УДК 581.1

ТРАНСГЕННЫЕ РАСТЕНИЯ – НОВАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ИЛИ НОВЫЕ СВОЙСТВА РАСТИТЕЛЬНО-АГРОБАКТЕРИАЛЬНОГО СИМБИОЗА?

© 2018 г. А. Г. Еникеев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск

Поступил в редакцию 01.11.2017 г.

 

Трансгенные растения становятся одним из важнейших объектов биотехнологии. Споры о возможных последствиях использования генетически модифицированных организмов продолжаются до настоящего времени. Вопрос о биологическом статусе генетически модифицированных растений остается открытым. Единых критериев оценки последствий генетической трансформации нет. Причины и механизмы возникновения непредвиденных последствий трансформации остаются невыясненными. Методической основой генетической инженерии растений является растительно-агробактериальный симбиоз. Трансгенные растения рассматриваются как надвидовые системы, полученные путем искусственных растительно-агробактериальных симбиозов. Механизмы взаимодействия партнеров в симбиозе очень сложны и подвижны. Встройка в Т-ДНК чужеродных генов изменяет параметры бактериального симбионта. В результате характер взаимодействия организмов меняется. Происходит активация систем врожденного фитоиммунитета и соответствующая перестройка метаболизма растения. Эти изменения являются основной причиной возникновения непредвиденных эффектов трансгеноза. Интенсивность реакции на трансформацию определяется характеристиками встроенного целевого гена.

Ключевые слова: генетическая инженерия растений – агробактериальная трансформация – симбиоз – надвидовые системы – оценка последствий

 

 

 

______________________

Сокращения: ГМО – генетически модифицированные организмы; ГМР – генетически модифицированные растения; ГПГ – горизонтальный перенос генов; Т-ДНК – фрагмент ДНК Ti- или Ri-плазмиды, внедряющийся в ядерный геном клетки-хозяина (от transferred DNA).

Адрес для корреспонденции: Еникеев Андрей Густавович. 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 132, а/я 317. Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН. Электронная почта: enikeev@sifibr.irk.ru

 

История широкомасштабного использования генетически модифицированных (трансгенных) растений в сельскохозяйственном производстве отсчитывает третье десятилетие. По данным Международной службы по приобретению и использованию агробиотехнологий в 2016 году площади под посевами генетически модифицированных культур, составили 185.1 млн га [1]. С момента создания первых рекомбинантных ДНК [2–4], усилия исследователей сосредоточены, преимущественно, на изучении молекулярно-генетических механизмов трансформации и разработке новых методов создания трансгенных организмов [5, 6], либо на решении вопросов, связанных с практическим использованием генетически модифицированных растений (ГМР) [7, 8]. Вместе с тем, статус ГМР как биологической системы остается неопределенным. Общепринятых критериев оценки последствий трансгеноза нет. Специалисты в различных отраслях биологии по-разному подходят к решению этой задачи [9], что обуславливает широкий спектр мнений в оценке последствий генетической трансформации растений и возможных рисков использования ГМР [10, 11]. Целый ряд приобретаемых трансгенными растениями свойств не может быть объяснен с позиций существующей методологии исследований. Остаются невыясненными, в частности, причины и механизмы возникновения непредвиденных последствий трансформации [12]. Отсутствие четких представлений об особенностях физиологии трансгенного растения может стать причиной неверной интерпретации полученных результатов и, как следствие, ошибочных выводов и заключений. Необходимость выработки новых критериев оценки последствий генетической трансформации неоднократно подчеркивалась в научной литературе [13].

На сегодняшний день, генетическая инженерия растений располагает широким арсеналом методов переноса генов. По принципу действия различают методы опосредованной трансформации, посредством агробактериальных или вирусных векторов [14, 15], и методы прямого введения гена (биобаллистический, электрофоретическая трансфекция, электропорация, упаковка в липосомы, микроинъекции, трансформация через опыление, использование силикон-карбидных волокон и др.) [6]. В решении биотехнологических задач преимущественно используется агробактериальная трансформация, реже биобаллистический метод. Остальные методы трансформации практического значения не имеют [16, 17]. Сравнительный анализ эффективности агробактериальной и биобаллистической трансформации выявил значительные преимущества первого метода: меньшее число копий гена, отсутствие повреждений переносимых генов и стабильность их экспрессии [18]. Агробактериальная трансформация рассматривается как предпочтительный метод создания коммерческих трансгенных растений и с позиций проблем биобезопасности [19]. Разработка лабораторных модификаций этого процесса позволяет значительно расширить круг трансформируемых объектов [20], а Agrobacterium tumefaciens справедливо названа “рабочей лошадкой” биотехнологии [21].

Параметры методов опосредованной трансформации и прямого переноса генов значительно отличаются. В основе первых лежат природные процессы. Основой метода агробактериальной трансформации стало открытие стабильной интеграции бактериальной ДНК в растительный геном в корончато-галловых опухолях [22]. Механизмы этих процессов выработаны миллионами лет коэволюции. Методы прямого переноса генов, в частности биобаллистика, характеризуются высокой степенью неопределенности результатов и значительными ограничениями размеров переносимых генов [23]. Исследования, направленные на проведение сравнительного анализа физиологических последствий трансгенеза, осуществленного посредством методов опосредованной и прямой трансформации, в настоящее время, автору не известны. Анализ свойств трансгенов, созданных методами прямого переноса генов, является предметом отдельного исследования, и не входит в задачу данной работы.

