Ўзбекистон республикаси олий мажлис сенати аграр, сув хўжалиги масалалари ва экология

 
 
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ТРАНСГЕНОМИКИ САХАРНОЙ
СВЕКЛЫ (
BETA VULGARIS
 L.) 
 
Х.М.Абдираимова, Ш.Э.Шерматов, А.С.Имамходжаева
Центр геномики и биоинфрматики Академии наук РУз . 
Сахарная свекла (
Betavulgaris
L. var. 
saccharifera
Alef.) является двухлетним корнеплодом, которая 
широко используется для производства сахара. По литературным данным сахарная свекла обеспечивает 
35% мирового производства сахара [1]. Кроме того, она является источником для производства 
биоэтанола и корма для скота. За период 200 летней селекции сахарной свеклы содержание сахара в ней 
выросло с 8 % до 18%. Традиционная селекция также вела отбор по таким признакам как устойчивость к 
вирусным и грибным болезням, высокая урожайность корнеплодов и устойчивость к цветушности. 
Селекция сахарной свеклы основывается на применении методов гибридизации и использовании эффекта 
гетерозиса. Обнаружение мужской цитоплазматической стерильности у сахарной свеклы позволило 
селекционерам получать высокоурожайные гибриды [2]. До настоящего времени методами традиционной 
селекции по всему миру получены множество сортов сахарной свеклы, однако, несмотря на это 
существует ряд проблем в создании улучшенных сортов сахарной свеклы. Современные геномные и 
генно-инженерные технологии предоставляют большие возможности для получения новых 
высокосахаристых, высокоурожайных, устойчивых к патогенам и абиотическим стрессам окружающей 
среды, генотипов сахарной свеклы, путем манипуляции генами.
Хотя за прошлые десятилетия генная инженерия сельхозкультур добилась больших успехов, 
сахарная свекла до сих пор считается трудно поддающимся к генетической трансформации растением. 
Агробактериальная трансформация, бомбардировка микрочастицами и трансформация растительных 
протопластов детально описано в научной литературе и широко используются в мире [3-9]. 
Агробактериальная трансформация является более простым, эффективным и менее дорогостоящим, чем 
другие системы. Она использует бактерий рода 
Agrobacterium,
которая способна переносить и встраивать 
в ядерную ДНК копии Т-ДНК [10]. Ткани сахарной свеклы трудно поддаются дифференцировке и 
регенерации, и эта проблема решается через агробактериальную трансформацию. Сахарная свекла в 
invitro
условиях очень восприимчива к трансформации 
A. tumefaciens
[3, 5, 11, 12, 13] и ее 
восприимчивость можно повысить путем предварительного культивирования перед инокуляцией [6]. 
Процесс регенерации у данной культуры зависит от многих факторов: генотип растения, состав 
питательной среды, сахаристости [14]. Способность к регенерации сахаристых сортов выше, чем 
урожайных. Кроме того, необходимо отметить, что различия по регенерационной способности могут 
наблюдаться и в пределах сорта [15-16]. 
Lindsey и Gallois первыми сообщили об успешной агробактериальной трансформации и 
регенерации трансгенной сахарной свеклы (3). Согласно результатам исследования, регенерация растений 
из тканей базальной части побегов была относительно быстрой и более частой в сравнении с черешками и 
тканями листьев. D‘Halluin с коллегами получили трансгенные растения сахарной свеклы, устойчивые к 
такому широкому спектру гербицидов как глюфосинаты и сульфонилмочевины [4]. Каллусные ткани 
были получены из семядолей, гипокотилей, черешков и настоящих листьев 2-3 месячных проростков. 
Этот генотип-зависимый протокол был длительным и потребовалось почти два года для получения 
побегов, что объясняет ненормальную морфологию растений. Тем не менее, эта была первая работа, 
описывающая трансгенные растения с агрономически важным признаком. Хотя для трансформации 
использовались различные экспланты сахарной свеклы, т.е., ткани базальной части побегов, черешки, 
листья и каллус, экспланты семядолей более успешно трансформировались с эффективностью 0.1 - 1.0% 
[17].
Исследователями были проведены эксперименты по получению трансгенной сахарной свеклы 
устойчивой к грибам. В одном из исследований ген хитиназы тыквы был перенесен в сахарную свеклу и 
наблюдался уменьшение симптомов болезни, вызванного грибом R. Solani [19]. Также, путем внедрения 
генов инсектицидных белков из 
Bacillusthuringiensis
были получены растения сахарной свеклы устойчивые 
к некоторым насекомым [20]. Значительная засухоустойчивость была достигнута путем экспресии SacB-
гена 
Bacillussubtilis
. Трансгенные растения показали лучший рост в условиях водного дефицита и имели 

---

198 
больший общий сухой вес (+25–35%) чем не трансгенные растения. Yang с коллегами путем введения в 
геном сахарной свеклы гена 
AtNHX
1 арабидопсиса повысили ее устойчивость к солевому стрессу. 
Несмотря на проведенные исследования и экономическую важность данной культуры, к 
настоящему моменту коммерициализированы всего несколько сортов генно-инженерной сахарной свеклы, 
устойчивых к гербицидам, и основные проблемы, связанные с повышением сахаристости, урожайности и 
устойчивости к стрессам остаются актуальными. Развитие современных геномных технологий позволило 
относительно недавно секвенировать полный геном сахарной свеклы, которая равна примерно в 714–758 
мегабазам. Это открывает новые пути для идентификации новых генов сахарной свеклы, ответственных за 
развитие агрономически полезных признаков. 
Учеными, в целях поиска генетических элементов для улучшения агрономических признаков 
проводятся широкомасштабные исследования по изучению экзома и транскриптома сахарной свеклы. 
Новые идентифицированные гены в свою очередь будут использованы для получения экологически более 
безопасных, высокоурожайных, сахаристых и устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам генно-
инженерных сортов сахарной свеклы с помощью РНК-интерференции и современной технологии 
редактирования генома CRISPR.