling peptide outputs during growth and development. J. exp. Biolle. 2013. No. 66. P. 5229—5243.Czyzewicz N., Yue K., Beeckman T., De Smet I. Message in bottle: small signalling peptides outputs during growth and development // J. Exp. Biol. 2013. № 66. P. 5229-5243.Murphy E., Smith S., De Smet I. Signalling Small peptides in Arabidopsis development: how cells communicate at a distance shot. Plant cell. 2012. No. 24. P. 3198—3217.Murphy E., Smith S., De Smet I. Small signallinig peptides in Arabidopsis development: how cells communicate over a shot distance // Plant Cell. 2012. № 24. P. 3198-3217.Wang G., Zhang G., Wu M. CLE Signaling peptides and cross stem with phytohormones and environmental stimuli. Science about plants by 2016. No. 6. P. 1211—1217.Wang G., Zhang G., Wu M. CLE peptide signaling and crosstalk with phytohormones and environmental stimuli // Frontiers in Plant science 2016. № 6. P. 1211-1217.Betsuyaku S., Sawa S.M. Yamada functions of CLE peptides in plants plant development microbe interactions. The Arabidopsis book. 2011. No. 9. P. 149.Betsuyaku S., Sawa S., Yamada M. The function of the CLE peptides in plant development plant microbe interactions // Arabidopsis book. 2011. № 9. P. 149.Fedoreeva L.I., Dilovarov T.A., Agapkin V., Martirosyan Yu.C., Khavinson X., Kharchenko P.N., Vanyushin B.F. Short peptides regulate gene expression of exogenous CLE, KNOX1 and GRF from Nicotiana tabacum. Biochemistry. 2017. No. 82. P. 700—709.Федореева Л.И., Диловарова Т.А., Ашапкин В.В., Мартиросян Ю.Ц., Хавинсон В.Х., Харченко П.Н., Ванюшин Б.Ф. Короткие экзогенные пептиды регулируют экспрессию генов CLE, KNOX1 и GRF у Nicotiana tabacum // Биохимия. 2017. № 82. P. 700-709.Murashige T., Skoog F. Revised medium for rapid growth and bioanalysis with tobacco tissue cultures. Physiology of plantar. 1962. T. 15. No. 3. S. 473—497.Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures // Physiologia plantarum. 1962. Т. 15. №. 3. С. 473-497.Zhang V., Ju. R. Molecular mechanism of stem cells in the Arabidopsis talian. Pharmakogn. Rev. 2014. No. 8(16). P. 105—112.Zhang W., Yu R. Molecular mechanism of stem cells in Arabidopsis thaliana // Pharmacogn. Rev. 2014. № 8 (16). P. 105-112.Omidbakhsfar A.M., Proust C., Fujikura U., Mueller-Roeber B. Growth-regulatory factors (CSF): a small Transcription factor family with essential functions in plant biology. Biochemistry Plant. 2015. No. 8. P. 998—1010.Omidbakhsfar M.A., Proost S., Fujikura U., Mueller-Roeber B. Growth-Regulating Factors (GRFs): A Small Transcription Factor Family with Important Functions in Plant Biology // Mol. Plant. 2015. № 8. P. 998-1010.Jimenez V.M. Participation of plant hormones and plant growth regulators under laboratory conditions somatic embryogenesis. Regulation of plant growth. 2005. T. 47. No. 2—3. P. 91—110.Jiménez V.M. Involvement of plant hormones and plant growth regulators on in vitro somatic embryogenesis // Plant Growth Regulation. 2005. Т. 47. № 2-3. С. 91-110.