В данной статье рассматривается новая концепция оценки свойств генетически модифицированных растений, созданных методом агробактериальной трансформации. Трансгенные растения рассматриваются как надвидовые конструкции, полученные путем искусственного растительно-агробактериального симбиоза с произвольно измененными, в соответствии с решаемой задачей, параметрами партнеров.

 

РАСТИТЕЛЬНО-АГРОБАКТЕРИАЛЬНЫЙ СИМБИОЗ

Бактерии рода Agrobacterium

Жизненные циклы растений тесно связаны с микроорганизмами, образующими с ними широкий спектр симбиотических систем как мутуалистической, так и паразитарной направленности [24]. Agrobacterium – гетерогенная группа грамотрицательных почвенных микроорганизмов, впервые выделенная в самостоятельный род в 1942 году (Conn, 1942). До начала 90-х годов прошлого века род Agrobacterium включал в себя четыре вида, три из которых вызывают образование у растений различных видов опухолей (Agrobacterium tumefaciens, Agrobacterium rubi, Agrobacterium rhizogenes), и один вид сапрофит (Agrobacterium radiobacter) [25]. В дальнейшем, классификация рода многократно пересматривалась, в результате чего его видовой состав дополнялся и изменялся [26]. В 1993 г. Sawada с соавт. на основании анализа последовательностей 16SрРНК пришли к выводу, что виды Agrobacterium и Rhizobium филогенетически переплетаются друг с другом, и эти два рода не могут быть разделены. Авторы так же отклонили имя A. tumefaciens, так как штаммы этого вида являются биоваром A. radiobacter [27]. Последняя, на сегодняшний день обширная ревизия проведена в 2001–2003 годах, в результате чего род Agrobacterium был окончательно упразднен, а входящие в него виды переведены в другие роды. Новое имя A. tumefaciensRhizobium radiobacter (Beijerinck и van Delden, 1902) Young с соавт. [28, 29]. В биотехнологической литературе, однако, пока сохраняются старые названия видов [30].

Вирулентные штаммы R. radiobacter (ранее A. tumefaciens) образуют паразитарные системы с широким кругом растений хозяев. Бактерия встраивает часть своей Ti-плазмиды (Т-ДНК) в геном растений. Экспрессия, входящих в Т-ДНК, генов синтеза фитогормонов приводит к неконтролируемому делению клеток и образованию корончато-галловых опухолей [31]. Путем удаления с помощью молекулярно-генетических методов генов, кодирующих биосинтез фитогормонов и опинов (вещества необходимые бактериям для питания) [32], созданы разоруженные штаммы, служащие основой для конструирования векторов для переноса целевых генов в геном растений-реципиентов [33]. Способностью горизонтального переноса Т-ДНК в геном растений обладают и другие, несущие Ti-плазмиду, виды рода Rhizobium, ранее входившие в состав рода Agrobacterium: R. larrymoorei, R. rubi, R. vitis [26]. Однако круг хозяев у этих видов очень узок, что лишает их практического значения.

Важным инструментом биотехнологии является также Rhizobium rhizogenes, несущий Ri-плазмиду и вызывающий образование другого вида опухолей – “бородатых” корней, культуры которых активно используются как в качестве экспериментальных моделей в физиологических исследованиях, так и для решения широкого круга биотехнологических задач [34, 35]. В отличие от несущих Ti-плазмиду патогенных штаммов Rhizobium, R. rhizogenes образует с растениями симбиотические системы, которые не могут быть описаны в рамках традиционных представлений о паразитизме и имеют более сложный характер. Образование дополнительных быстро растущих, интенсивно ветвящихся корней способствует лучшему укреплению растения в почве, увеличению поглотительной способности корней. Ri-плазмида совместима с процессами регенерации [34].

 

Механизмы формирования растительно-агробактериальных симбиозов

Большую часть ХХ столетия в научной литературе доминировала точка зрения, рассматривавшая паразитизм как явление противоположное симбиозу [36, 37]. Это обстоятельство в значительной степени повлияло на методологию изучения механизмов взаимодействия растений и фитопатогенных бактерий. Усилия исследователей были направлены, преимущественно, на изучение механизмов патогенеза или иммунитета растений [38, 39]. Описание подлинного характера отношений потребовало выработки новой методологии исследований параметров симбиоза [40]. Существенный шаг в этом направлении сделан благодаря развитию представления о надвидовых генетических системах [36, 41] и формированию новой научной дисциплины – симбиогенетики, предметом которой являются механизмы функционирования таких систем [42, 43].

