Генетична трансформація рослин

Відео: Як трансформувати генетичні програми?

генетична трансформація рослин

Відео: Рослини. Урок 8. Фізіологія росту і розвитку рослин як основа продуктивності

Трансгенним (або генетично модифікованим) називається рослина, в геном якого методами генетичної інженерії перенесені гени (їх називають трансгенами) з інших організмів. Процес перенесення називається генетичної трансформації. Основними перевагами такої технології в порівнянні з традиційною селекцією є: можливість перенесення всього одного гена, що практично не зачіпає вихідний генотип- можливість надання ознак, які не можна перенести шляхом схрещування з близькородинними відамі- значне прискорення процесу отримання нових генотипів.

Найбільш широко використовуваний метод трансформації - агробактеріальної був розроблений на основі природного процесу. Ґрунтова бактерія Agrobacterium tumefaciens здатна інфікувати дводольні рослини, викликаючи пухлини - корончаті галли. Як з`ясувалося, при цьому відбуваються перенесення і вбудовування в рослинний геном двох груп генів: продукти одних втручаються в нормальний метаболізм рослини і сприяють розростанню пухлини, а продукти інших синтезують опінію, речовини, непотрібні рослині, але використовувані в їжу бактеріями. Вчені модифікували агробактерії таким чином, що вони замість власних переносять в рослини гени, потрібні людині.

Згодом був розроблений ряд інших методів трансформації рослинних клітин, з яких найбільшого поширення набув біобаллістіческій. Він використовується найчастіше для генетичної модифікації однодольних рослин, нечутливих до агробактерій. У спеціальних установках мікрочастинки золота або вольфраму з нанесеною на них ДНК прискорюють за допомогою стиснутого гелію, і вони проникають в ДНК клітин мішені.

Ознаки, які можливо надати за допомогою генної інженерії, дуже різноманітні і в основному обмежені тільки наявністю відповідних генів. Дуже умовно їх можна розділити на три групи. До першої відносяться ознаки, цікаві виробникам: стійкість до різних факторів навколишнього середовища - гербіцидів, хвороб, шкідників, посухи, засолення, поліпшення мінерального живлення, підвищення укорінюваності. Друга група ознак становить інтерес безпосередньо для споживачів - модифікація смаку і аромату плодів, збільшення тривалості їх зберігання, зміна забарвлення квіток, бессемянность, поліпшення поживної цінності рослин. У третю групу входять рослини-біофабрики, здатні синтезувати вакцини, ферменти, біополімери та інші корисні речовини.

ДНК бактерій існують не тільки у вигляді хромосом, але і у вигляді маленьких кільцевих молекул (плазмід). Бактерії Agrobacterium tumefaciens крім інших містять плазміди, що викликають пухлини (Ti-плазміди). На такий плазмиде серед інших генів є так звана область Т-ДНК, що містить гени, що відповідають за утворення пухлини на рослинах і синтез опинилися. Саме цей шматочок плазміди агробактерії вбудовують в ДНК рослин. З`ясувалося, що агробактерії в принципі здатні переносити в рослини будь-яку ДНК, яка розташована в цьому місці плазміди. Тому в плазмидах, використовуваних в генно-інженерних цілях, природні гени замінюють будь-якими іншими, що представляють інтерес для людини. Як правило, це два-три гена: цільової, який надає, наприклад, стійкість до насекомим- селективний, який надає стійкість до певних речовин (найчастіше - антибіотиків), що дозволяє трансформованої клітині рости в живильному середовищі з антибіотиками, в той час як нетрансформовані клітини в ній гібнут- і іноді - репортерний ген, який дозволяє якісно визначити трансформовану клітину, наприклад, по фарбуванню або світіння в ультрафіолет му світлі.

У суспензію агробактерій, що містять плазміди з потрібними генами, додають органи або тканини рослин (експланти), з яких найпростіше регенерувати цілі рослини (найчастіше використовуються листя). Цей етап називається кокультіваціей. Під час кокультіваціі агробактерії за допомогою vir-білків переносять ділянку Ti-плазміди і вбудовують його в рослинну ДНК.

Потім рослинну тканину поміщають на поживне середовище, що містить антибіотики. У цьому середовищі виживають лише ті клітини, в які агробактерії перенесли ген, що надає стійкість до антибіотиків, тобто трансформовані. Умови і склад середовища підібрані таким чином, що трансформовані клітини активно розмножуються, утворюючи неорганізовану масу клітин, які діляться (калллус), з якої регенерують трансгенні рослини. Отримані рослини розмножують і піддають різними оцінками спочатку в пробірці, а потім - на полях і в теплицях.

Створення одного нового сорту ГМР коштує від 50 до 300 млн доларів і займає від 6 до 12 років.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі