Клеточная инженерия растений Лекция 8

Клеточная
инженерия
растений
Лекция 8
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Оплодотворение in vitro. Эмбриокультура.
2. Соматическая гибридизация.
3. Перенос в протопласты органелл,
микроорганизмов.
4. Генетическая трансформация растений.
5. Клеточная селекция in vitro.
Клеточная инженерия конструирование клеток нового типа
на основе их культивирования,
гибридизации и реконструкции
Технологии получения
гибридов in vitro:
- оплодотворение in vitro;
- эмбриокультура;
- соматическая гибридизация
Соматическая гибридизация - это
метод получения гибридных растений в
результате слияния протопластов,
изолированных из соматических клеток
родительских форм
Клетка, в которой слияния
ядер не произошло
СОМАТИЧЕСКАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ
МЕЖВИДОВАЯ
МЕЖСЕМЕЙСТВЕННАЯ
МЕЖРОДОВАЯ
Примеры межвидовой соматической
гибридизации
Гибриды, полученные при скрещивании
между сортами культурного картофеля и
его дикого вида
Культурный картофель:
крупные клубни;
восприимчивость
к болезням
Дикий картофель:
мелкие клубни, высокая
устойчивость к многим
заболеваниям
Примеры межродовой соматической
гибридизации
1978 г. (Мельхерс) первый межродовой гибрид
Картофель × Томат = Помато
Гибрид был
стерилен,
морфологически
аномален:
толстые корни,
отсутствие
типичных
столонов,
махровые
цветки
Перенос в протопласты
клеточных органелл
Хлоропласты и митохондрии отличаются
наличием собственной ДНК, могут
делиться самостоятельно, независимо
от деления клетки.
Трансплантация высокоэффективных
хлоропластов может способствовать
активации фотосинтеза и повышению
продуктивности растений
В изолированные протопласты можно
вводить клетки микроорганизмов,
создавая искусственные ассоциации
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ
ТРАНСФОРМАЦИЯ
РАСТЕНИЙ
НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ,
для решения которых осуществляется
генетическая трансформация растений:
 повышение устойчивости растений к биотическим
и абиотическим стрессам (бактериальным,
грибным, вирусным инфекциям, насекомымвредителям, гербицидам, засолению и др.);
 улучшение качеств запасных белков зерна;
 повышение эффективности азотфиксации и
расширение круга культурных растений, способных
к симбиотической фиксации азота;
 создание сверхпродуцентов биологически
активных веществ.
Клеточная селекция
in vitro
Наряду с генной инженерией
позволяет получать растения,
устойчивые к различным стрессовым
факторам
Суть метода: клетки каллусных либо
суспензионных культур выращивают на
селективных средах, т.е. в присутствии
агентов, к которым необходимо получить
устойчивые линии (например, засоление,
гербициды, фитопатогены и др.).
Выжившие клетки переносят на свежую
питательную среду, а затем регенерируют из
них целые растения,
толерантные к
определенному
стрессору.
Основные направления
клеточной селекции in vitro:
отбор клеток устойчивых к гербицидам;
отбор клеток устойчивых к засолению;
отбор клеток устойчивых к экстремальным
температурам;
отбор клеток устойчивых к патогенам;
отбор клеток, характеризующихся повышенным
синтезом незаменимых аминокислот.