Микроклональное размножение растений.
Микроклональное размножение - получение invitro, неполовым путем, генетически идентичных исходному экземпляру растений. В основе метода лежит уникальная способность растительной клетки реализовывать присущую ей тотипотентность.
. 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 вторичных эксплантов 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.
|
|
|
Культура протопластов, получение. Суспензионная культура клеток растений.
Изолированные протопласты – одни из наиболее ценных объектов в биотехнологии
Протопласты растений – это клетки, лишенные целлюлозной оболочки, т.е. ограниченные мембраной цитоплазматические образования, несущие внутриклеточные органоиды и характеризующиеся структурной целостностью и способностью осуществлять активный метаболизм и выполнять биосинтезы и трансформацию энергии.
Термин был использован Д. Ханстеином (Ганштейном) в 1880 г. для обозначения морфологически обособленных образований при плазмолизе.Ганштейном. Впервые протопласты растений были выделены Клернером в 1892 г. при изучении плазмолиза в клетках листа телореза во время механического повреждения ткани, в связи с чем метод был назван механическим.
Современный метод выделения протопластов заключается в удалении клеточной стенки с помощью ферментов, ее разрушающих (целлюлазы, гемицеллюлозы, пектиназы). Этот метод получил название ферментативного.
Источники получения протопластов:
Суспензионные культуры каллусная ткань.изолированные органы растений и их части листья, семядоли, корни, гипокотили, лепестки, пыльцевые зерна.
|
|
|
При выделении протопластов из листьев сначала удаляют эпидермис, лист нарезают на сегменты, а затем подвергают энзиматической обработке, при этом происходит мацерация клеток. Мацерация – разъединение растительных клеток в тканях, естественная мацерация – это результат растворения межклеточного вещества.. После энзиматической обработки суспензия протопластов очищается от остатков не разрушенной ткани и осколков клеток, отмывается от ферментов. Для этого используется техника фильтрации- центрифугирования. После удаления ферментов следует высев протопластов на питательную среду с добавлением маннита или сорбита.
Суспензионные культуры - отдельные клетки или группы клеток, выращиваемые во взвешенном состоянии в жидкой среде. Представляют собой относительно гомогенную популяцию клеток, которую легко подвергнуть воздействию химических веществ.
Суспензионные культуры широко используются в качестве модельных систем для изучения путей вторичного метаболизма, индукции ферментов и экспрессии генов, деградации чужеродных соединений, цитологических исследований и др.
3. Процессы морфогенеза (органогенез, соматический эмбриогенез, регенерация растений) в культуре клеток растений.
|
|
|
Морфогене́з (англ. morphogenesis, от др.-греч. μορφήʻформаʼ и γένεσιςʻвозникновениеʼ, или буквально «формообразование») — возникновение и развитие органов, систем и частей тела организмов как в индивидуальном (онтогенез), так и в историческом, или эволюционном, развитии (филогенез). Культивируемые клетки и ткани растений обладают свойством тотипотентности – способностью из одной клетки формировать целые растения.
Дифференциация целых растений в культуре клеток и тканей может происходить посредством различных путей: органогенеза (формирование почек и корней) или соматического эмбриогенеза. Оба процесса контролируются растительными гормонами и другими минеральными и органическими добавками, внесенными в питательную среду..
Органогенез представляет собой дифференциацию каллусных клеток в целые органы: превращение их в апексы стеблей или корней мфлоральные элементы (монополярные структуры).
Соматический эмбриогенез – процесс, в котором гаплоидные или дигаплоидные соматические клетки растений проходят через определенные стадии эмбриогенеза без слияния гамет и образуют эмбриоиды (биполярные структуры). Соматический или неполовой эмбриогенез представляет собой процесс формирования зародышеподобных структур из соматических клеток.
|
|
|
Регенерация – восстановление целостного организма из клетки, ткани, органа. Регенерацию растений из культуры тканей можно получить, используя один из трех методов: культуру зародышей, органогенез, соматический эмбриогенез.
