Olha Yaroshko

Human interferon α-2b (HuIFNα-2b) is a cytokine with antiviral and antiproliferative activities and is widely used as a therapeutic protein. Here, we investigated the production of biologically active HuIFNα-2b in transgenic tomato plants. Long-shelf-life Solanum lycopersicum L. cv. ‘Shedevr 1’ plants were transformed via an Agrobacterium-mediated protocol using the binary vector pCB124 carrying nptII and HuIFNα-2b genes. PCR and RT-PCR analyses confirmed transgenes presence and expression in regenerated kanamycin-resistant plants. Antiviral activity was evaluated in vitro by the inhibition of vesicular stomatitis virus replication in MA-104 epithelial cells. Interferon activity reached 14.90 × 10³ IU g⁻¹ FW in fresh fruit pulp and 854.00 × 10³ IU g⁻¹ FW in leaves. Importantly, transgenic fruits retained substantial activity (2.42 × 10³–6.72 × 10³ IU g⁻¹ FW) after three months of storage, with detectable activity (0.36 × 10³ IU g⁻¹ FW) remaining after five months. Transgene inheritance and interferon activity were confirmed in the T₁ and T₂ generations. These results demonstrate the potential of long-shelf-life transgenic tomatoes as a platform for the production and extended storage of biologically active recombinant proteins, potentially reducing dependence on costly purification and cold storage procedures.

Plants are multicellular organisms composed of diverse cell types, each with its own distinct mRNA, protein and metabolite profile. In addition, each cell type exhibits developmental gradients that require fine‐tuned balancing with neighbouring cells in terms of cell geometry and chromatin status. These factors highlight the need for precise knowledge of gene expression and chromatin dynamics during stress responses at the single‐cell level in planta, linked to cell position and fate. In this viewpoint, we discuss the importance of spatial cell biology in situ methods in modern plant research and briefly compare it with the methods currently available for studying single‐cell resolution.

The use of gene-editing tools, such as zinc finger nucleases, TALEN, and CRISPR/Cas, allows for the modification of physiological, morphological, and other characteristics in a wide range of crops to mitigate the negative effects of stress caused by anthropogenic climate change or biotic stresses. Importantly, these tools have the potential to improve crop resilience and increase yields in response to challenging environmental conditions. This review provides an overview of gene-editing techniques used in plants, focusing on the cultivated tomatoes. Several dozen genes that have been successfully edited with the CRISPR/Cas system were selected for inclusion to illustrate the possibilities of this technology in improving fruit yield and quality, tolerance to pathogens, or responses to drought and soil salinity, among other factors. Examples are also given of how the domestication of wild species can be accelerated using CRISPR/Cas to generate new crops that are better adapted to the new climatic situation or suited to use in indoor agriculture.

Cultivated tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most important horticultural crops in the world. The optimization of culture media for callus formation and tissue regeneration of different tomato genotypes presents numerous biotechnological applications. In this work, we have analyzed the effect of different concentrations of zeatin and indole-3-acetic acid on the regeneration of cotyledon explants in tomato cultivars M82 and Micro-Tom. We evaluated regeneration parameters such as the percentage of callus formation and the area of callus formed, as well as the initiation percentage and the number of adventitious shoots. The best hormone combination produced shoot-like structures after 2–3 weeks. We observed the formation of leaf primordia from these structures after about 3–4 weeks. Upon transferring the regenerating micro-stems to a defined growth medium, it was possible to obtain whole plantlets between 4 and 6 weeks. This hormone combination was applied to other genotypes of S. lycopersicum, including commercial varieties and ancestral tomato varieties. Our method is suitable for obtaining many plantlets of different tomato genotypes from cotyledon explants in a very short time, with direct applications for plant transformation, use of gene editing techniques, and vegetative propagation of elite cultivars.

