Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературных данных 10
1.1. Современные представления о химическом составе древесины и её образовании 10
1.1.1. Клеточная стенка как основная структура древесины 10
1.1.2. Структура и взаимосвязь компонентов растительной клеточной стенки 12
1.2. Ксилоглюканаза – перспективный фермент для изменения параметров растения. 20
1.3. Populus tremula, как объект для молекулярной биологии древесных растений 22
1.4. Основные генно-инженерные подходы по повышению продуктивности и качества древесины растений рода Рopulus
1.4.1. Подавление экспрессии нативных генов 25
1.4.2. Экспрессия рекомбинантных генов
1.4.2.1. Растительные ферменты 28
1.4.2.2. Грибные ферменты 30
1.5. Плейотропный эффект рекомбинантных генов в древесных растениях 31
ГЛАВА 2. Материалы и методы 34
2.1. Объекты исследований 34
2.2. Культура in vitro растений осины 34
2.3. Адаптация растений к условиям ex vitro 35
2.4. Моделирование пространственной структуры молекулы ксилоглюканазы из гриба Penicillium canescens 35
2.5. Агробактернальная трансформация растений осины 35
2.6. Выделение тотальной растительной ДНК осины 37
2.7. ПЦР-анализ трансгенных линий 39
2.8. ОТ-ПЦР-анализ трансгенных линий 40
2.9. Электрофорез ДНК в агарозном геле
2.10. Анализ количества копий рекомбинантного гена в трансгенных линиях 41
2.11. Анализ ксилоглюканазной активности 43
2.12. Вестерн блоттинг 44
2.13. Анализ содержания пентозанов 46
2.14. Анализ содержания целлюлозы 46
2.15. Анализ содержания лигнинов 47
2.16 Анализ углеводного состава ксилемы 49
2.17. Анализ вторичных метаболитов 50
2.18. Анализ биометрических параметров 54
2.19. Анализ морфологии древесного волокна 55
2.20. Анализ эмиссии углекислого газа при разложении растительного материала трансгенных растений. 56
2.21. Анализ данных электронной микроскопии 56
2.22. Моделирование роста лесных плантаций на основе трансгенных форм осины 57
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждения 59
3.1. Генетическая трансформация осины рекомбинантным геном sp-Xeg 59
3.2. Молекулярно-биологический анализ трансгенных растений, несущих рекомбинантный ген sp-Xeg 61
3.3. Влияние экспрессии рекомбинантного гена sp-Xeg на фенотипические показатели трансгенных растений осины
3.3.1. Анализ растений в условиях in vitro 67
3.3.2. Анализ растений в условиях ex vitro
3.3.2.1. Растения в тепличных условиях 70
3.3.2.2. Растения в полунатуральных условиях 73
Заключение 105
Выводы 108
Список литературы
