WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 38 | 39 || 41 | 42 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 40 ] --

Это свидетельствует о гомологичности генов, кодирующих их синтез. Гомология структуры ДНК явилась предпосылкой для клонирования nifгенов с целью локализации их у новых диазотрофов. Конструирование самопереносящихся плазмид, несущих гены азотфиксации, позволило передать диазотрофность нефиксирующим азот видам: E. coli, Salmonella typhimurium, Erwinia herbicola, Ps. fluorescens; без получения экспрессии nif-гены были клонированы также в дрожжах (рис.6.1).

Рис. 6.1. Гены азотфиксации были встроены в геном дрожжей: на первом этапе получают гибридные плазмиды слиянием плазмидиз E.coli и дрожжевой клетки, на втором – выделяют nifгены из Klebsiella pneumoniae и встраивают их во вторую плазмиды из E.coli, которую внедряют в хромосому дрожжей (по У. Бриллу, 1991).

Перенос более простых группировок генов, по сравнению с целой nifобластью, осуществим на основе вирусных векторов, например, вируса мозаики цветной капусты. При переносе nif-генов в растения возникают огромные, пока непреодолимые трудности, связанные не только с собственно переносом генов, но регуляцией их экспрессии. Однако разработанные к настоящему времени методы клонирования и рекомбинации нуклеиновых кислот создали предпосылки для переноса генов азотфиксации в клетки растений и получения их экспрессии. При переносе генов азотфиксации в высшие растения, помимо трудностей генетического характера, имеются и другие. Не изучена регуляция взаимосвязи генов фиксации азота с генами, ответственными за синтез переносчиков электронов и кофакторов, необходимых для функционирования нитрогеназы. Последняя должна быть защищена от ингибирующего воздействия кислорода.

Необходимы также интенсивные исследования генетики растений для подбора эффективных растений – хозяев, а также исследования, направленные на модификацию генома микроорганизмов для получения организмов, способных существовать в симбиозе не только с бобовыми растениями (например, хлебными злаками).

Фундаментальные исследования по переносу генов азотфиксации в высшие растения, по-видимому, приведут к многообещающим открытиям и коренному перевороту практики азотного питания растений.

Снабжение растений фосфатами Фосфатные ионы в почве, как известно, не очень подвижны, поэтому вокруг корневой зоны растений часто возникает дефицит фосфора. Везикулярно-арбускулярная микориза (ВА) играет существенную роль в плодородии почвы, так как способствует поглощению растениями фосфатов из почвы. Эндо- и экзомикоризы представляют собой особые структуры, формирующиеся внутри или вокруг мелких корешков растений в результате заражения почвенными непатогенными грибами.

Возникающие симбиотические отношения между грибами и растениями, выгодные растению-хозяину. Микориза ВА, образуемая грибомфикомицетом из семейства Endogonaceae, встречается довольно часто в большинстве почв практически всех климатических зон. Эта микориза присуща большей части покрытосемянных, многим голосемянным, а также некоторым папоротникам и печеночникам. Микориза ВА найдена у большинства важнейших видов культурных растений. Гифы микоризы, вырастающие из мицелия и распространяющиеся далеко за пределы корневой системы, переносят фосфат-ионы из зон их присутствия в клетки хозяина. Наибольший эффект ВА приносит растениям со слабой корневой системой. Благодаря этой микоризе рост растений на бедных фосфатами почвах улучшается. Одновременно с поступлением фосфатов растения также обогащаются микроэлементами. Доказано, что в растениях с микоризой концентрация гормонов роста выше, чем в ее отсутствие. Если ВАмикориза формируется в присутствии азофиксирующих бактерий, у бобовых усиливается процесс образования клубеньков и азотфиксация.

Для размножения эндофитов в почве нужна их инокуляция. Однако размножение грибов происходит только в присутствии растения-хозяина.

Единственный эффективный способ получения больших количеств эндофита – выращивание на соответствующей линии растений. Инокулятом при этом служит смесь корней мицелия и спор. Выделенные споры, инфицированную почву или корни растения с ВА используют для инокуляции растения-хозяина, свободного от болезней, в так называемой горшечной культуре. Полученный таким образом инокулят используют для инокуляции растений. Несколько граммов неочищенного инокулята, полученного из горшечной культуры растения-хозяина, добавляют в среду или размещают поблизости от молодых корней, так, чтобы до пересадки растения в грунт, успела образоваться довольно мощная микориза. Метод эффективен при разведении лесов, цитрусовых, но не находит применения для инокуляции в полевых условиях, так как препарата нужно много (2–3 т неочищенного инокулята на 1 га). Получать такие количества инокулята ВА пока не представляется возможным.

Для улучшения питания сельскохозяйственных культур фосфатами эффективен метод применения фосфоробактерина. Препарат получают на основе спор культуры Bacillus megaterium var. phosphaticum. Эти бактерии превращают трудно усвояемые минеральные фосфаты и фосфорорганические соединения (нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды) в доступную для растений форму. Следует отметить, что фосфоробактерин не заменяет фосфорные удобрения и не действует без них. Положительный эффект от применения фосфоробактерина связан не только с доставкой усвояемых фосфатов к растениям, но обусловлен также действием биологически активных веществ (тиамина, биотина, никотиновой и пантотеновой кислот, витамина В12 и др.). Данные биологически активные вещества, попадая на поверхность семян при инокуляции, а затем в ткани растения, стимулируют фосфорное и азотное питание, то есть благоприятно действуют на развитие растений на первых этапах.



Технология получения препарата фосфоробактерина во многом сходна с технологией получения сухого нитрагина и азотобактерина. Выращивание Bac. megaterium проводят в контролируемой глубинной культуре до стадии образования спор. Процесс проводят в строго стерильных условиях, так как многие производственные штаммы чувствительны к действию бактериофагов. Высушенную в распылительной сушилке при 65–75°С биомассу с остаточной влажностью 2–3 % смешивают с каолином, фасуют по 50–500 г в водонепроницаемые герметичные мешки. В 1 г препарата содержание жизнеспособных клеток – не менее 8 млрд. Препарат, в отличие от нитрагина и азотобактерина, стабилен. Поэтому он хорошо хранится при комнатной температуре длительное время. При хранении в течение года потеря жизнеспособности составляет около 20 %. Фосфоробактерин особенно эффективен при применении на черноземах, богатых фосфорорганическими соединениями. Семенной материал обрабатывают сухим фосфоробактерином механизированным способом непосредственно перед посадкой. Нормы расхода препарата составляют около 5 г и 200 г наполнителя (глина, почва, зола) на 1 га. При обработке клубней картофеля используют 0.1 % водную суспензию спор. Обработку проводят, равномерно увлажняя посевной материал. Применение фосфоробактерина повышает урожайность сельскохозяйственных культур на 10 %.

6.4. НОВЕЙШИЕ МЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ

В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ.

Наибольший вклад биотехнологии в сельское хозяйство, по общему мнению, следует ожидать за счет улучшения свойств культурных растений с использованием новейших методов клеточной и генетической инженерии.

Культура растительных клеток и тканей Первым применением новейших методов биотехнологии для высших растений стало их клональное размножение. Этому в значительной степени исследования в области фитогармонов, проведенные в конце 50-х годов. Способность регенерации большого числа растений из массы неорганизованных тканей (каллусов), пролиферирующих in vitro, и из культур органов и пазушных почек чрезвычайно эффективной. После того, как было выяснено, что клеточная дифференцировка и развитие растений, в основном, контролируются уровнями растительных гормонов, была продемонстрирована возможность создания условий in vitro, вызывающих клеточный рост, морфогенез и регенерацию растений из отдельных клеток или недифференцированных каллусов. Растительные клетки и культура тканей – основные объекты клеточной биологии, которая предоставляет возможности регенерации растений из протопластов, клеток и тканей, которые, в свою очередь, могут быть трансформированы или отобраны по специфическим генетическим признакам (рис.6.2). Культура растительных клеток позволяет сравнительно быстро получать многочисленные популяции в управляемых и контролируемых условиях среды на ограниченном пространстве и идентифицировать линии растений с повышенной биологической продуктивностью. Растительные клетки могут культивироваться как на жидких, так и твердых средах. Используемые при этом приемы аналогичны культивированию микроорганизмов. Процесс начинают со взятия в асептических условиях кусочков ткани от молодого здорового растения, как правило, используют листья или ствол. Ткань помещают в подобранную питательную среду при соответствующих физико-химических факторах среды. После получения каллуса возможно продолжение его выращивания Рис. 6.2. Биотехнологическое использование культуры клеток и тканей растений.

