М.М.П.
4
СМсспк
М.М.П.
Клеточная инженерия
– система методов, позволяющая конструировать клетки нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции.
Она базируется на выращивании отдельных клеток или тканей на искусственных питательных средах и на присущем соматическим растительным клеткам свойстве тотипотенции, т.е. полного потенциала развития будущего организма, каким обладает оплодотворённая яйцеклетка.
Выращивание изолированных растительных клеток и растительных тканей стало возможным после того, как были разработаны соответствующие среды и режимы культивирования.
СМсспк
Каллус образуется на питательных средах, содержащих минеральные и органические питательные вещества, витамины, сахароспирты, ауксины, а иногда и цитокинины (гормоны роста).
После нескольких пересадок каллус может приспосабливаться к росту без фитогормонов, которые начинают синтезировать клетки.
Получение каллусной ткани из
различных эксплантов: фрагментов
стебля, корня, листа, лепестков, тычинок
СМсспк
М.М.П.
СМсспк
Получаемое потомство называют клоном (от греческого - ветвь).
Все потомства, как однояйцовые близнецы, имеют одинаковый наследственный материал, т.к. при клонировании генетическая информация передается от одного «материнского» организма всем потомкам.
СМсспк
В зависимости от способов, условий и происхождения можно выделить несколько типов культур клеток и тканей.
СМсспк
Возможности культуры изолированных клеток и тканей растений:
1) получение вторичных метаболитов, продуцируемых отдельными клетками и тканями некоторых полезных растений (алкалоидов, глюкозидов, стероидов и т.д.), используемых для производства лекарств;
2) ускоренное (микроразмножение) ценных и уникальных генотипов и поддержание жизнеспособности ослабленных клеток и тканей;
3) освобождение (оздоровление) посадочного материала от вирусной инфекции;
4) клеточная и тканевая селекция форм с полезными хозяйственными свойствами;
5) генетическое улучшение сельскохозяйственных растений;
6) сохранение генофонда в условиях криоконсервации.
СМсспк
Методами первой группы являются:
методы клеточной селекции с использованием каллусной ткани,
сомаклональная изменчивость и соматическая гибридизация,
методы, используемые в генетической инженерии.
СМсспк
СМсспк
Микроклональным размножением называют неполовое размножение растений с помощью метода культуры клеток и тканей, позволяющее получать растения, идентичные исходному. Микроклональное размножение – это размножение растений in vitro, «в пробирке».
Этот метод даёт возможность усовершенствовать и резко ускорить селекционный процесс.
С помощью метода микроклонального размножения можно расширить возможности селекционной работы: получать клоны клеток, а затем и растения с запрограммированными свойствами.
СМсспк
Суть метода состоит в том, что от маточного растения отщипывается образец ткани, который помещается на питательную среду в стерильные условия, а затем из него получают микро-растение.
Позже это растение превращается в нормальный отросток, и его можно вернуть в естественные условия.
СМсспк
Преимущества микроклонального размножения перед традиционными способами размножения растений (семенным и вегетативным):
СМсспк
Этот метод позволяет не только быстро размножать новые перспективные сорта растений, но и получить незараженный вирусами посадочный материал.
СМсспк
4.2
Экспланты
СМсспк
После 4-го этапа возможна
реализация либо посадка размноженных растений в поле.
1
2
3
4
СМсспк
3.Укоренение размноженных побегов с последующей адаптацией их к почвенным условиям.
М.М.П.
Выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к
реализации или посадке в поле.
СМсспк
индукция возникновения адвентивных побегов непосредственно тканями экспланта;
индукция соматического эмбриогенеза;
дифференциация адвентивных почек в первичной и пересадочной каллусной ткани.
СМсспк
Есть 2 пути:
Удаление верхушечной меристемы стебля и последующее микрочеренкование побега in vitro на безгормональной среде.
Добавление в питательную среду веществ цитокининового типа действия (Ц), индуцирующих развитие многочисленных пазушных побегов.
СМсспк
СМсспк
1 - выбор исходного экспланта; 2 – получение стерильной культуры; 3 – образование адвентивных почек непосредственно на первичном экспланте; 4 – рост почек и формирование микропобегов; 5 – размножение микропобегов (черенкование); 6 – укоренение микропобегов; 7 – депонирование растений – регенерантов при пониженной температуре;
8 – перевод растений в тепличные условия;
9 – высадка растений-регенерантов в поле.
СМсспк
Соматические зародыши проходят 3 стадии развития: глобулярную, сердцевидную, торпедовидную и в конечном итоге развиваются в проросток.
СМсспк
СМсспк
СМсспк
СМсспк
Вызывающие болезни растений вирусы, вироиды и микоплазмы передаются из поколения в поколение, причём не только при вегетативном размножении (картофель), но и при семенном (соя).
Наиболее эффективный для оздоровления от этой инфекции способ – культивирование растительных меристем стебля или органов стеблевого происхождения. В трудных случаях метод культуры меристем дополняют термо- и хемотерапией.
СМсспк
Оздоровлённые применением меристемной культуры растения размножают далее, чаще всего, обычным методом клонального размножения.
М.М.П.
СМсспк
СМсспк
М.М.П.
Расположение апикальной меристемы
4.3
СМсспк
СМсспк
1
2
3
СМсспк
Проби-рочное расте-ние из мери-стемы
Пробироч-ное рас-тение из меристемы после черенко-вания
СМсспк
Растения картофеля in vitro
Растения картофеля в открытом грунте
Растения картофеля перед высадкой в открытый грунт
Черенкование побегов картофеля
СМсспк
Такими неблагоприятными условиями могут быть токсичные вещества (пестициды, гербициды), возбудители болезней или факторы роста, которых не хватает в почве, засоление почвы, её повышенная кислотность, и т. п.
Подобные манипуляции в культуре изолированных клеток принято относить к методу клеточной селекции.
СМсспк
Клеточная селекция является как бы развитием мутационной селекции, но реализуется на уровне единичных клеток с использованием техники in vitro.
СМсспк
СМсспк
СМсспк
Преимущество клеточной селекции перед традиционными методами состоит в отсутствии сезонности в работе, возможности использования миллионов клеток при отборе, направленности селекции путем применения селективных сред и выполнении работ в лабораторных условиях.
М.М.П.
В результате клеточной селекции получены растения, устойчивые к возбудителям картофельной гнили, фитофторы, к гербицидам, и т. д.
СМсспк
М.М.П.
СМсспк
Метод культуры клеток позволяет получать гомозиготный материал из обогащенных в генетическом отношении гибридов без многократного самоопыления за 2 - 3 года вместо 8 - 10 лет при традиционной селекции
М.М.П.
СМсспк
М.М.П.
СМсспк
М.М.П.
Растения сомаклональных вариантов могут отличаться от прототипа не только моногенными качественными признаками, но и (что более важно практически) количественными полигенными признаками (продуктивность, толерантность, и др.), и могут сочетать признаки, которые невозможно или трудно соединить в одном генотипе традиционным селекционным путём.
СМсспк
Соматическая гибридизация – это слияние лишённых оболочки соматических клеток (т.н. протопластов). Таким способом можно преодолеть физиологическую несовместимость и скрещивать неродственные виды, получать ассиметричные гибриды.
Сущность соматической гибридизации состоит в том, что в качестве гибридизуемых клеток используют не гаметы (репродукционные клетки), а клетки тела растений (соматические), из которых получаются протопласты.
СМсспк
СМсспк
М.М.П.
Слияние протопластов обеспечивает объединение не только клеточных геномов, но и двух различных цитоплазм.
Слияние протопластов может происходить спонтанно, но более успешно оно осуществляется при использовании индуцирующих факторов (этиленгликоль, переменное электрическое поле, и др.).
СМсспк
М.М.П.
Этапы соматической гибридизации:
получение протопластов из тканей выбранных родителей,
обеспечение слияния ядер,
отбор слившихся гетерокарионтов,
обеспечение начала деления клеток,
регенерация гибридных растений.
СМсспк
Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Email: Нажмите что бы посмотреть