Растительно-агробактериальные ассоциации – экологически облигатные симбиозы, характеризующиеся формированием генных систем, активных только в условиях симбиоза, и возникновением специализированных систем “симбиотических” (sym) генов на основе преобразований собственных генов либо их переноса от других организмов. Размеры геномов микросимбионтов увеличены относительно свободноживущих бактерий в 1.5–2 раза [44]. В растительно-агробактериальных симбиозах к числу таких генов следует отнести гены, обеспечивающие процесс трансформации [45], а также гены биосинтеза фитогормонов и опинов [32].

Горизонтальный перенос генов из агробактерий в растения и последующий процесс формирования корончато-галловых опухолей или косматых корней рассматривается как эндосимбиотический перенос генов в начальном этапе объединения геномов партнеров. Перенесенные в геном хозяина гены микросимбионта могут быть вовлечены в его дальнейшую эволюцию, уже не связанную с симбиозом [46]. Горизонтальный перенос генов (ГПГ) все чаще признается в качестве важной силы в эволюции эукариот, и, по-видимому, играет важную роль в адаптации к паразитизму, а также к условиям окружающей среды [47, 48]. Ярким подтверждением этого тезиса является факт обнаружения в 1982 г. White с соавт. в геноме нетрансформированного растения Nicotiana glauca последовательностей, гомологичных rol-генам Ri-плазмиды [49]. В дальнейшем такие последовательности были обнаружены в геномах других видов рода Nicotiana [50, 51], у представителей рода Linaria [52] и Ipomoea batatas [53]. Предполагается, что приобретенные от агробактерий гены имели адаптивное значение в ходе эволюции видов, придавая им дополнительные преимущества для выживания в неблагоприятных условиях среды [54].

 

ВЗАИМОКОНТРОЛЬ ПАРТНЕРОВ – ОСНОВА СТАБИЛЬНОСТИ СИМБИОТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

На всем протяжении истории изучения симбиоза выяснение механизмов, обеспечивающих стабильность межвидовых систем, оставалось в числе наиболее приоритетных задач [37]. Современные модели паразитарных симбиозов базируются на двух основных положениях: специфичность в выборе партнеров, а также коэволюция и взаимоконтроль свойств. Первое положение базируется на пришедшей из фитоиммунологии теории “ген-на-ген”, предполагающей наличие у паразита гена авирулентности, а у хозяина соответствующего гена резистентности [55]. Этот механизм исключает возможность бесконтрольного развития паразитарных систем. За годы своего существования теория многократно модернизировалась и дополнялась, но продолжает оставаться основной моделью для изучения эволюции сопротивления растений против паразитов [56].

Агробактериальная трансформация сложный многостадийный процесс, в который вовлечены как бактериальные гены, так и гены растения. Успешность переноса Т-ДНК в растительный геном зависит от сочетания большого числа факторов, контролируемых обоими партнерами [57, 58]. Восприимчивость к агробактериальной инфекции сильно различается у различных видов растений. Значительные различия в способности взаимодействия с агробактерией проявляют даже сорта и экотипы одного вида растений [59]. Как уже отмечалось выше, естественный круг хозяев Agrobacterium ограничен представителями класса двудольные. Ряд видов агробактерий способны взаимодействовать с растениями одного рода и даже вида растений, а для обладающих широким кругом хозяев A. tumefaciens и A. rhizogenes отмечена высокая штаммовая специфичность по отношению к растению-хозяину [60, 61].

Молекулярные и физиологические механизмы взаимодействий хозяин-паразит являются результатом миллионов лет коэволюции растений и патогенов [62]. У хозяев и паразитов выработались взаимные приспособления, приводящие к относительно равновесному их взаимодействию. Чрезмерное развитие паразита сдерживается защитными механизмами организма хозяина [63]. Параллельная селекция генотипов хозяина и паразита направлена на отбор в популяциях слабовирулентных форм паразита и повышение устойчивости хозяина [64]. Снижение патогенности способствует более активному взаимодействию симбионтов на уровне геномов, метаболизма, регуляции взаимоотношений с окружающей средой, обеспечивающего сохранение общего гомеостаза [65, 66].

 

ИЗМЕНЕНИЕ УРОВНЯ СТАБИЛЬНОСТИ РАСТИТЕЛЬНО-АГРОБАКТЕРИАЛЬНОГО СИМБИОЗА В ГЕННО-ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Технологии создания ГМР на основе Т-ДНК-векторов позволяют встраивать в геном растений гены любого происхождения, в том числе полученные из представителей других царств живых организмов. Для обеспечения надежной экспрессии, целевой ген, как правило, помещают под управление высокоэффективных вирусных промоторов [67].

Успешность формирования симбиотических систем зависит от взаимосоответствия свойств партнеров. Так, например, точечная мутация в одном гене приводит к потере способности грибов симбионтов растений к переключению, в зависимости от условий среды, типа взаимодействия с мутуалистического на паразитарный [68]. Встройка чужеродной ДНК значительно меняет характеристики исходного агробактериального штамма, что неизбежно приводит к изменению параметров растительно-агробактериальных систем [69]. Из относительно упорядоченных в результате длительной коэволюции сочленов они превращаются в разбалансированные. В результате, нарушается одна из фундаментальных основ паразитологии – принцип взаимной “селекции на совместимость” в коэволюции хозяина и паразита [65]. Кодируемые целевыми генами белки не распознаются системами распознавания паттерна [39], что влечет за собой активацию врожденного фитоиммунитета [70]. Активация систем фитоиммунитета и связанные с ней перестройки метаболизма являются основной причиной возникновения непредвиденных последствий трансформации [9]. Причиной проявления непредвиденных последствий трансформации может также стать межаллельное взаимодействие встроенных в Т-ДНК генов (эпистаз) с генами растения-хозяина [43].