Despite the fact that in the modern world more than a thousand edible plants are used for food, only 3 staple cereal crops are grown worldwide: wheat, rice, and maize. Growing a limited number of crops often causes many problems: ranging from the loss of biodiversity, due to the constant cultivation of the same monocultures in the same areas, to the deterioration of soil quality. A way out of this situation is the selection of new untraditional and neglected plants that could grow in a wide range of temperatures, produce high yields and at the same time have a balanced amino acid composition. Pseudocereals of the genus Amaranthus L. meet these criteria. Amaranth grain and plant raw materials are used in many industries: food, medicine, cosmetics.Modern technologies do not stand still. Along with traditional methods of plant breeding, the rapid pace of development involves genetic engineering of plants, which allows the process of creating improved plants to be speeded up several times.The purpose of this study is to analyze and systematize the achievements in the field of regeneration and genetic transformation of representatives of the Amaranthus genus. The results can be used for a practical application: the genetic transformation of species of the genus Amaranthus and other close genera of plants.

Метою роботи було виявлення ефективного культурального середовища для регенерації видів роду Physalis в умовах in vitro для їх подальшого розмноження і отримання плодоносних рослин з регенерантів в умовах ex vitro. Рослинним матеріалом для дослідження були такі види рослин: Physalis peruviana L., Physalis ixocarpa Broth. (cv. Likhtaryk), Physalis pubescens L. (cv. Zarynka). Введення рослин у культуру та отримання регенерантів проводилися в умовах in vitro; укорінення дорослих рослин та отримання рослин зі зрілими плодами проводили в умовах теплиці та відкритого ґрунту (ex vitro). Для отримання регенерантів використовували середовище Мурасіге і Скуга (МС₃₀), доповнене стимулятором росту зеатином у концентрації 0,5–3 мг/л. Для подовження стебел регенерантів використовували стимулятор росту 6-бензиламінопурин (БАП), а для ініціації коренеутворення використовували стимулятор росту α-нафтилоцтову кислоту (НОК). Як показники ефекту різних концентрацій стимулятора росту зеатину на регенераційну здатність фізалісів використовували такі критерії: частоту регенерації рослин і кількість регенерантів, які регенерували з одного експланту. Після проведення серії експериментів були підібрані ефективні поживні середовища для регенерації P. peruviana, P. ixocarpa (cv. Likhtaryk), P. pubescens (cv. Zarynka). Найбільш ефективними середовищами для регенерації пагонів із сім’ядольних листкових експлантів виявились MС₃₀ + 1 мг/л зеатину (Зеа) і MС₃₀ + 2 мг/л Зеа. Регенерація на цих середовищах складала для P. ixocarpa (cv. Likhtaryk) – 46,15 % і 53,84 %, для P. peruviana – 38,46 % і 45 %, для P. pubescens (cv. Zarynka) – 27 % і 34 % відповідно. Отримані регенеранти відокремлювали від експлантів і переносили на середовище MС₃₀, доповнене 1 мг/л БАП + 0,1 мг/л НОК для росту стебел та вкорінення. Через місяць культивування на середовищі MС₃₀ + 1 мг/л БАП + 0,1 мг/л НУК були отримані ювенільні рослини, які були перенесені в тепличні умови для проходження адаптації, а пізніше – у відкритий ґрунт на експериментальній ділянці. Через три місяці (з моменту появи регенерантів) були отримані фертильні рослини, які квітували і плодоносили. Нами вперше були отримані регенеранти для вітчизняних сортів P. ixocarpa (cv. Likhtaryk), P. pubescens (cv. Zarynka). Знайдена пряма залежність між концентрацією зеатину і частотою регенерації рослин, а також між концентрацією зеатину і кількістю регенерантів, отриманих з одного експланта.

The procedure for vacuum infiltration of cultivars A. caudatus L. and hybrids of A. caudatus L. xA. paniculatus L. was optimized. The functioning of gene construction pCBv19 in the Amaranthus leaves was evaluated by the transient expression after vacuum infiltration with Agrobacterium rhizogenes A4. After hypocotyl transformation of the varieties of amaranth species A. caudatus L.: Helios, Karmin, Kremovyi rannii, and hybrids A. caudatus x A. paniculatus L. – cv. Sterkh, A. caudatus x Sterkh- cv. Zhaivir with the wild strain A. rhizogenes A4, the culture of "hairy roots" was obtained. Embedding and transcription of genes in the roots are confirmed by the results of the PCR analysis.

Visn. Hark. nac. agrar. univ., Ser. Biol., 2017, Issue 2 (41), с. 78-84 doi: INDUCTION OF CALLUS FORMATION AND MICROCLONAL REPRODUCTION OF AMARANTHUS CAUDATUS L. (CV. HELIOS) О. M. YaroshkoInstitut