Слияние протопластов растительных клеток. Гибридизация соматических клеток растений.
Использование изолированных протопластов стало особенно перспективными после разработки метода их слияния.
В качестве индукторов при слиянии протопластов используются концентрированные растворы солей (нитраты натрия и калия, хлористый кальций и др.), поливиниловый спирт, полиэтиленгликоль.
ПЭГ – сильно гидрофильное вещество, способное связывать значительные количества воды. Мембраны могут слипаться и сливаться в последующем. ПЭГ является сильным стимулятором эндоцитоза, в его присутствии клетки способны поглощать крупные частицы: хлоропласты, бактерии, липосомы
Во всех случаях слияния на первом этапе происходит их агрегация, которая связана с изменением электрических свойств поверхностей: снижается отрицательный заряд и отталкивание протопластов.
На втором этапе происходит собственно слияние мембран в результате увеличения их текучести
На основе метода слияния протопластов был разработан метод соматической гибридизации растений.
Суть его состоит в том, что в качестве родительских используются не половые, а соматические клетки тела растений, из которых получают протопласты.
Соматический гибрид- продукт слияния и цитоплазмы, и ядра обоих протопластов.
Цибрид (цитоплазматический гибрид) – растение - регенерант, содержащее цитоплазму обоих родителей и ядро одного из них.
Скрининг таких клеток проводится по генам – маркерам ядерного и цитоплазматических (митохондриального и хлоропластного) геномов.
|
|
|
При соматической гибридизации эксперимент строится аналогично опытам по генетике микроорганизмов.
Используются большие популяции обоих родителей. Основная задача – выделить из общей массы гибридные экземпляры.
В качестве селективных маркеров могут выступать, например, пластиды. Такая селекция была проведена при слиянии клеток моркови и табака. Существуют и другие способы отбора: физическое обогащение, механическая изоляция и т.п.
Соматическая гибридизацияимеет важные особенности.
1) этому процессу доступны практические любые скрещивания.
2) слияние протопластов способствует объединению цитоплазматических генов родительских клеток, чего не бывает при скрещивании половых.
Клональное микроразмножение растений.
Клональное микроразмножение растений- размножение растений in vitro неполовым путем с помощью метода культуры тканей, позволяющее получать растения генетически идентичные исходному.
В основе лежит способность соматической растительной клетки полностью реализовать потенциал своего развития (тотипотентность).
Клональное микроразмножение растенийимеет следующие преимущества:
|
|
|
1) высокий коэффициент размножения. Например, герберы при клональном размножении могут давать до 1 млн растений в год, тогда как при обычных способах только 100.
2) Получение генетически однородного материала.
3) Возможность оздоровления растений, освобождения их от вирусов благодаря клонированию меристематических тканей.
4) Воспроизведение посадочного материала круглый год.
5) Возможность размножения растений, которые в естественных условиях репродуцируются трудно.
6) Сокращение продолжительности селекционного
При клональном микрооразмножении используется материал, полностью сохраняющий генетическую стабильность, т.е. меристематические ткани.
Меристематические ткани — обобщающее название для тканей растений, состоящих из интенсивно делящихся и сохраняющих физиологическую активность на протяжении всей жизни клеток, обеспечивающих непрерывное нарастание массы растения и предоставляющих материал для образования различных специализированных тканей
В качестве экспланта желательно использовать молодые, слабодифференцированные ткани.
Лучше всего использовать экспланты, содержащие меристемы: кончики стеблей, пазушные почки, зародыши, молодые листья, черенки, соцветия, чешую луковиц.
|
|
|
Обязательное условие клонального микроразмножения– использование объектов, полностью сохраняющих генетическую стабильность на всех этапах процесса, от экспланта до растений в поле.
Такому требованию удовлетворяют стеблевые апексы и пазушные почки органов стеблевого происхождения, т. е. меристематические ткани.
Процесс клонального микроразмноженияможно разделить на следующие стадии:
1.Выбор растения - донора, изолирование эксплантов и получение хорошо растущей стерильной культуры
2.Собственно микроразмножение путем микрочеренкования, активизации меристем, когда достигается получение максимального количества меристематических клонов.
3.Укоренение размноженных побегов с последующей адаптацией их к почвенным условиям, а при необходимости депонирование растений - регенерантов при пониженной температуре (+2°С, +10°С).
4.Выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к реализации или посадке в поле.
Основной метод, использующийся при клональном микроразмножении растений - активация развития уже существующих в растении меристем. Он основан на снятии апикального доминирования (удаление верхушечной меристемы, добавление цитокининов).
|
|
|
Полученные таким образом побеги отделяют от первичного экспланта и вновь самостоятельно культивируют на свежеприготовленной питательной среде, стимулирующей пролиферацию пазушных меристем и возникновение побегов более высоких порядков.
Образующиеся пучки побегов делят, при необходимости черенкуют и переносят на свежую питательную среду. После нескольких пассажей, добавляя в питательную среду ауксины, побеги укореняют in vitro, а затем переносят в почву, где создают условия, способствующие адаптации растений.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1097; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!