В 2003 г. Nielsen [71] предложил концепцию различных уровней трансгенности (табл.), согласно которой уровень генетической нестабильности ГМО прямо пропорционален “генетической дистанции” (филогенетической удаленности) между донором и реципиентом генов. Диверсификация ГМО по принципу “генетической дистанции” позволила повысить уровень достоверности прогнозов непредвиденных последствий трансформации и рисков использования трансгенов. Вместе с тем, опыт создания и анализа свойств ГМР выявил ряд противоречий в предложенном подходе. Для растений, трансформированных разоруженными штаммами агробактерий без целевых генов, но несущими прокариотические гены неагробактериального происхождения (селективные маркерные гены устойчивости к антибиотикам) отмечено минимальное изменение свойств по сравнению с исходными формами [72]. В тоже время, в силу большой генетической дистанции между растениями и бактериями такие организмы относятся к высокому уровню трансгенности, а следовательно, с высокой вероятностью перестроек в метаболизме трансформированного растения. Концепция Nielsen построена без учета природных механизмов переноса генов между неродственными организмами. ГПГ рассматривается в настоящее время в качестве одного из важнейших механизмов эволюции бактерий [73]. Впервые, это явление описано японскими исследователями, продемонстрировавшими передачу резистентности к антибиотикам от одних видов бактерий другим [74, 75]. В ходе эволюции межвидовой перенос генов, обеспечивающих устойчивость к антибиотикам, мог осуществляться, в том числе, в геном бактерий, симбионтов растений, что сделало кодируемые ими белки “узнаваемыми” иммунной памятью растений [76, 77]. Для устранения возникшего противоречия необходимо уточнение понятия “генетическая дистанция”. Оценка этого параметра только на основе систематического положения организмов не учитывает характер возможных межвидовых взаимодействий. Для организмов, способных в естественных условиях образовывать симбиозы, “генетическая дистанция” будет меньше, чем для организмов, находящихся на таком же филогенетическом расстоянии друг от друга, но неспособных к образованию симбиоза.

Дополнительным источником нестабильности свойств ГМО является значительное расширение круга трансформированных объектов за счет видов, не являющихся в природных условиях хозяевами Agrobacterium. Осуществлен успешный перенос Т-ДНК в клетки однодольных [78, 79], голосеменных [80], мхов [81], папоротников [82], водорослей [83], объектов нерастительного происхождения [84, 85]. “Генетическая дистанция” у таких трансгенов будет выше, чем предполагается естественной филогенетической удаленностью между видами, что повышает вероятность проявления непредвиденных последствий трансформации и, следовательно, рисков практического использования создаваемых ГМО. Один из наиболее широко распространенных коммерческих трансгенов – Bt-кукуруза отличается от исходных форм значительно более высоким содержанием лигнина [86], что явилось дополнительным источником экологических рисков ее использования [87–89]. Отсутствие природных аналогов таких искусственно созданных надвидовых конструкций создает дополнительные трудности при анализе их свойств.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дальнейшее развитие биотехнологии растений невозможно представить без использования генно-инженерных технологий. Вместе с тем вопросы выработки критериев оценки рисков использования ГМО для здоровья человека и окружающей среды, в значительной степени, остаются нерешенными. Единого подхода к оценке последствий генетической трансформации, на сегодняшний день, не существует [9]. Накопленный объем знаний не позволяет дать однозначный ответ о свойствах и особенностях генетически трансформированных растений, причинах возникновения и механизмах непредвиденных последствий трансформации [12]. Причина сложившейся ситуации заключается, в первую очередь, в отсутствии четких представлений о биологическом статусе трансгенных растений.

Вышеизложенные факты позволяют рассматривать ГМР, созданные с помощью векторов на основе Agrobacterium, как искусственные растительно-агробактериальные симбиозы с произвольно измененными свойствами партнеров. Это обстоятельство позволяет применить в исследованиях физиолого-биохимических параметров трансгенов ранее неиспользовавшиеся для этих целей методологические подходы симбиологии. Трансгенные растения – надвидовые генетические системы, являющиеся результатом экологически облигатного растительно-агробактериального симбиоза. В изучении свойств таких систем накоплен определенный опыт [41], который может быть применен в исследованиях физиологических особенностей ГМР. Другое перспективное направление исследований – привлечение для решения поставленных задач методологических наработок теоретической паразитологии, рассматривающей различные модели взаимодействия хозяина и паразита [65].