Длина стрелок указывает относительную легкость или трудность взаимных переходов на твердой среде или получение суспензии клеток. Суспендированные растительные клетки по сравнению с клетками каллуса более гомогенны, быстрее растут и имеют более высокие адаптивные возможности.

Культуры растительных клеток могут быть использованы для биотрансформации химических соединений и для эффективного синтеза биологически активных соединений de novo. В культуре клеток не только сохраняется способность продуцировать биологически активные соединения, свойственные исходному растению, но и возникает способность синтезировать новые ценные продукты, не обнаруженные в соответствующих интактных растениях (перицин, перикалин, хинокиол, ферригинол, акуаммалин и др.). При этом в ряде случаев в клеточных культурах целевой продукт накапливается в более значительных количествах, чем в целых растениях. Возможно также получение мутантов с повышенными продукционными качествами. В крупных масштабах культивирование растительных клеток стали применять с середины 70-х годов. В настоящее время реализованы крупномасштабные культивационные системы растительных клеток объемом до 20 м3 для получения различных ценных веществ – ментола, женьшеня, убихинона-10, бетанина, камптотецина (антиканцероген), полипептидов – ингибиторов фитовирусов, агар-агара и др. Список этот пополняется. Общими недостатками метода являются: низкие скорости роста растительных клеток, высокая частота инфекции, генетическая нестабильность. Кроме этого, в суспензии клеток наблюдается их агрегация, дифференцировка, в результате чего снижается активность.

Этих недостатков лишены процессы с использованием иммобилизованных растительных клеток. Такие биологические системы более устойчивы к механическим повреждениям, при этом фаза роста клеток совпадает с фазой образования продукта; клетки легко переносятся в новую среду или иные культивационные условия. Основные трудности данной технологии связаны с недостаточной изученностью регуляции метаболизма у эукариотических растительных клеток.

Особенностью клеточных культур растений является их способность к тотипотенции, – в определенной среде и определенных условиях можно регенерировать целое растение из одной клетки. Подобное свойство отсутствует у животных. Таким образом, в любой растительной клетке заложена генетическая информация, необходимая для дифференцировки клеток в процессе деления. Этот феномен используют при микроразмножении растений. Данная технология имеет существенные преимущества, так как позволяет быстро получать материал для размножения растений, включая системы, не содержащие возбудителей болезней, круглогодично иметь рассадочный материал и повышать его однородность, длительно хранить генетический материал и создавать новые генотипы.



Pages:     | 1 |   ...   | 38 | 39 || 41 | 42 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«Б. И. ГОЛДОВСКИЙ М. И. ВАЙНЕРМАН РАЦИОНАЛЬНОЕ ТВОРЧЕСТВО МОСКВА, 1990 1 УДК 658.512.2 Методы анализа проблем и поиска решений в технике Серия методических пособий Разрабатывается и издается по инициативе и при участии научно-технического кооператива Метод Редакционная коллегия: Вайнерман М. И., Глазунов В. Н, Голдовский Б. И., Джурко В. А., Грачев С. Н. Кудрявцев А. В., Овчинников Е. А., Светлов И. М., Титов В. В., Уварова В. Е. Книга 1 Голдовский Б. И., Вайнерман М. И. Рациональное творчество....»

«БЮЛЛЕТЕНЬ НОВЫХ ПОСТУПЛЕНИЙ за август 2011 года Уфа 2011 1 Сокращения Отдел учебной литературы ОУЛ (1 этаж) Отдел учебной литературы ОУЛ-2 (5 этаж) Отдел научной литературы ОНЛ (2 этаж) Читальный зал открытого доступа-1 ЧЗО-1 (2 этаж) Читальный зал открытого доступа-1 ЧЗО-1(АВ) - Ассортиментная выставка (2 этаж) Читальный зал открытого доступа-1 ЧЗО-1(КЭ) - Фонд контрольного экземпляра (2 этаж) Читальный зал технической литературы ЧЗТЛ (3 этаж) Отдел социально-экономической литературы ОСЭН (4...»

«Книга профессора тибетской и народной медицины, академика В. Ф. Востокова является программой для каждого человека по продлению жизни, здоровью и красоте. Она учит человека добру и дает древние знания, которые автор получил в процессе обучения в тибетских монастырях. Каждый человек может жить долго и не болеть, так как минимальная продолжительность жизни составляет 154 года. В книге автор излагает древние знания планеты Земля, методики по тибетской, народной, персидской, шаманской медицине,...»

«ТОМ 4 ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ЭНЕРГОНОСИТЕЛИ ХИМИЯ ИСКОПАЕМОГО И ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ: НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И АНАЛИЗА ХИМИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ВОЛГОГРАД 2011 УДК 54+66 ББК 24+35 ХIХ Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. В 4 т. Т. 4 : тез. докл. – Волгоград : ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. – 600 с. ISBN 978–5–9948–0782–8 Т. 4. Химические аспекты современной энергетики и альтернативные...»

«ВЕДУЩИЙ: Добрый день, коллеги. Вы знаете, завтра в Газпроме собрание акционеров. Как обычно, по традиции, перед собранием мы проводим целую серию пресс-конференций, которую сегодня завершаем, также по традиции, разговором о финансово-экономической политике компании. В пресс-конференции участвуют: — заместитель Председателя Правления — начальник Финансово-экономического департамента Газпрома Андрей Вячеславович Круглов; — заместитель Председателя Правления — главный бухгалтер Елена Александровна...»

«Система эффективного смазывания Автоматические лубрикаторы Klbermatic Необходимый смазочный материал в нужное время в нужном месте 3 Автоматическая смазка с помощью Klbermatic - Ваши преимущества с первого взгляда 4 Оптимальное решение для каждого применения 5 Klbermatic NOVA 8 Klbermatic STAR VARIO 10 Klbermatic STAR CONTROL TIME 12 Klbermatic Basis Kits 14 2 B994006012 / Издание 04.13 Необходимый смазочный материал в нужное время в нужном месте Всё зависит от правильного смазывания Смазочный...»

«Мониторинг и анализ технологического развития России и мира №4, 4 кв. 2013 г. январь 2014 Исследование осуществлено в рамках программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ в 2014 году Содержание Технологические тренды в мире 1. Мировой технологический радар i. Мониторинг технологического развития в мире ii. Венчурные инвестиции iii. Технологические тренды в России 2. Технологический радар России i. Мониторинг технологического развития в России ii. Венчурные инвестиции в России iii. Новое в...»

«Учебник посвящен анализу и современной интерпретации различных направлений психотерапии. Учебник предназначен для студентов и аспирантов, обучающихся по специальности психология, представляет интерес для врачей и практикующих психотерапевтов. Содержание Об авторах Предисловие научного редактора Введение Глава 1. Психодинамическая терапия Введение Эволюция понятий и концепций психодинамической терапии Психодинамическое учение о психической патологии Техника психодинамической терапии Литература...»

«А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, М.М. Башаров и др. Энерго- и ресурсосберегающие технологии и аппараты очистки жидкостей в нефтехимии и энергетике Под редакцией А.Г. Лаптева Отечество Казань 2012 УДК 621.187:612.182 ББК 31.37 Л 24 Авторы: А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, М.М. Башаров, Л.А. Николаева, Н.К. Лаптедульче, Е.О. Шинкевич, Е.С. Сергеева, Ю.М. Демидова, Е.Н. Бородай, А.Н. Долгов, М.М. Фарахов, Г.Г. Сафина Рецензенты: д.х.н., профессор Х.Э. Харлампиди д.т.н., профессор Е.Л. Матухин Л 24 Энерго- и...»

«На чём ты медитируешь, Подруга светлых дней? Какую мантру дашь душе Измученной моей? БГ. Часть первая. Цветок мира Четыре года назад наша машина летела по залитому солнцем немецкому автобану. Дети спали на заднем сиденье. Муж сказал мрачно: — Ладно, я там с детьми погуляю, а ты заседай. — Мог бы и не ездить, — огрызнулась я, — Кто тебя заставлял? — Ты что, всерьз думаешь, что я отпущу тебя одну с грудным ребнком к чрту на кулички? Помолчав, он добавил. — Ты хоть расскажи мне, что это за Роза...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.