Продолжаем рассказ об участниках проекта Департамента образования г. Москвы «Академический (научно-технологический) класс в московской школе». Сегодня знакомимся с участниками проекта «Изучение генов устойчивости к заболеваниям картофеля». Место выполнения — лаборатория ДНК маркеров растений Этот проект выполняет учащийся школы № 641 Белибов Габриэль под руководством к.б.н., с.н.с. Фадиной О. А. Целью проекта является изучение генов устойчивости к фитофторозу картофеля. Фитофтороз — заболевание картофеля, вызванное оомицетом Phytophthora infestans, приводящее к потере большого числа урожая.



Для достижения цели поставлены задачи:
— проверка наличия генов устойчивости к фитофторозу у растений картофеля с использованием ДНК маркеров;
— клонирование фрагмента гена устойчивости для анализа его нуклеотидной последовательности;
— проведение агроинфильтрации растений картофеля для подтверждения присутствия/отсутствия у растений картофеля генов устойчивости к фитофторозу.

В ходе работы учащийся знакомится с методами работы в молекулярно-генетической лаборатории:
— накопление целевых фрагментов ДНК методом ПЦР (полимеразно-цепная реакция);
— разделение ДНК в агарозном геле под действием внешнего электрического поля (метод электрофорез) и последующая визуализация ДНК в УФ-свете;
— клонирование гена с помощью Т-вектора;

— трансформация бактерий;
— выделение ДНК.

Учащийся провел ПЦР с использованием SCAR-маркеров для проверки присутствия R-генов устойчивости к фитофторозу у растений картофеля (диких видов и сложных межвидовых гибридов). Готовит агарозный гель для проведения электрофореза, что бы увидеть результаты ПЦР. Присутствие единичной полосы на геле свидетельствует о присутствии ДНК-маркера на ген устойчивости к фитофторозу в исследуемом образце.



Следующей задачей учащегося являются клонирование найденного маркера R-гена в исследуемом образце картофеля.



Из клонов, в которых есть вставка, будет выделена плазмидная ДНК и отдана на секвенирование (прочтение нуклеотидной последовательности ДНК). Затем полученная нуклеотидная последовательность будет проанализирована и использованием простейших методов биоинформатики. Для подтверждения присутствия или отсутствия активных генов устойчивости помимо маркерного анализа проводят агроинфильтрацию.



Учащийся провел тренировочную агроинфильтрацию гибрида картофеля. Далее будет проведена агроинфильтрация картофеля с использованием агробактерии, содержащей Avr-ген фитофторы (P. infestans, возбудителя заболевания картофеля). Гиперчувствительный ответ (появление темного пятна) свидетельствует о присутствии в растении гена устойчивости к фитофторозу.