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. ISAAA. Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2016. ISAAA Brief No. 52. Ithaca, NY. 2016. https://www.isaaa.org/resources/publications/briefs/52/download/isaaa-brief-52-2016.pdf
  2. Hedgpeth J., Goodman H.M., Boyer H.W. DNA nucleotide sequence restricted by the RI endonuclease // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1972. V. 69. № 11. P. 3448–3452.
  3. Jackson D.A., Symons R.H., Berg P. Biochemical method for inserting new Genetic information into DNA of Simian Virus 40: circular SV40 DNA molecules containing lambda phage genes and the galactose operon of Escherichia coli // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1972. V. 69. № 10. P. 2904–2909.
  4. Morrow J.F., Berg P. Cleavage of simian virus 40 DNA at a unique site by a bacterial restriction enzyme // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1972. V. 69. № 11. P. 3365–3369.
  5. Primrose S.B., Twyman R. Principles of Gene Manipulation and Genomics. UK: John Wiley & Sons. 2009. 672 p.
  6. Altman A., Hasegawa P.M. Biolistic and other non-Agrobacterium technologies of plant transformation // Plant Biotechnology and Agriculture. London: Academic Press. 2011. P. 117–130.
  7. Liйnard D., Sourrouille C., Gomord V., Faye L. Pharming and transgenic plants // Biotechnology Annual Review. 2007. V. 13. P. 115–147.
  8. Ahmad P., Ashraf M., Younis M., Hu X., Kumar A., Akram N.A, Al-Qurainy F. Role of transgenic plants in agriculture and biopharming // Biotechnology Advances. 2012. V. 30. № 3. P. 524–540.
  9. Enikeev A.G., Kopytina T.V., Maximova L.A., Nurminskaya J.V., Shvetsov S.G. Implications of plants genetic transformation assessed by geneticist, biochemist and physiologist // Journal of Stress Physiology & Biochemistry. 2015b. V. 11. № 4. P. 68–78. www.jspb.ru/issues/2015/N4/JSPB_2015_4_68-78.pdf
  10. Кузнецов В.В., Куликов А.М., Цыдендамбаев В.Д. Генетически модифицированные сельскохозяйственные культуры и полученные из них продукты: пищевые, экологические и агротехнические риски // Известия аграрной науки. 2010. Т. 8. № 3. С. 10–30.
  11. Чемерис А.В., Бикбулатова С.М., Чемерис Д.А., Баймиев Ал.Х., Князев А.В., Кулуев Б.Р., Максимов И.В. Надо ли опасаться ГМО? Взгляд несторонних наблюдателей на истерию вокруг // Биомика. 2014. Т. 6. № 2. С. 77–138. http://bmcs14062077.pdf
  12. Sorochinskii B.V., Burlaka O.M., Naumenko V.D., Sekan A.S. Unintended effects of genetic modifications and methods of their analysis in plants // Cytology and Genetics. 2011. V. 45. № 5. P. 324–332.
  13. Talas-Oğraş T. Risk assessment strategies for transgenic plants // Acta Physiologiae Plantarum. 2011. V .33. № 3. P. 647–657.
  14. Walkerpeach C.R., Velten J. Agrobacterium-mediated gene transfer to plant cells: cointegrate and binary vector systems // Plant molecular biology manual. Springer Netherlands. 1994. P. 33–51.
  15. Gleba Y., Klimyuk V., Marillonnet S. Viral vectors for the expression of proteins in plants // Current Opinion in Biotechnology. 2007. V. 18. № 2. P. 134–141.
  16. Tzfira T., Citovsky V. The Agrobacterium-plant cell interaction. Taking biology lessons from a bug // Plant physiology. 2003. V. 133. № 3. P. 943–947.
  17. ISAAA. Methods of Trait Introduction. 2017. http://www.isaaa.org/gmapprovaldatabase/traitintrolist/default.asp
  18. Travella S., Ross S.M., Harden J., Everett C., Snape J.W., Harwood W.A. A comparison of transgenic barley lines produced by particle bombardment and Agrobacterium-mediated techniques // Plant Cell Reports. 2005. V. 2. № 12. P. 780–789.
  19. Mehrotra S., Goyal V. Agrobacterium-mediated gene transfer in plants and biosafety considerations // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2012. V. 168. № 7. P. 1953–1975.
  20. Soltani J., van Heusden G.P.H., Hooykaas P.J.J. Agrobacterium-mediated transformation of non-plant organisms // Agrobacterium: from biology to biotechnology. Springer New York. 2008. P. 649–675.
  21. Choi J., Jeon J., Lee Y.H. Identification of T-DNA integration sites: TAIL-PCR and sequence analysis // Genetic Transformation Systems in Fungi. 2015. V. 2. P. 217–222.
  22. Chilton M.D., Drummond M.H., Merio D.J., Sciaky D., Montoya A.L., Gordon M.P., Nester E.W. Stable incorporation of plasmid DNA into higher plant cells: the molecular basis of crown gall tumorigenesis // Cell. 1977. V. 11. P. 263–271.
  23. Skinner D.Z., Muthukrishnan S., Liang G.H. Transformation: a powerful tool for crop improvement // Genetically modified crops: Their development, uses and risks. Haworth Press. 2004. 416 p.
  24. Артамонова М.Н., Потаетуркина-Нестерова Н.И., Беззубенкова О.Е. Роль бактериальных симбионтов в растительно-микробных ассоциациях // Вестник Башкирского университета. 2014. Т. 19. № 1. С. 81–84.
  25. Пирузян Э.С. Основы генетической инженерии растений. М.: Наука. 1988. 304 с.
  26. List of prokaryotic names with standing in nomenclature: Genus Rizobium. http://www.bacterio.net/rhizobium.html
  27. Sawada H., Ieki H., Oyaizu H., Mtsumoto S. Proposal for rejection of Agrobacterium tumefaciens and revised descriptions for the genus Agrobacterium and for Agrobacterium radiobacter and Agrobacterium rhizogenes // International Journal of Systematic Bacteriology. 1993. V. 43. № 4. P. 694–702.
  28. Young J.M., Kuykendall L.D., Martίnez-Romero E., Kerr A., Sawada H. A revision of Rhizobium Frank 1889, with an emended description of the genus, and the inclusion of all species of Agrobacterium Conn 1942 and Allorhizobium undicola de Lajudie et al. 1998 as new combinations: Rhizobium radiobacter, R. rhizogenes, R. rubi, R. undicola and R. vitis // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2001. V. 51. № 1. P. 89–103.
  29. Young J.M., Kuykendall L.D., Martınez-Romero E., Kerr A., Sawada H. Classification and nomenclature of Agrobacterium and Rhizobium – a reply to Farrand et al. (2003) // International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2003. V. 53. № 5. P. 1689–1695.
  30. Agrobacterium: From Biology to Biotechnology / Eds. Tzfira T., Citovsky V. Springer Science + Business Media, LLC. 2008. 750 p.
  31. Gelvin S.B. Crown gall disease and hairy root disease: a sledgehammer and a tackhammer // Plant Physiology. 1990. V. 92. № 2. P. 281–285.
  32. Владимиров И.А., Матвеева Т.В., Лутова Л.А. Гены биосинтеза и катаболизма опинов Agrobacterium tumefaciens и Agrobacterium rhizogenes // Генетика. 2015. Т. 51. № 2. С. 137–146.
  33. Gelvin S.B., Liu C.-N. Genetic manipulation of Agrobacterium tumefaciens strains to improve transformation of recalcitrant species // Plant Molecular Biology Manual, Kluwer Academic Publishers. Dordrecht, Netherlands. 1994. P. B4/1–B4/13.
  34. Кузовкина И.Н., Альтерман И.Е., Карандашов В.Е. Генетически трансформированные корни растений как модель изучения специфики метаболизма и симбиотических контактов корневой системы // Известия АН. Серия биологическая. 2004. № 3. С. 310–318.
  35. Кулуев Б.Р., Вершинина З.Р., Князев А.В., Чемерис Д.А., Баймиев Ан.Х., Чумаков М.И., Баймиев Ал.Х., Чемерис А.В. “Косматые” корни растений – важный инструментарий для исследователей и мощная фитохимбиофабрика для производственников // Биомика. 2015. Т. 7. № 2. С. 70–120. http://biomics.ru/year/2015/79-tom-07-2-2015g.html
  36. Ройтман В.А., Беэр С. Паразитизм как форма симбиотических отношений М.: Товарищество научных изданий КМК. 2008. 310 с.
  37. Martin B.D., Schwab E. Symbiosis: "Living Together" in Chaos // Studies in the History of Biology. 2012. V. 4. № 4. P. 7–25.
  38. Escobar M.A., Dandekar A.M. Agrobacterium tumefaciens as an agent of disease // Trends in Plant Science. 2003. V. 8. № 8. P. 380–386.
  39. Шафикова Т.Н., Омеличкина Ю.В. Молекулярно-генетические аспекты иммунитета растений к фитопатогенным бактериям и грибам // Физиология растений. 2015. Т. 62. С. 611–627.
  40. Leung T.L.F., Poulin R. Parasitism, commensalism and mutualism: exploring the many shades of symbioses // Vie et milieu – life and environment. 2008. V. 58, № 2. P. 107–115.
  41. Проворов Н.А., Тихонович И.А. Надвидовые генетические системы // Журнал общей биологии. 2014. Т. 75. № 4. С. 247–260.
  42. Тихонович И.А., Проворов Н.А. Симбиогенетика микробно-растительных взаимодействий // Экологическая генетика. 2003. Т. 1. № 0. С. 36–46.
  43. Тихонович И.А., Проворов Н.А. Развитие подходов симбиогенетики для изучения изменчивости и наследственности надвидовых систем // Генетика. 2012. Т. 48. № 4. С. 437–450.
  44. Проворов Н.А., Тихонович И.А. Эволюция бактериального генома в надвидовых системах: на пути к реконструкции процессов симбиогенеза // Генетика. 2015. Т. 51. № 4. С. 456–465.
  45. de la Riva G.A., González-Cabrera J., Vázquez-Padrón R., Ayra-Pardo C. The Agrobacterium tumefaciens gene transfer to plant cell // Electronic Journal of Biotechnology. 1998. V. 1. № 3. http://www.ejbiotechnology.info/content/vol1/issue3/full/1/bip/index.html
  46. Проворов Н.А., Тихонович И.А. Генетические и молекулярные основы симбиотических адаптаций // Успехи современной биологии. 2014. Т. 134. № 3. С. 211–226.
  47. Keeling P.J. Functional and ecological impacts of horizontal gene transfer in eukaryotes // Current opinion in genetics and development. 2009. V. 19. № 6. P. 613–619.
  48. Bock R. The give-and-take of DNA: horizontal gene transfer in plants // Trends in plant science. 2010. V. 15. № 1. P. 11–22.
  49. White F.F., Ghidossi G., Gordon M.P., Nester E.W. Tumor induction by Agrobacterium rhizogenes involves the transfer of plasmid DNA to the plant genome // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1982. V. 79. № 10. P. 3193–3197.
  50. Intrieri M.C., Buiatti M. The horizontal transfer of Agrobacterium rhizogenes genes and the evolution of the genus Nicotiana // Molecular Phylogenetics and Evolution. 2001. V. 20. № 1. P. 100–110.
  51. Joshua P.V., Suneetha D.R.S., Arundhati A., Rao G.S. Studies on Agrobacterium rol gene homologues in Nicotiana rustica L., N. plumbaginifolia Viv. and their hybrid // International Journal of Botany. 2010. V. 6. № 3. P. 280–286.
  52. Matveeva T.V., Bogomaz D.I., Pavlova O.A., Nester E.W., Lutova L.A. Horizontal gene transfer from genus Agrobacterium to the plant Linaria in nature // Molecular Plant-Microbe Interactions. 2012. V. 25. № 12. P. 1542–1551.
  53. Kyndt T., Quispe D., Zhai H., Jarret R., Ghislain M., Liu Q., Gheysen G., Kreuze J.F. The genome of cultivated sweet potato contains Agrobacterium T-DNAs with expressed genes: An example of a naturally transgenic food crop // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2015. V. 112. № 18. P. 5844–5849.
  54. Tanaka N. Horizontal gene transfer // Agrobacterium: From Biology to Biotechnology / Eds. Tzfira T., Citovsky V. Springer Science + Business Media, LLC. 2008. P. 623–647.
  55. Flor H.H. Host-parasite interaction in flax rust, its genetics and other implications // Phytopathology. 1955. V. 45. № 12. P. 680–685.
  56. Thrall P.H., Barrett L.G., Dodds P.N., Burdon J.J. Epidemiological and evolutionary outcomes in gene-for-gene and matching allele models // Frontiers in Plant Science. 2016. V. 6. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2015.01084/full
  57. Gelvin S.B. Plant proteins involved in Agrobacterium-mediated genetic transformation // Annual Review of Phytopathology. 2010. V. 48. P. 45–68.
  58. Lacroix B., Citovsky V. The roles of bacterial and host plant factors in Agrobacterium-mediated genetic transformation // International Journal of Developmental Biology. 2013. V. 57. № 6–8. P. 467–481.
  59. Karami O., Esna-Ashari M., Kurdistani G.K., Aghavaisi B. Agrobacterium-mediated genetic transformation of plants: the role of host // Biologia Plantarum. 2009. V. 53. № 2. P. 201–212.
  60. Anderson A.R., Moore L.W. Host specificity in the genus Agrobacterium // Phytopathology. 1979. V. 69. № 4. P. 320–323.
  61. Loper J.E., Kado C.I. Host range conferred by the virulence-specifying plasmid of Agrobacterium tumefaciens // Journal of Bacteriology. 1979. V. 139. № 2. P. 591–596.
  62. Heath M.C. The role of gene-for-gene interactions in the determination of host species specificity // Phytopathology. 1991. V. 81. P. 127–130.
  63. Беляков В.Д. Общие закономерности функционирования паразитарных систем (механизмы саморегуляции) // Паразитология. 1986. Т. 20. № 4. С. 249–255.
  64. Antia R., Levin B.R., May R.M. Within-host population dynamics the evolution and maintenance of microparasite virulence // The American Naturalist. 1994. V. 144. № 3. P. 457–472.
  65. Беэр С.А. Теоретическая паразитология, как её понимать, что входит в её задачи? // Материалы I и II международных чтений, посвященных памяти и 85-летию со дня рождения С.С. Шульмана. Калининград: Изд-во КГТУ, 2004. С. 45–66.
  66. Беэр С.А. Роль фактора патогенности паразитов в эволюции органического мира // Успехи общей паразитологии (Труды Института паразитологии РАН Т. 44) М.: Наука, 2004. С. 65–81.
  67. Алексеев Я.И., Хотяинцева Т.В., Боровская С.В., Колобова О.С., Варламов Д.А., Харченко П.Н. 35S промотор вируса мозаики норичника (P-FMV) – новая мишень для анализа содержания генетически модифицированных организмов // Известия ТСХА. 2011. № 6. С. 156–161.
