WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 39 | 40 || 42 | 43 |   ...   | 49 |

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

-- [ Страница 41 ] --

С тех пор, как впервые удалось индуцировать из одной клетки регенерацию целого растения, техника культуры клеток стала широко применяться для клонирования. Тотипотенция была продемонстрирована на культурах тканей ряда растительных видов, а позднее – на соматических и половых клетках, изолированных из различных растений.

На рис.6.3 представлена схема клонального размножения растений Catharanthus roseus из верхушечных меристем. После проращивания стерильных семян C. roseus через 7 дней кончики побегов проростков срезали и проращивали в темноте, затем кончики проростков помещали на поверхность агаризованной среды Нича и культивировали на свету. Спустя недель из апикальных меристем формировались прорости с развитой корневой системой. Эти проростки использовали для второго этапа размножения, в ходе которого эксплантанты, состоящие из одного узла и одной пары листьев формировали проростки с корнями и 4–5 парами листьев.

После третьего пассажа развивались проростки с тем же числом узлов.

Укоренившиеся проростки пересаживали в горшки со стерильной почвой.

После 14-дневного периода акклиматизации проростки высаживали в почву; выживаемость проростков при этом составила 90 %.

В 1971 г. Табеке с сотрудниками, обрабатывая листья табака с целью растворения клеточных стенок сочетанием целлюлозы и пектиназы, добились успеха в получении протопластов. Протопласты при культивировании в жидкой среде в процессе деления формировали каллус, способный к регенерации целого растения. При этом свыше 90 % протоклонов (клонов, полученных из протопластов) были удивительно сходны с родительскими видами как по фенотипу, так и по генотипу. Протопласты позволили преодолеть обычную изменчивость, свойственную другим способам получеВерхушка побега Рис. 6.3. Схема клонального микроразмножения Catharanthus roseus ния клонов. В конце 80-х годов в США была разработана техника регенерации растения картофеля из протопластов сорта Рассет Бербанк. В течение 12–14 дней протопласты формировали клеточные стенки, начинали деление и образовывали каллус. После этого их переносили в культуральную среду, делая три пассажа; в последней культуре были получены целые растения.

Полученное огромное количество клонов (около 60 000) было проанализировано, при этом установили их неоднородность. Техника открывает огромРис. 6.4. Меристемные регенеранты гороха посевного (слева) а – с добавлением биологически активных веществ; б – без экзогенных регуляторов роста ные перспективы для эффективной селекции растений в лабораторных условиях. Такая работа проведена на протопластах табака, петунии и ряде других видов с целью получения форм, устойчивых к пестицидам. Появилась реальная возможность использовать технику регенерации целых растений их клеточных культур и каллусов для выведения новых сортов ряда важных культур (сои, маниока), для изменения сортов хлебных злаков, которые ранее не удавалось регенерировать из тканевых культур.

Культура растительных тканей, аналогично культуре клеток, позволяет достаточно быстро получать здоровые растительные клоны и на этой основе – перспективный рассадочный материал. После того, как было установлено, что апикальная меристема (небольшой участок недифференцированных клеток на кончике стебля) способна к росту с образованием целого растения, эта техника стала применяться для клонирования линий растений (рис. 6.4–6.5).

Регенерация Citrullus vulgaris из листовых дисков и сегментов гипокотиля.

Сверху – инициация каллусообразования, снизу – регенерация корней.

Сверху – регенерация побегов Citrullus vulgaris, снизу – регенерация полноценного растения арбуза Клетки меристемы при перенесении в питательную среду делятся, образуя маленькое растение с пятью-шестью листиками. Через несколько недель выросший стебель разрезают на пять-шесть микрочеренков, которые в благоприятных условиях вырастают в целые растения. При культивировании растительных меристем за сравнительно короткий срок удается получить большое здоровое потомство (миллионы растений в год). Технология эффективна при использовании для размножения однолетних культур, так как позволяет получать молодые растения. Апикальная меристема свободна от вирусов. Растения, полученные при ее размножении, также не заражены вирусами. В результате применения этой техники сначала были получены безвирусные сорта георгинов, а затем восстановлен сорт картофеля (бель-де-фонтоне), практически исчезнувший из-за вирусного заражения, затем и сорта многих других растений.

Особые успехи применения данной технологии были достигнуты при размножении масличной пальмы методами культуры ткани in vitro. Гвинейская масличная пальма является вторым после сои источником получения масла. Специфика эксплуатации масличной пальмы такова, что эффективное ее применение возможно в течение 25–30 лет; после этого периода плантации приходится обновлять. Для этого требуются миллионы молодых проростков. Усовершенствование и размножение растений методом скрещивания сопряжено с огромными затратами труда и времени.

В связи с тем, что масличная пальма не образует побегов и боковых ветвей в природных условиях, пришлось обратиться к культуре ткани in vitro.

В ходе исследований от культивирования меристемы отказались; каллус получали из частей молодых листьев с верхушки дерева. Далее культивировали каллусы до получения целого растения. Каллусы формировались в течение трех месяцев, при переносе во вторую и третью культуры из них формировались «эмбриоиды», аналогичные эмбрионам, получаемым при половом процессе. Эмбрионы быстро размножаются в четвертой культуре, в течение месяца их количество может утроиться. В течение одного года из 10 эмбрионов можно получить до 500 000 растений. В пятой культуре эмбрионы развиваются в молодые проростки с листочками; а в шестой – седьмой – происходит образование корней. Полный цикл развития растений от «эмбриоидной» стадии до проростка с высотой надземной части около 12 см происходит в течение трех месяцев. Этот метод на островах Новой Гвинеи в полупромышленных масштабах применяют с начала девяностых годов. В настоящее время проводятся испытания клонированного материала в полевых условиях. Благодаря применению техники клонирования страны Западной Африки смогут интенсифицировать процесс создания новых пальмовых плантаций, что позволит увеличить объемы производства масла и со временем устранить имеющийся дефицит жиров.



Техника слияния протопластов: гаплоидные растения Гибридные формы высших растений можно получать с использованием приема клеточной инженерии, на основе парасексуальной гибридизации в результате слияния протопластов. Техника слияния протопластов позволит генетикам расширить разнообразие гибридных растений. Это перспективная техника гибридизации не зависит от обычного полового размножения, посредством которого с достаточно большим трудом удалось получить гибриды пшеницы и ржи (тритикале), репы и капусты (рафанобрасика).

Метод заключается в том, что в качестве родительских используют не половые клетки (гаметы), а клетки тела (сомы) растения. Изолированные протопласты, выделенные из родительских организмов, в определенных условиях сливаются. Из полученных гибридных клеток в дальнейшем развиваются целые растения – гибриды. Применение этой технологии стало возможным в результате разработки двух новых экспериментальных методов – метода культуры клеток и тканей и метода изолированных протопластов. Метод изолированных протопластов позволяет с помощью ферментативного гидролиза разрушать клеточные стенки и получать растительные клетки, лишенные клеточной оболочки, покрытые только плазмолеммой.

Протопласты могут сливаться друг с другом с образованием единого целого, способного регенерировать в целое гибридное растение, с помощью полиэтиленгликоля или под воздествием электрического поля (рис. 6.6).

Применение протопластов для генетических экспериментов стало возможным после того, как было обнаружено, что эффективным индуктором их слияния является полиэтиленгликоль (ПЭГ). Поверхности растительных клеток и протопластов окружены водным слоем и имеют отрицательный заряд. Эти обстоятельства препятствуют слиянию. Действие ПЭГ, видимо, заключается в снижении поверхностных зарядов и отнятии воды.

После обработки клеток ПЭГ создаются условия для контакта клеточных мембран. В местах контакта происходит разрыв мембран, и содержимое двух протопластов объединяется. Образующиеся гибридные структуры сохраняют способность к восстановлению клеточной стенки, в результате появляются гибридные клетки. Универсальность и простота метода делают его доступным для селекции промышленно важных продуцентов. Генетическая рекомбинация в сочетании с индуцированным мутагенезом создает огромное разнообразие форм, увеличивая материал для отбора.

Техника дает возможность для получения межвидовых и межродовых гибридов и открывает пути для скрещивания филогенетически отдаленных форм.

Первое сообщение о гибридизации растений табака путем слияния соматических клеток появилось в 1972 г. С тех пор появились сотни успешных работ по парасексуальной гибридизации. Среди полученных форм – внутривидовые, межвидовые, межродовые, межтрибные и межсемейстГибридный Электроды поле под действием полиэтиленгликоля (I) и электрического поля (II) (по Х. Борман, 1991).

венные гибриды. Методика наиболее отработана применительно к видам семейства пасленовых. Получены парасексуальные гибридные растения в родах Nicotiana (в том числе табака), Solanum (картофель), Lucopersicum (томат); крестоцветных, зонтичных. Получены плодовитые, фенотипически нормальные межвидовые гибриды табака, картофеля, капусты с турнепсом. Имеются стерильные межвидовые гибриды картофеля и томатов (поматы), табака и картофеля, табака и беладонны, образующие нормальные стебли и корни. Удается получать растения, гетерозиготные по внеядерным генам; гибриды, в которых от одного родителя получено ядро, а от другого – цитоплазма.

В настоящее время исследования и уровень данной технологии достигли такого состояния, при котором становится возможным практическое применение метода для улучшения ряда культурных видов растений.

Основными направлениями работ по соматической гибридизации высших растений являются: гибридизация клеток как средство расширения рамок скрещивания; слияние клеток и перенос или реконструкция генов цитоплазмы; слияние клеток с целью переноса отдельных небольших фрагментов генома. При гибридизации соматических клеток возможно получение асимметричных гибридов, что может способствовать получению более устойчивых и функционально совершенных растений.

Генетическая инженерия растений Исследования в области генетической инженерии растений только начинаются. При использовании новейших генетических методов применительно к высшим растениям возникают не только технические трудности;

процедура также осложняется необходимостью решать дополнительные проблемы, связанные с нарушением структуры генома культивируемых растительных клеток (изменение плоидности, хромосомные перестройки).

Имеются определенные успехи в разработке систем клонирования некоторых важных сельскохозяйственных культур по схеме «протопласт – суспензионная культура – каллус – целое растение». Интенсивно исследуются структура и функции плазмидных ДНК растений и возможности их использования в качестве векторов.



Pages:     | 1 |   ...   | 39 | 40 || 42 | 43 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«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...»

«ПУТЬ К ИСТИНЕ (Азы Сокровенных Знаний) КНИГА III Из Глубины Веков 2 Прошло ещё две недели. Собираясь на очередную встречу с Ярославом для просмотра фильма Вера и обсуждения вопросов, поднимаемых Сергеем Стрижаком в проекте Игры Богов, а я даже сказал бы в киноэпопее Игры Богов, я вспомнил последний разговор со своим однокурсником, а теперь и соседом Сергеем. Помня, как шокировали его сведения, полученные на предыдущей встрече Путь к Истине, было бы интересно узнать, как он в последующем...»

«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...»

«Космическая энергетика и космические электроракетные двигательные системы актуальные проблемы создания и обеспечения качества, высокие технологии ВЫДАЮЩАЯСЯ РОЛЬ С.П.КОРОЛЕВА В РАЗРАБОТКЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПРОГРАММ СОЗДАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ЭЛЕКГРОРАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ КОСМОНАВТИКИ (К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ) Е.А.Яковлев Московский авиационный институт (государственный технический университет) С.П.Королев уделял большое внимание вопросам создания новых типов...»

«Главные преимущества солнечной энергетики заключаются в том, что это прямой способ получения чистой и практически неиссякаемой энергии. Фотовольтаика – один из основных претендентов для замены традиционных источников энергии, запасы которых ограничены в природе. Использование наноструктурированных материалов в фотовольтаике является в настоящее время одним из самых эффективных способов понижения стоимости солнечных элементов и повышения их эффективности. Для улучшения характеристик солнечных...»

«КАЛЕНДАРЬ ДАТ и СОБЫТИЙ - 2012 года ОМСК, 2011 От составителя Календарь состоит из трех разделов: 1. Общественно-политические и памятные даты 2012 года. В календарь включены российские и международные праздники и знаменательные даты, сведения о которых были опубликованы. 2. Информация о юбилеях выдающихся деятелей сельскохозяйственных наук и ученых, сотрудников ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, внесших значительный вклад в развитие университета. 3. Список аграрных вузов РФ – юбиляров 2012...»

«1 2 Школьные конкурсные проекты предлагают простые энергетические решения для сохранения климата Всероссийский конкурс SPARE 2010-2011 учебного года в рамках шестого международного конкурса школьных проектов по энергоэффективности Энергия и среда обитания проводился под лозунгом Сохраним климат с помощью простых энергетических решений. Цель конкурса: внедрение идей и методов энергосбережения в обществе, создание у школьников мотивации для сбережения ресурсов и энергии. Конкурс поддерживается...»

«Егор Тимурович Гайдар Гибель империи Скан, вычитка: http://www.socioline.ru Гайдар Е.Т. Гибель империи. Уроки для современной России: Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН); М.; 2006 ISBN 5 – 8243 – 0759 – 8 Егор Гайдар: Гибель империи Аннотация Книга посвящена проблемам, с которыми сталкиваются авторитарные режимы в полиэтнических государствах, чья экономика в значительной степени зависит от непредсказуемых колебаний цен на топливно-энергетические ресурсы. Эта тематика актуальна для...»

«Ноябрь 2009 г. Секретариат Энергетической Хартии НЕСОГЛАСУЮЩИЕСЯ МЕРЫ, СОХРАНЯЕМЫЕ ДОГОВАРИВАЮЩИМИСЯ СТОРОНАМИ, И ЛЮБЫЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА В ОТНОШЕНИИ ЭТИХ МЕР (СИНЯЯ КНИГА) БРЮССЕЛЬ 4 ноября 2009 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Процесс уведомления Режим Осуществления Инвестиций: стандарт недискриминации Реестр несогласующихся мер (Синяя книга) Категории несогласующихся мер Земля и недвижимость Приватизация Регистрация и контроль Взаимность Прочие изъятия Статус несогласующихся мер (изъятий) ТЕКСТ...»

«4.1. гОсударственнЫе кОмплекснЫе ЦелевЫе науЧнО-техниЧеские прОграммЫ В 2011 г. в Республике Беларусь началась реализация нового цикла государственных комплексных целевых научно-технических программ (ГКЦНТП), формируемых в целях научного и научно-технического обеспечения реализации приоритетов социально-экономического развития Республики Беларусь и повышения эффективности использования в народном хозяйстве результатов научных исследований и научно-технических разработок (см. таблицу). Согласно...»






 
© 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.