Тема 5 Соматическая гибридизация План 1 Биологические

Тема 5. Соматическая гибридизация

План 1. Биологические особенности соматических гибридов 2. Технология получения гибридов. 3. Применение в селекции растений

Биологические особенности соматических гибридов Гибридизация соматических клеток метод получения растений, минуя половое скрещивание. Цит. ААА + Цит. ВВВ = Цит А+ВААВВ В природе половая несовместимость часто препятствует межвидовым скрещиваниям. In vitro на клеточном уровне возможно получение гибридов между любыми таксонами. Возникла после развития технологий получения культур тканей, изолирования протопластов и регенерации растений из одиночных клеток.

Культура протопластов Протопласт – растительная клетка, лишенная оболочки, защищенная плазмалеммой, имеет сферическую форму. Способы выделения: - плазмолиз + механическое - ферментативное – пектиназы, целлюлазы Ферменты - в 1960 -80 -е гг. из виноградных улиток. позже из культур некротрофных грибов

Протопласты

Технология изоляции протопластов Стерильные кусочки тканей помещают в раствор ферментов на 14 -18 час при температуре 25 град. Необходим определенный уровень осмотического давления – сахароза, глюкоза, ПЭГ. сорбитол. Формирование оболочки от 8 часов до нескольких недель. Первые деления – через – 2 -7 дней.

Получение протоклонов

Растения – регенеранты из культурных протопластов – протоклоны. Основная проблема регенерация растений. Первые регенеранты получены в конце 80 гг. Способы решения: - использование эмбриогенного каллуса, - высокая плотность посева клеток (104 -105 /1 мл среды, - усовершенствование технологий культивирования.

Протоклональная изменчивость • Сходна с сомаклональной изменчивостью. Используется для создания новых генотипов. • Канада – протоклоны картофеля с устойчивостью к болезням, скороспелые, урожайные. • Украинский биоцентр - протоклоны сорта Зарево – повышенное содержание крахмала, протеина.

Технологии получения гибридов Протопласты электрически заряжены. Для слияния протопластов используют фузигенные факторы: - высокое р. Н среды - вещества, вызывающие агрегацию протопластов - ПЭГ, поливиниловый спирт - переменные электрические поля. Образуются гомокарионы и гетерокарионы (от 1 до 50%, в зависимости от техники гибридизации).

Способы отбора продуктов слияния • устойчивость к антиметаболитам, гербицидам, антибиотикам, некоторым аминокислотам; • генетическая комплементация; • визуальный отбор цветных гибридов слияние протопластов корнеплода и листа моркови • маркировка флуоресцентными красителями – прибор проточный флуориметр.

Изменчивость гибридов

Дальнейший успех зависит от того, насколько близки виды и разработана технология регенерации для данного вида. Нормальные фертильные растения получены только при скрещивании близких видов: - гибрид кочанной капусты и сурепицы, - гибриды табака и махорки, - разных видов картофеля и т. д. В основном - пасленовые, зонтичные. У злаков регенерация удается плохо.

• Гибриды с разными сочетаниями цитоплазмы и ядерных разных видов – цибриды. Преимущество метода– быстрое замещение плазмона. При половой гибридизации – 8 -10 беккроссов. • Для ускорения замещения цитоплазмы можно инактивировать ядра с помощью гамма-лучей гамма-слияние.

Интерес к замещению цитоплазмона ХЛ и МТХ имеют собственный геном (100 -200 генов). Совместно с ядром контролируют фотосинтез, дыхание, устойчивость к стрессам, гербицидам, ЦМС.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СОМАТИЧЕСКИХ ГИБРИДОВ 1. Устойчивость к гербицидам Рапс. Доноры – дикие сорные крестоцветные растения, приобретшие устойчивость в результате множественных обработок. Линия картофеля – устойчивость от паслена черного. Цибрид получен с помощью гамма-слияния.

2. Устойчивость к патогенам • картофель с генотипом лептина – устойчивость к колорадскому жуку. • Перенос устойчивости к альтернариозу и нематодам от белой горчицы и рапсу. • перенос устойчивости к бактериозу от махорки к табаку.

3. Конструирование растений с эффективным фотосинтезом. 4. ЦМС - линия рапса, сочетающая устойчивость к атразину с ЦМС от редиса японского, устойчивость к атразину – беккроссами от капусты. 5. Отдаленная гибридизация Соматическая гибридизация + беккроссы