  68. Johnson J.M., Oelmüller R. Mutualism or parasitism: life in an unstable continuum. What can we learn from the mutualistic interaction between Piriformospora indica and Arabidopsis thaliana? // Endocytobiosis Cell Research. 2009. V. 19. P. 81–111.
  69. Li W., Cao J.Y., Xu Y.P., Cai X.Z. Artificial Agrobacterium tumefaciens strains exhibit diverse mechanisms to repress Xanthomonas oryzae pv. oryzae-induced hypersensitive response and non-host resistance in Nicotiana benthamiana //Molecular Plant Pathology. 2017. V. 18. № 4. P. 489–502.
  70. Вахрушева О.А., Недоспасов С.Ф. Система врожденного иммунитета у растений // Молекулярная биология. 2011. Т. 45. № 1. С. 20–29.
  71. Nielsen K.M. Transgenic organisms: time for conceptual diversification? // Nature Biotechnology. 2003. V. 21. № 3. P. 227–228.
  72. Enikeev A.G., Kopytina T.V., Maximova L.A., Nurminskaya J.V., Shafikova T.N., Rusaleva T.M., Fedoseeva I.V., Shvetsov S.G. Physiological consequences of genetic transformation: result of target gene expression or stress reaction? // Journal of Stress Physiology & Biochemistry. 2015a. V. 11, № 2. P. 64–72. http://www.jspb.ru/issues/2015/N2/JSPB_2015_2_64-72.pdf
  73. Richardson A.O., Palmer J.D. Horizontal gene transfer in plants // Journal of Experimental Botany. 2007. V. 58. № 1. P. 1–9.
  74. Ochiai K., Yamanaka T., Kimura K., Sawada O. Inheritance of drug resistance (and its transfer) between Shigella strains and between Shigella and E. coli strains (in Japanese) // Hihon Iji Shimpor. 1959. № 1861. P. 34–46.
  75. Akiba T., Koyama K., Ishiki Y., Kimura S., Fukushima T. On the mechanism of the development of multiple‐drug‐resistant clones of Shigella // Japanese Journal of Microbiology. 1960. V. 4. № 2. P. 219–227.
  76. Jaskiewicz M., Conrath U., Peterhдnsel C. Chromatin modification acts as a memory for systemic acquired resistance in plant stress response // EMBO Reports. 2011. V. 12. № 1. P. 50–55.
  77. Slaughter A., Daniel X., Flors V., Luna E. Hohn B., Mauch-Mani B. Descendants of primed Arabidopsis plants exhibit enhanced resistance to biotic stress // Plant Physiology. 2012. V. 158. № 2. P. 835–843.
  78. Smith R.H., Hood E.E. Agrobacterium tumefaciens transformation of monocotyledons // Crop Science. 1995. V. 35. № 2. P. 301–309.
  79. Cheng M., Fly J.E, Pang S., Hironaka C.M., Duncan D.R., Conner T.W., Wan Y. Genetic transformation of wheat mediated by Agrobacterium tumefaciens // Plant Physiology. 1997. V. 115. № 3. P. 971–980.
  80. Humara J.M., Lopez M., Ordas R.J. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of Pinus pinea L. cotyledons: an assessment of factors influencing the efficiency of uidA gene transfer // Plant Cell Reports. 1999. V. 19. № 1. P. 51–58.
  81. Takenaka M., Yamaoka S., Hanajiri T., Shimizu-Ueda Y., Yamato K.T., Fukuzawa H., Ohyama K. Direct transformation and plant regeneration of the haploid liverwort Marchantia polymorpha L. // Transgenic Research. 2000. V. 9. № 3. P. 179–185.
  82. Muthukumar B., Joyce B.L., Elless M.P., Stewart C.N. Stable transformation of ferns using spores as targets: Pteris vittata and Ceratopteris thalictroides // Plant Physiology. 2013. V. 163. № 2. P. 648–658.
  83. Kumar S.V., Misquitta R.W., Reddy V.S., Rao B.J., Rajam M.V. Genetic transformation of the green alga – Chlamydomonas reinhardtii by Agrobacterium tumefaciens // Plant Science. 2004. V. 166. № 3. P. 731–738.
  84. Kunik T., Tzfira T., Kapulnik Y., Gafni Y., Dingwall C., Citovsky V. Genetic transformation of HeLa cells by Agrobacterium // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98. № 4. P. 1871–1876.
  85. Figueiredo J.G., Goulin E.H., Tanaka F., Stringari D., Kava-Cordeiro V., Galli-Terasawa L.V., Staats C.C., Schrank A., Glienke C. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of Guignardia citricarpa // Journal of Microbiological Methods. 2010. V. 80. № 2. P. 143–147.
  86. Saxena D., Stozky G. Bt-corn has a higher lignin content than non-Bt-corn // American Journal of Botany. 2001. V. 88. № 9. P. 1704–1706.
  87. Flores S., Saxena D., Stotzky G. Transgenic Bt plants decompose less in soil than non-Bt plants // Soil Biology and Biochemistry. 2005. V. 37. № 6. P. 1073–1082.
  88. Викторов А.Г. Bt-растения и биологическая безопасность почв // Агрохимия. 2007. № 2. С. 83–88.
  89.  Викторов А.Г. Влияние Bt-растений на почвенную биоту и плейотропный эффект -эндотоксин-кодирующих генов // Физиология растений. 2008. Т. 55. С. 823–833.