Transgeniczne ogorki z ekspresja genu taumatyny II i ich akceptacja przez szkodniki

Prześledzono, czy w wyniku wprowadzenia genu taumatyny II do genomu ogórka, uzyskane linie wykazują zmieniony w stosunku do formy wyjściowej poziom atrakcyjności dla szkodników. Materiał roślinny stanowiły transgeniczne linie ogórka o zróżnicowanym poziomie taumatyny II (T224, T212, T210), pochodzące z trzech niezależnych zdarzeń transformacyjnych. Kontrolą była forma wyjściowa dla linii transgenicznych - wysoce wsobna linia wyprowadzona z odmiany Borszczagowski, określona jako linia B. Badania wykazały, że zarówno owady (mszyce i wciornastki) jak i roztocze (przędziorki) lokowały się na transgenicznych i nietransgenicznych liniach ogórka. Najwyższe liczebności szkodników odnotowano na przełomie czerwca i lipca. Mszyce i wciornastki zasiedliły słabiej te linie ogórka, których liście cechowała wysoka zawartość taumatyny II (T224 i T212). W tym czasie roztocze (przędziorki) skolonizowały tylko linie T224 i T212, a na liniach nietransgenicznych pojawiły się dopiero pod koniec sezonu. Na roślinach wszystkich badanych linii ogórka stwierdzono obecność naturalnego wroga mszyc - roztocza z rodziny Trombidiidae. Liście linii T212 wyróżniały się wysoką zawartością metabolitów podstawowych, ważnych w diecie szkodników. Kumulacja taumatyny II zwiększyła się wraz z wiekiem liści, natomiast stężenie metabolitów wtórnych (fenole ogólne) uległo obniżeniu. Wprowadzenie do genomu ogórka genu taumatyny II wpłynęło na ilościowe zmiany w poziomie akumulacji badanych metabolitów podstawowych i wtórnych, co w konsekwencji mogło modyfikować atrakcyjność transgenicznych roślin dla szkodników.

The aim of the present work was to determine if thaumatin II gene insertion into the cucumber genome can change the chemical composition of transgenics plant affecting insect and mite-pests bahaviour and development. The attractiveness of 3 lines of transgenic cucumber plants (T224, T212, T210) and the highly inbred cucumber line B (parental line) to pests was evaluated under the field conditions. Additionally, the level of thaumatin II, leaf nutritional value (total nitrogen, soluble proteins, reducing sugars) and the level of secondary metabolites (total phenolics) in age-different leaves of transformed and untransformed plants were analysed. The study shows that significantly less aphids and thrips settled on the transgenic lines than on the line B. In contrast, at the beginning of season higher numbers of mite-pests were recorded on the transgenic lines as compared to non-trangenic ones. It was found that the transgene expression levels vary with leaf age: more thaumatin II was detected in fully expanded mature leaves as compared to young ones. A significantly higher concentration of total nitrogen, reducing sugars and total phenolics was found in young leaves of the T212 as compared to young leaves of other lines. Chemical composition of mature leaves of the T212 line differed significantly in the level of reducing sugars, soluble proteins and total phenolics as compared to leaves of others lines. Conclusion: In consequence of thaumatin II gene insertion into cucumber genome the production of some leaf metabolites important for pests changed making the transformed lines rather less attractive than untransformed ones to some sucking-pests as thrips and aphids.