РАЗВИТИЕ растений Жизненный цикл эукариотической клетки

РАЗВИТИЕ растений

Жизненный цикл эукариотической клетки

Приблизительное число клеток и клеточных типов как отражение степени дифференцировки, наблюдаемой на разных ступенях филогенетического развития .

Принципиальная схема расположения главных меристематических зон и участков наиболее быстрого и постоянного деления клеток в высших растениях .

Получение культуры каллусной ткани из различных эксплантов

Выращивание целого растения из клеток каллуса В культуре каллуса Fressia (А) индуцировали сначала развитие побегов (Б), а затем корней (В), меняя соотношение ауксинов и цитокининов в среде. Для формирования побегов и листьев цитокинина в среде должно быть больше, чем ауксина.

Время стерилизации исходного растительного материала в минутах

Принципиальные схемы биореакторов, применяемых для культивирования суспензионных культур а – биореактор с механическим перемешивающим устройством; б – барботажный биореактор; в – аэролифтный биореактор; В – воздух

Использование в качестве «няньки» культуры суспензионных клеток при выращивании изолированных протопластов и одиночных клеток 1 – колонии клеток; 2 – фильтровальная бумага; 3 – алюминиевая сетка; 4 – пенополиуретан; 5 – суспензия клеток.

Состав питательных сред для культивирования изолированных тканей растений. Компоненты питательной среды Концентрация, мг/мл Мурасига-Скуга Гамборга Шенка-Хильдебранта 1650 2500 - - - 300 - KNO 3 1900 - - 1000 Ca. Cl 2 2 H 2 O 440 150 200 150 Mg. SO 4 7 H 2 O 370 250 400 250 (NH 4)2 7 H 2 O - 130 - 200 KH 2 PO 4 170 - - - Na 2 ЭДТА 37, 3 20 37, 3 Fe. SO 4 7 H 2 O 27, 95 27, 85 15 27, 8 - 150 - 90 Н 3 ВО 3 6, 2 3, 0 5, 0 3, 0 Mn. SO 4 4 H 2 O 22, 3 10, 0 Zn. SO 4 7 H 2 O 8, 6 2, 0 1, 0 3, 0 KI 0, 83 0, 75 1, 0 0, 75 Na 2 Mo. O 4 2 H 2 O 0, 25 0, 1 0, 25 Cu. SO 4 5 H 2 O 0, 025 0, 25 Co. U 2 6 H 2 O * 0, 025 0, 1 0, 25 Глицин 2, 0 - - 2, 0 Мезо-инозит 100 1000 10 Никотиновая кислота 0, 5 1, 0 5, 0 1, 0 Пиридоксин-НCl 0, 5 1, 0 0, 5 0, 1 Тиамин-HCl 1 10, 0 5, 0 0, 1 2, 4 -Д** - 0, 1 -1, 0 - - Кинетин - 0, 1 - Глутамин - - - 2, 0 NH 4 NO 3 NH 4 H 2 PO 4 Na. H 2 PO 4 Н 2 О Сахароза Грессхофф-Доу 30 000 * - Уранид кобальта (производное мочевины) ** - 2, 4 -Дихлорфеноксиуксусная кислота (ауксин) 20 000

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ РАСТЕНИЙ

Векторы, используемые в генетической инженерии растений 1. Тi-плазмиды бактериий Agrobacterium tumefaciens, вызывающие у растений раковые опухоли 2. вирусы растений - вирус мозаики цветной капусты –Ca MV (Caulimoflover mosaic virus) (2 -х нитевая ДНК) - вирус карликовой мозаики пшеницы – геминивирус (1 -нитевая ДНК) 3. мобильные генетические элементы - Ас (Ds) из генома кукурузы - Mu-1 - мутатор Робертсона ----х------4. физические методы для введения «голой» ДНК - электропорация – для клеток пыльцы - микроинъекции : 2 пл выживаемость 50 -90% клеток частота трансформации - в ядро: 14% - в протоплазму: 6%

Строение Ti-плазмиды Ген, необходимый для конъюгации (tra)

СТРУКТУРА ОПИНОВ ОКТОПИН НОПАЛИН

Трансформация растений с помощью Ti-плазмиды

Трансформация протопластов in vitro 1. с помощью агробактерий Культура протопластов, только что регенерировших клеточную стенку, – заражение агробактериями – через неск. часов вносят антибиотики – культивирование в прис. фитогормонов до образования небольших каллусов –далее инкубируют без гормонов 2. с помощью Т-ДНК (по технологии клеточной инженерии) Свежеприготовленные протопласты инкубируют с плазмидной Т-ДНК в прис. ПЭГ и Са++ -культивирование в прис. фитогормонов до образования небольших каллусов –далее инкубируют без гормонов

Основные направления развития генетической инженерии растений • с целью улучшения питательной ценности культурных растений обогащение их дополнительными запасными белками – фазеолин (фасоль), зеин, секалин, глутенин, альбумин с помощью генов, взятых от других растений • придание устойчивости к гербицидам, насекомым, засоливанию почв, повышенной и пониженной температурам, другим неблагоприятным факторам внешней среды • придание способности к азотфиксации, например с использованием генов, кодирующих глутаминсинтазу, участвующую в транспорте и запасании азота • повышение эффективности фотосинтеза растений на основе генов рибулозо-1, 5 -бисфосфаткарбоксилазы, хлорофилл a/b-связывающих белков и т. д.

Трансгенные растения • Устойчивость к гербицидам достигается путем введения в геном растения генов, которые кодируют ферменты деградации некоторых гербицидов – получены соя, устойчивая к глифосату (коммерческое название Roundup – компания “Asgrow” США), кукуруза, хлопок, сахарная свекла, рапс, устойчивые к Roundup (компания Monsanto) • Проблема устойчивости к насекомым, в частности, к колорадскому жуку, решается введением в геном растения гена, кодирующего белок – энтомотоксин, который поражает личинки колорадского жука. Компания Monsanto производит картофель «Ньюлиф» , хлопок «Болгард» , которые не повреждаются колорадским жуком

Трансгенные растения ЭФФЕКТ ВВЕДЕНИЯ ГЕНА, ДЕТЕРМИНИРУЮЩЕГО СИНТЕЗ ТОКСИНА Bacillus thuringiensis