Обратный перенос хлоропластов как доказательство пластом-геномной несовместимости цибридных растений томата Lycopersicon esculentum (+ L. peruvianum var. dentatum)

Abstract

Цибрид томата Lycopersicon esculentum(+ L. peruvianum var. dentatum), сочетающий ядерный геном L. esculentum Mill., пластом L. peruvianum var. dentatum Dun. и гибридный хондриом, обладал несвойственным исходным родительским видам фенотипом. В частности, среди новых признаков были мраморность и светло-зеленая окраска листьев (частичная хлорофиллдефектность), а также увеличение длины вегетационного периода (угнетение развития), которые могли возникнуть вследствие ядерно-хлоропластной несовместимости.. Чтобы исключить возможность появления этих признаков аномального фенотипа за счет хромосомных или пластомных мутаций, мы осуществили обратный перенос хлоропластов цибрида томата на исходный ядерный фон пластомного хлорофиллдефектного мутанта L. peruvianum var. dentatum с помощью донор-реципиентного слияния протопластов. Среди полученных зеленых регенерантов были обнаружены около двадцати клонов с ядерным геномом и пластомом L. peruvianum var. dentatum. Все полученные цибриды дикого томата L. peruvianum var. dentatum(+ L. esculentum(+ L. peruvianum var. dentatum)) были полностью функциональными и фертильными растениями, которые характеризовались полноценным развитием и темно-зеленой окраской листьев. Они были способны к нормальной вегетации в полевых условиях и обильно завязывали плоды с жизнеспособными семенами. Таким образом, восстановление de novo исходных фенотипических и функциональных признаков у цибридных растений перуанского томата с обратно перенесенными хлоропластами является прямым доказательством несовместимости ядерного генома L. esculentum и пластома L. peruvianum var. dentatum.

Цибрид томата Lycopersicon esculentum(+ L. peruvianum var. dentatum), що поєднував ядерний геном L. esculentum Mill., пластом L. peruvianum var. dentatum Dun. і гібридний хондріом, мав невластивий вихідним батьківським видам фенотип. Зокрема, серед нових ознак були мармуровість і світло-зелене забарвлення листків (часткова хлорофілдефектність), а також збільшення тривалості вегетаційного періоду (пригнічення розвитку), які могли виникнути внаслідок ядерно-хлоропластної несумісності. Щоб унеможливити появу цих ознак аномального фенотипу за рахунок хромосомних чи цитоплазматичних мутацій, було здійснено зворотний перенос хлоропластів цибрида томата на вихідний ядерний фон пластомного хлорофілдефектного мутанта L. peruvianum var. dentatum шляхом донор-реципієнтного злиття протопластів. Серед отриманих зелених регенерантів було відібрано близько двадцяти клонів з ядерним геномом і пластомом L. peruvianum var. dentatum. Усі отримані цибридні рослини дикого томата L. peruvianum var. dentatum(+ L. esculentum(+ L. peruvianum var. dentatum)) виявилися повністю функціональними і фертильними та характеризувалися повноцінним розвитком і темно-зеленим забарвленням листків. Вони були здатні до нормальної вегетації в польових умовах і рясно зав’язували плоди з життєздатним насінням. Таким чином, відновлення de novo вихідних фенотипових і функціональних ознак у цибридних рослин перуанського томата зі зворотно перенесеними хлоропластами є прямим доказом несумісності ядерного геному L. esculentum і пластому L. peruvianum var. dentatum.