Культура изолированных пыльников и микроспор, способы получения, значение.
Великолепной моделью для изучения основных закономерностей и особенностей морфогенеза invivo и invitro может служить пыльник. Принципиально важно то, что для этой генеративной структуры характерны основные морфогенетические процессы, свойственные растению в целом (например, чередование поколений). С другой стороны, несмотря на то, что пыльник - сложная интегрированная система, с методологической точки зрения это, несомненно, более простая модель для исследования процессов морфогенеза invivo и invitro, поэтому при изучении пыльника легче выявить и моделировать отдельные морфогенетические процессы и их. Если морфогенез пыльника invivo изучен достаточно, то в морфогенезе пыльника invitro, и особенно у злаков, еще многое не исследовано. В то же время важность изучения морфогенеза пыльника invitro определяется тем, что спорогенные клетки пыльника в условиях культуры в полной мере проявляют свой морфогенетический потенциал, вплоть до развития из них способных к репродукции растений, причем контролируемые условия позволяют управлять этим процессом. Основной метод изучения морфогенетического потенциала пыльника -метод культуры изолированных пыльников. Этот метод в то же время - один из наиболее перспективных нетрадиционных подходов в современных генетико-селекционных и биотехнологических исследованиях, способствующий значительному сокращению сроков выведения линий и сортов экономически важных культур, более легкому обнаружению рецессивных мутантов, селектированию клеточных линий, устойчивых к патогенам, экстремальным условиям, засухе, засолению Метод культуры изолированных пыльников основан на использовании явления андрогенеза invitro - формирования гаплоидного растения-регенеранта из микроспоры или клеток пыльцевого зерна. Различают прямой и непрямой андрогенез invitro. При прямомандроге-незеinvitro образование гаплоидного растения происходит за счет морфоген-ных микроспор и/или клеток пыльцевого зерна, развивающихся в эмбриоиды. Прямой андрогенез invitro связан с явлением эмбриоидогенеза как типа бесполого размножения растенийв свою очередь, эмбриоидогенез рассматривается как путь морфогенеза в культуре пыльников (Круглова с соавт., 1995). При непрямом андрогенезе invitroморфогенные микроспоры и/или клетки пыльцевого зерна образуют недифференцированный каллус, который после переноса на среду, индуцирующую органогенез, дает начало растениям-регенерантам различной степени плоидности. Непрямой андрогенез invitro связан с явлением гемморизогенеза как типа бесполого размножения растений (Батыгина, 1990; Batygina, 1990), в то же время каллусогенез рассматривается как путь морфогенеза в культуре пыльников (Круглова, Горбунова, 1997). Следует подчеркнуть, что эмбриоидогенез, несомненно, является более выгодным способом получения гаплоидовinvitro (Суханов, 1983; Ни, 1986; Горбунова, 1993), поскольку он не связан со сложным многоступенчатым процессом морфогенеза через каллус в случае гемморизогенеза, требующим трудоемкой процедуры пересадок, и предлагает работу с генетически однородным материалом. Однако не исключено, что в дальнейшем для более эффективного получения регенерантов можно будет сочетать оба пути, т.е. из одной микроспоры и/или пыльцевого зерна сначала получить каллус, а затем вызвать образование массового количества эмбриоидов.
|
|
|
|
|
|
БИЛЕТ №8
Тотипотентность – уникальное свойство растительных клеток.
Тотипотентность (от лат. totus — весь, целый и potentia — сила) — способность клеток
реализовать генетическую программу развития в разных направлениях, вплоть до образования
целого организма. Тотипотентными являются стволовые клетки, которые могут давать начало
различным специализированным клеткам в пределах одного типа ткани. Тотипотентность
растительных клеток наглядно проявляется в условиях культуры invitro, когда после процесса
|
|
|
дедифференциации культивируемые клетки приобретают способность к регенерации целого
организма.
2. Классы фитогормонов и особенности их действия.
Регуляторы роста и развития (фитогормоны) это вырабатываемые растениями низкомолекулярные
органические вещества, имеющие регуляторные функции и вызывающие стимуляцию (усиление)
или ингибирование (ослабление) процессов роста и развития.
Классификация фитогормонов.
К регуляторам роста растений (фитогормонам) относятся ауксины, цитокинины, гиббереллины,
стимулирующие рост и деление клеток, а также абсцизовая кислота и этилен –ингибиторы этих
процессов.
Ауксины –фитогормоны преимущественно индольной природы: индолилуксусная кислота и ее
производные , вызывающие растяжение клеток, активирующие рост отрезков колеоптилей,
стеблей, листьев и корней, вызывающие тропические изгибы, стимулирующие образование
корней у черенков растений. Ауксины синтезируются в апикальной меристеме и в растущих
тканях.
Цитокинины-фитогормоны, главным образом производные пуринов, стимулирующие деление
клеток, прорастание семян, способствующие заложению почек у целых растений и изолированных
|
|
|
тканей. Источниками цитокининов служат плоды и ткани эндосперма.
Цитокинины класс гормонов растений 6-аминопуринового ряда, стимулирующих деление клеток
(цитокинез).
Цитокинины: аденин, бензиладенин, кинетин.
Гиббереллины преимущественно гибберелловая кислота ГК 3 и другие гиббереллины (их известно
более 50), стимулирующие деление или растяжение клеток, индуцирующие или активирующие
рост стебля, прорастание семян, образование партенокарпических плодов, нарушающие
период покоя и индуцирующие цветение длиннодневных видов.
Синтезируются в молодых листьях, молодых семенах, плодах в верхушках корней.
Абсцизовая кислота(англ. ABA), абсцизин, дормин —это гормон растений (изопреноид).
Основное место синтеза АБК —листья и корневой чехлик.
АБК называют гормоном-антагонистом ауксина, цитокининов, гиббереллина, так как она
тормозит реакции, которые вызывают эти гормоны. Ингибитор роста, подавляющий
или тормозящий физиологические или биохимические процессы в растениях,
ростовые процессы, прорастание семян и распускание почек.
Абсцизовая кислота образуется в листьях, стеблях, плодах и семенах и транспортируется по
флоэме. Она ингибирует рост растений, стимулирует закрывание устьиц и опадание листьев.
Высокая концентрация абсцизовой кислоты полностью останавливает рост.
Этилен –единственный газообразный растительный гормон. Он синтезируется в стебле, в
созревающих плодах и в стареющей ткани, например в осенних листьях. Этилен является
веществом гормональной природы, оказывает ингибиторное действие на ростовые процессы
опадение листьев, изгибы черешков, торможение роста проростков. Кроме того, он
тормозит действие ауксинов, цитокининов, гиббереллинов.
3. Клональноемикроразмножение и оздоровление растительного материала.
Термином "микроклонального размножения" называют массовое бесполое размножение
растенийinvitro, при котором полученные особи растений генетически идентичны исходному
экземпляру.
В основе метода лежит уникальная способность растительной клетки реализовывать присущую ей
тотипотентность. В соответствии с научной терминологией клонирование подразумевает
получение идентичных организмов из единичных клеток.
Этапы клональногомикроразмножения:
1-Й ЭТАП – выбор растения донора, изолирование и стерилизация экспланта, создание условий
для их роста на питательной среде invitro;
2-Й ЭТАП – собственно размножение;
3-Й ЭТАП – укоренение полученныхмикропобегов;
4-Й ЭТАП – адаптация растений к почвенным условиям произрастания, их выращивание в
условиях теплицы и подготовка к реализации или посадке в поле.
Существует несколько моделей микроклонального размножения, каждая из них имеет свои
преимущества и недостатки:
а) индукция развития адвентивных побегов непосредственно из ткани экспланта, метод
является очень эффективным, все признаки размножаемого образца полностью сохраняются;
б) развитие пазушных побегов основано на снятии апикального доминирования, это наиболее
надежный способ, заключающийся в ведении полученной массы побегов на микрочеренки,
которые используются в качестве вторичныхэксплантов для повторения цикла размножения,
введение в питательную среду веществ с цитокининовой активностью приводит к образованию
пучков маленьких побегов, пазушные почки дают начало новым побегам, считается, что метод
имеет минимальную степень риска для получения однородного потомства;
в) получение каллусной ткани с последующей индукцией органогенеза, теоретически этот метод
наиболее перспективен с точки зрения коэффициента размножения, однако, в процессе
дедифференциации появляется риск получить вегетативное потомство с вмененными формами,
поэтому рекомендуется избегать длительной каллусной культуры и вести обязательный
цитологический контроль растений-регенерантов.
Таким образом, процесс микроклонального размножения растений invitro требует прохождения
следующих этапов:
- инициация культуры, или введение меристемной ткани растения на подходящую питательную
среду;
- пролиферация, или наращивание микростеблей;
- укоренение микростеблей;
- акклиматизация и высадка в полевые условия (invivo).
Билет12
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!