Образование соматических зародышей из культур клеток, тканей и органов может происходить прямым или непрямым путем. Прямой соматический эмбриогенез заключается в формировании вегетативного зародыша из одной или нескольких клеток ткани экспланта без стадии образования промежуточного каллуса.Непрямой эмбриогенез состоит из нескольких этапов: помещения экспланта в культуру, последующей стимуляции роста каллуса и формирования предзародышей (обычно на среде, содержащей высокие концентрации ауксинов), и переноса каллуса на питательную среду без регуляторов роста, для того чтобы индуцировать формирование биполярных зародышей из предзародышей. При подходящих условиях эти зародыши прорастают и образуют растения –регенеранты.
Билет 24
1. Андрогенез. Гинногенез.
Андрогене́з— развитие яйцеклетки с мужским ядром, внесённым в неё спермием в процессе
оплодотворения. Андрогенез — особый случай девственного развития, или партеногенеза;
иногда его называют «мужской партеногенез».
Андрогенез наблюдается у отдельных видов животных (шелкопряд) и растений (табак,
кукуруза) в тех случаях, когда материнское ядро погибает до оплодотворения, которое при
этом является ложным, то есть женское и мужское ядра не сливаются (псевдогамия) и в
дроблении участвует только мужское ядро.
Андрогенез можно вызвать искусственно; при этом собственное ядро яйцеклетки или
удаляется совсем (микрохирургически, центрифугированием, встряхиванием, вызывающими
отрыв ядросодержащих фрагментов, и т. п.), или же повреждается специфическими ядерными
ядами (трипофлавином), ионизирующими излучениями, сильным нагревом и пр. и в
дальнейшем дегенерирует. Ставились опыты получения андрогенетического потомства от
сильно различающихся родителей (например, при отдалённых скрещиваниях) с целью решить
вопрос, какой элемент клетки — цитоплазма (полученная от матери) или ядро (полученное от
отца) — контролирует развитие наследственных особенностей андрогенетической особи.
Почти во всех опытах получали лишь начальные стадии развития андрогенных зигот. Такие
зародыши жизнеспособны при восстановлении диплоидного набора хромосом, что
возможно, когда в яйцеклетку проникает одновременно несколько сперматозоидов и
происходит слияние двух отцовских ядер. Случаи, когда в развитии яйцеклетки с мужским
ядром участвует только часть цитоплазмы яйца, чаще обозначают термином мерогония (от
др.-греч. μέρος — часть и γόνος — потомство). Половозрелые животные (всегда самцы)
получены только у тутового шелкопряда и наездника Habrobraconjuglandis
Гиногене́з — частный случай партеногенеза, особая форма полового размножения, при которой
после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии
участвует только ядро яйцеклетки, либо не происходит оплодотворения. При этом нет
объединения наследственного материала родителей посредством слияния ядер их половых
клеток.
Роль сперматозоида ограничивается активацией осеменённого яйца к развитию. В природе
гиногенез встречается крайне редко. Известен у нескольких видов рыб (голомянка, серебряный
карась и др.), земноводных, круглых червей и растения семейства амариллисовых (Atamosco
mexicana).
Экспериментально гиногенез может быть получен при осеменении яиц спермой далёких видов,
инактивацией ядра сперматозоида физическими и химическими агентами или механическим
удалением мужского пронуклеуса из яйца. Развивающиеся при этом гаплоидные зародыши
обычно нежизнеспособны. Гиногенез используется для получения строго гомозиготных
организмов, а также особей одного, обычно женского, пола. Для получения диплоидного
гиногенеза необходимо подавить цитотомию одного из делений созревания яйцеклетки или
одного из первых делений дробления яйца.
Устаревший синоним гиногенеза — мероспермия (неспособность ядра спермия соединиться с
ядром яйцеклетки после проникновения в неё, что является одной из основных причин
гиногенеза).
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 829; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!