Нашли неточность, аошибку в тексте?

Выделите текст и нажмите
Ctrl + Enter и напишите вашу версию текста.
Спасибо.

Мы бесплатно разместим статьи, тексты, книги, публикации на Эко портале обращайтесь portaleco.ru@gmail.com

 Клеточная инженерия.
(6 голоса, среднее 4.33 из 5)
Статьи - Экологическая селекция растений.

Клеточная инженерия.

Разработка методов культивирования изолированных клеток и тканей растений на искусственной питательной среде в регулируемых асептических условиях (в культуре in vitro) создает предпосылки для использования принципиально новых технологий в адаптивной селекции. Получение таких результатов стало возможным благодаря тотипотентности растительных клеток, т.е. способности в результате регенерации формировать целое растение из единичной клетки. Обычно объектами клеточной инженерии являются ткани различных органов (экспланты), которые служат для получения каллуса, суспензии клеток или протопластов.

В настоящее время техника получения и культивирования каллуса, суспензионной культуры и культуры протопластов, а также условия регенерации разработаны для многих растений, ценных в хозяйственном отношении (картофель, пшеница, ячмень, кукуруза, томат, табак и др.), что делает возможным использование в селекции нетрадиционных методов клеточной инженерии. К их числу относятся соматическая гибридизация, гаплоидия, клеточная селекция, преодоление нескрещиваемости в культуре in vitro. Некоторые из них рассмотрены нами ранее, поэтому мы остановимся на использовании клеточной селекции для повышения адаптивного потенциала культурных растений. Главная отличительная особенность клеточной селекции — возможность отбора на уровне клетки, т.е. применения методов отбора, обычно используемых в микробиологии.

Клеточная селекция имеет ряд преимуществ перед традиционными методами:

  • 1) отсутствие сезонности в работе;
  • 2) возможность использования миллионов клеток при отборе;
  • 3) направленная селекция путем применения селективных сред;
  • 4) выполнение работ в лабораторных условиях (Шамина, 1984).

Культивирование растительных клеток in vitro, как правило, приводит к накоплению сомаклональной генетической изменчивости.

Причинами появления сомаклональной изменчивости могут быть:

  1. 1) наличие генетической изменчивости в соматической ткани, используемой в качестве экспланта;
  2. 2) переход растительных клеток в виде каллуса, суспензии или протопластов в недифференцированное состояние;
  3. 3) длительное выращивание в культуре in vitro;
  4. 4) использование специфических компонентов среды или фитогормонов (Сидоров, 1990).

Сомаклональная изменчивость проявляется в следующих формах (Scowcroft, Larkin, 1982; Reisch, 1983; Гостимский, 1987):

генетическая изменчивость, связанная с мутациями генов ядра И цитоплазмы, транспозонами, амплификацией генов и соматическим кроссинговером; цитогенетическая изменчивость (анеуплоидия, полиплоидия, транслокации, делеции, инверсии, дупликации); негенетическая изменчивость (элиминация вируса, эпигенетические изменения).

Генетическая изменчивость в культуре in vitro может быть также индуцирована действием химических и физических мутагенов (Шамина, 1984; Зубко и др., 1988; Гонзалес, Уидхолм, 1989; Сидоров, 1990). Из химических мутагенов наибольшее распространение получили нитрозогуанидин, нитрозо-метил (э-тил) мочевина, метил (этил) метансульфонат; из физических — ультрафиолет, рентгеновские и гамма-лучи.

У растений-регенерантов выявлен широкий спектр мутаций по качественным и количественным признакам.

Для проведения направленной селекции мутантов в культуре in vitro создается селективный фон, позволяющий отобрать клетки с нужными качествами. Такие среды обычно создают, добавляя селективный агент в состав питательной среды или помещая культивируемые клетки в стрессовые условия. Именно этот этап клеточной селекции обеспечивает возможность повышения приспособленное™ генотипов и, без сомнения, позволяет отнести данное направление клеточной инженерии к метода/ч адаптивной селекции.

В культуре in vitro возможна селекщия на устойчивость к патогенам, гербицидам, засолению, высокому или низкому значению рН, тяжелым металлам, засухе, неоптималыной температуре (Гапоненко, 1987; Сидоров, 1990; Бутенко, 1990). Общий принцип отбора растительных клеток в культуре in vitro заключается в том, что признак растения, по которому ведется отбор, дашжен проявляться на клеточном уровне. Однако, как отмечает Р.1Г.Бутенко (1990), клеточная устойчивость к лимитирующему фактсору среды — только часть общего механизма устойчивости генотиша. По одним признакам (устойчивость к низким температурам, тяжселым металлам, пестицидам) наблюдается тесная корреляция устойчивости in vitro — in vivo, по другим (устойчивость к патогенам, засорению) такая связь проявляется не всегда.

Такие сложные признаки, как продуктивность, качество и другие, наследуются большим числом генов, которые могут не проявляться в культуре in vitro. Ограниченное число признаков, которые можно анализировать в культуре in vitro, сужает возможности клеточной селекции и ставит проблему сопряженного отбора по хозяйственно ценным признакам, не наблюдаемым in vitro. Слабо изучена проблема фона in vitro. Не ясно, какой должна быть интенсивность стрессового фактора, какова генетическая основа признаков in vitro и сильно ли она отличается от проявления признаков in vivo, как реализуются признаки в малом информационном канале in vitro — in vivo, можно ли отбирать in vitro экологически стабильные генотипы — эти вопросы остаются открытыми.

Таким образом, методические основы клеточной селекции на устойчивость к стрессам разработаны явно недостаточно.

 На наш взгляд, наибольший интерес представляют следующие вопросы, имеющие непосредственное отношение к адаптивной селекции.

Изучение наследования каллусообразования и регенерации в культуре in vitro в оптимальных и стрессовых условиях. Анализ и сопоставление эффективности отбора по устойчивости к стрессовым факторам в культуре in vitro и in vivo. Косвенный отбор по хозяйственно ценным признакам (продуктивность, качество) при клеточной селекции на устойчивость к стрессам. Оптимизация фона (фонов) для клеточной селекции, позволяющего сочетать максимальный выход продуктивных и устойчивых форм in vivo. Анализ возможности оценки экологической стабильности генотипов in vitro.
Похожие статьи:

Добавить статью в закладки

 
Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Полное или частичное копирование материалов сайта разрешается только при указании активной ссылки на экологический портал!
Материалы размещены и подготовлены для образовательных и некоммерческих целей.
ООО "Новая Экология" © 2010 - 2018