Схема агробактеріальної трансформації

схема агробактеріальної трансформації

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 - ген-репортер, який дозволяє якісно визначити трансформовану клітину, наприклад, по фарбуванню або світіння в ультрафіолетовому 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 (каллус), 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.

У Росії найбільш інтенсивні дослідження в галузі генетичної інженерії рослин, результати яких публікуються в наукових журналах і представляються на конференціях і симпозіумах, проводять три наукові установи: філія Інституту біоорганічної хімії (ФІБХ) РАН (м Пущино Московської області), Центр "Біоінженерія" РАН (Москва) і ВНДІ сільськогосподарської біотехнології (ВНІІСХБ) РАСГН (Москва). До теперішнього часу в ФІБХе отримані трансгенні рослини плодових (яблуня, груша, вишня), ягідних (суниця, актинідія), декоративних (хризантема, гвоздика), овочевих (морква) і злакових (пшениця) культур.

Приклади вбудованих генів: ген білка морозостійкості з арктичної камбали використовувався для підвищення стійкості рослин до заморозкам- бактеріальний ген Bt-токсину - до вредітелям- рослинний ген суперсолодка білка thaumatinII - до шкідливих мікроорганізмів, а також для модифікації смаку. За допомогою гена бактеріального походження rolC рослини набувають карликовість, а вбудовування гена халконсінтази з лев`ячого зіва змінює забарвлення інших квітів. Для додання рослинам стійкості до гербіцидів на основі фосфінотріцину використовується ген bar, який відповідає за синтез ферменту, що розщеплює гербіцид до нетоксичних компонентів.

Центр "Біоінженерія" спеціалізується на отриманні трансгенної картоплі, стійкої до колорадського жука, вірусам і гербіцидів, і соняшнику, а у ВНІІСХБе отримані трансгенні сорти томата і ріпаку, стійкі до фітопатогенів і гербіцидів. Крім цих установ відповідні роботи ведуться і в ряді інших, але там вони, як правило, обмежені або модельними об`єктами (тютюн), або перенесенням одного-двох генів. Розробки ФІБХа і "біоінженерії" проходять польові випробування вже не перший рік.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі