Transient gene expression and total flavonoids production in the electroporated licorice Glycyrrhiza glabra L. suspension protoplasts

Abstract

The bacterial chloramphenicol acetyltransferase (CAT) gene was expressed in licorice G. glabra L. suspension protoplasts by electroporation after introduction of the chimeric plasmid pDNt23-CaMV35S-nos-cat (pDNt23-root-specific and CaMV 35S promoters, nopaline synthase nos-terminator, and selectable NPT-II gene). Maximum of CAT activity in the licorice protoplasts was observed in 50 h after electroporation. Together with recent advances in the cell isolation and electroporation procedures, this system allows to study expression of the root-specific promoter introduced into the licorice cells. The level of total flavonoids production in 4 weeks culture was tested in the electroporated cell lines. Additionally, these electroporated cells were treated by elicitors (yeast extract and fungal bioextract). The total flavonoids production increased by 2–5 times in comparison with the non-electroporated licorice cells.Суспензійні протопласти солодцю Glycyrrhiza glabra L. транс­формували химерною плазмідою pDNt23-CaMV35S-nos мето­дом електропорації, для чого було підібрано оптимальні пара­метри цього процесу. Експресію підтверджували за допомогою репортерного гена хлорамфеніколацетилтрансферази (CAT). Максимальна його активність у трансформованих клітинах солодки спостерігалася через 50 год. Отримані трансформо­вані клітинні лінії продовжували культивувати протягом місяця для визначення сумарної фракції флавоноїдів. Транс­формовані клітинні агрегати солодцю додатково обробляли біотичними еліситорами. Вміст флавоноїдів в оброблених клітинних агрегатах у 2–5 разів перевищував контрольСуспензионные протопласты солодки G. glabra L. трансформи­ровали методом электропорации химерной плазмидой pDNt23-CaMV35S-nos, для чего были подобраны оптимальные пара­метры этого процесса. Экспрессию подтверждали с помощью репортерного гена хлорамфениколацетилтрансферазы (CAT). Максимальная его активность в трансформированных клет­ках солодки наблюдалась спустя 50 ч. Полученные трансфорированные клеточные линии продолжали культивировать в течение месяца для определения суммарной фракции флавоно­идов. Трансформированные клеточные агрегаты солодки до­ полнительно обрабатывали биотическими элиситорами. Содержание флавоноидов в обработанных агрегатах в 2–5 раз превышало контроль.