Если мой сайт помог вам в подготовке к экзаменам вы можете отправить ссылку своим друзьям биологам.  Это сделает ресурс лучше!

Vinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.x

Основная цель генетической инженерии растений — выделение гена, определяющего полезный для культуры признак, и перенесение его в геном другой культуры, где этот новый ген должен стать частью наследственного аппарата.

Молекулярные биологи обратили внимание на растения как на объект исследования относительно недавно. Одна из причин — отсутствие среди них такого модельного объекта, каким стала Е. coli. Сейчас реальным кандидатом на эту роль становится двудольное растение арабидопсис. Интерес, проявленный к нему молекулярными генетиками, объясняется:

  • очень коротким циклом его генерации,
  • малым размером его генома,
  • удобством для клонирования генов.

Работа с растениями имеет одно немаловажное преимущество — они могут быть регенерированы из клеточной массы (каллуса) или из недифференцированных соматических тканей в зрелые, способные к размножению (фертильные) растения. Однако на пути использования новой технологии гибридных ДНК возникает серьезное препятствие — это отсутствие основательных знаний о регуляции работы генов в процессе развития растения.

Понятие «генетическая инженерия растений» включает работы на клеточном уровне и учитывает все аспекты культуры клеток и тканей, молекулярную биологию и перенос генов. Основное препятствие для введения ДНК в растительные клетки — клеточная стенка. Поэтому используют растительные протопласты (отдельные растительные клетки, стенки которых удалены обработкой целлюлолитическими ферментами), аналогичные сферопластам дрожжей, которые в питательной среде сохраняют жизнеспособность и при определенных условиях культуры образуют новые клеточные стенки с последующим делением и регенерацией из них целых растений. Разработан метод слияния протопластов и получения на их основе соматических гибридов.

В настоящее время на первый план выдвигаются две проблемы:

  1. идентификация и выделение генов, предназначенных для переноса в растение с целью приобретения им нового полезного признака,
  2. разработка простых и доступных методов этого переноса с последующей работой новых генов в растениях.

Методы переноса генов в растения можно разделить на две основные группы:

  • с помощью векторных систем и
  • альтернативные методы прямого переноса.

Несмотря на все перечисленные сложности, генетическая инженерия растений вносит два существенных изменения в селекционную программу:

  1. Потенциальная экономия места и времени, поскольку получение образцов в лабораторных условиях исключает необходимость использования больших площадей для выращивания тысяч культур и может сократить время их созревания.
  2. Введение элемента точности в процесс селекции, поскольку исследователь получает возможность манипулировать определенным материалом в виде уже известных нуклеотидных последовательностей.

В наше время опасение вызывает возможность выхода генетических векторов и растений, несущих эти векторы, из-под надзора биотехнологов. Во-первых, говорят об угрозе превращения генно-инженерных культурных растений в сорные травы. Вторая угроза — биохимические изменения, вызванные генетическими модификациями, могут привести к утрате культурами пищевой или кормовой ценности и даже к приобретению ими токсичности. Борьба с этой опасностью предусматривает проведение тщательного тестирования всех генноинженерных растений перед их высевом в поле.

Основные пути развития генетической инженерии растений следующие:

  1. обогащение культурных растений дополнительными запасными веществами с помощью генов, взятых от других растений. Например, выделены гены таких запасаемых белков, как фазеолин — из фасоли, зеин — из кукурузы, легумин — из гороха и ряд других. Их удается переносить в отдельные негомологичные растения;
  2. повышение эффективности фотосинтеза растений на основе генов рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы, хлорофилл-а/Ь-связывающих белков и т. п.;
  3. изменение азотного метаболизма, например, с использованием генов, кодирующих глутаминсинтазу, участвующую в транспорте и запасании азота;
  4. придание устойчивости к гербицидам, засолению почв, повышенной и пониженной температурам, другим неблагоприятным факторам внешней среды;
  5. получение белков человека. Так, создан трансгенный рапс, содержащий гены отдельных нейропептидов человека (к примеру, лейэпкефалина, связанного с геном альбумина семян рапса). С одного гектара земли, засеянного таким рапсом, можно получать до 3 кг нейропептида;
  6. перенос токсинов бактерий в клетки растений. Например, была достигнута экспрессия гена, кодирующего токсические белковые кристаллы thuringiensis, что сопровождалось биосинтезом токсина, и личинки насекомых, поедающие листья, погибали;
  7. увеличение сроков хранения культур. Так, выведен новый сорт помидоров, длительно сохраняющихся без размягчения вследствие подавления активности фермента полигалактуронидазы.

Генетическая инженерия растений включает манипуляции не только с ядерным геномом клеток, но также с генами хлоропластов и митохондрий. Именно в хлоропластный геном целесообразно вводить ген азотфиксации для устранения потребности в азотных удобрениях. К разработкам в области генетической инженерии растений следует отнести также генетическую модификацию их симбионтов — клубеньковых бактерий рода Rhizobium.В их клетки вводили ген hup, который обусловливает поглощение и утилизацию газообразного водорода, высвобождаемого при функционировании азотфиксирующего ферментного комплекса клубеньковых бактерий. Рециклизация водорода позволяет повысить продуктивность этих растений.

Давайте вместе сделаем данный сайт лучше! Поделитесь ссылкой на этот сайт со своими одногрупниками. Это поможет развитию нашего сайта.

2015-2020 © Биология для студентов | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх