Получение трансгенных растений

Л0.1. Получение трансгенных растений [c.145]

Другой подход к получению трансгенных растений, устойчивых к вирусной инфекции, состоит во введении в геном исходных растений гена оболочки вируса. Это приводит к ингибированию размножения вируса и снижению инфицированности. Благодаря такому подходу был получен стойкий антивирусный эффект у растений табака, трансформированных геном оболочки вируса табачной мозаики (ВТМ). [c.154]

Получение трансгенных растений, не содержащих маркерных генов [c.386]

Обычно при введении чужеродного гена в растение одновременно вводится и селективный маркерный ген. Хотя до сих пор не было никаких указаний на то, что какой-либо из этих генов оказывает неблагоприятное воздействие на человека, животных или окружающую среду, последствия, к которым в принципе может привести включение в растения селективных маркерных генов, вызвали беспокойство общественности. Например, продукты некоторьгх маркерных генов могут оказаться аллергенами или токсичными веществами, а гены устойчивости к антибиотикам могут попасть в патогенные почвенные микроорганизмы. Кроме того, присутствие селективных маркеров технически затрудняет трансформацию трансгенных растений дополнительными генами, поскольку один селективный маркер не может использоваться дважды. Чтобы успокоить общественность, были разработаны методы получения трансгенных растений без ка-ких-либо маркерных генов. [c.386]

Наиболее важные достижения генной инженерии связаны с сельским хозяйством. Как уже обсуждалось, генную инженерию можно рассматривать как аспект биотехнологии. Примерами ее использования в сельском хозяйстве, которые рассматриваются в этой книге, является производство соматотропина, создание растений, устойчивых к пестицидам и гербицидам, получение трансгенных растений и животных. Все это обсуждается в гл. 25, посвященной вопросам практического применения генетики. [c.81]

Технология генетической инженерии состоит из следующих основных этапов получения трансгенных растений 1) выбор гена и его клонирование 2) подбор генотипа растения-реципиента 3) введение гена и его экспрессия в геноме растения-реципиента 4) регенерация трансформированных клеток и отбор трансгенных растений. [c.49]

Одной из основных проблем при получении трансгенных растений был способ введения чужеродных генов в хромосомы растений, т. е. трансформация растительных клеток. Значительный прорыв был сделан при открытии возможности использования природной системы трансформации растений Ti-плазмидами почвенных агробактерий. [c.51]

ПОЛУЧЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ [c.59]

КИМ выходом полученных трансгенных растений (10—60 %, в зависимости от вида растения). [c.60]

Получение трансгенных растений с улучшенными качествами зерна [c.66]

Рис. 2.5. Схема получения трансгенного растения табака с интегрированным геном а-зеина, обогащенного лизиновыми кодонами

ПОЛУЧЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К СТРЕССОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ [c.70]

ПОЛУЧЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К НАСЕКОМЫМ [c.71]

ПОЛУЧЕНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ, УСТОЙЧИВЫХ К ГРИБНОЙ, бактериальной И ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ [c.72]

В целом можно говорить о том, что получение трансгенных растений является одним из наиболее бурно развивающихся направлений биотехнологии. К февралю 2001 г. в странах с разрешенным использованием генетически модифицированных растений были проведены испытания и разрешены к коммерческому использованию 78 сортов трансгенных растений 18 возделываемых культур. [c.75]

Риск получения таких мутантов значительно возрастает при использовании искусственных, синтетических генов для получения трансгенных растений, животных и микроорганизмов с улучшенными и принципиально новыми свойствами. Именно эти обстоятельства в определенной мере оправдывают тревогу многих людей, их настойчивое требование запретить создание и особенно использование генетически модифицированных организмов и получаемых из них пищевых и других продуктов или хотя бы ввести систему их обязательного маркирования. [c.405]

Методы генетической трансформации позволяют не только вводить новый генетический материал в культурные растения, но также идентифицировать и изучать последовательности нуклеотидов, контролирующие экспрессию генов. При разработке любого проекта по генетической инженерии для получения контролируемой экспрессии в нужных тканях на соответствующей стадии жизненного цикла следует обращать самое серьезное внимание па манипуляции с изучаемыми генами. Выделение генов, обладающих высоким уровнем экспрессии в определенных органах различных растений на известной стадии жизненного цикла, значительно облегчает идентификацию промоторов, специфически активных в этих тканях и органах, а также позволяет проводить фундаментальные исследования экспрессии генов в онтогенезе. Таким образом, определены и используются в настоящее время для получения трансгенных растений нуклеотидные последовательности, которые усиливают или подавляют экспрессию генов в зависимости от воздействий окружающей среды (например, света или стресса). В данной главе описываются некоторые основные свойства генов растений, и, кроме того, изложены некоторые подходы к изучению организаций перенесенных генов методом блоттинг-гибридизации по Саузерну (разд. 6.2) и экспрессии генов в трансгенных растениях. [c.304]

Возможность получения трансгенных растений основана на тотипотентности их некоторых клеток, т.е способности в определенных условиях под действием фитогормонов дифференцироваться в разных направлениях с образованием всех тканей организма растения и самого полноценного растения. Для создания трансгенного растения необходимо трансформировать культивируемые клетки, их протопласты или клетки в составе органов и тканей подходящим вектором, содержащим требуемый клонированный ген, отделить от нетрансформированных и получить из них целые трансгенные растения. [c.136]

Генно-инженерные методы более перспективны для создания улучшенных сортов, так как позволяют избирательно вводить в геном растения-реципиента гены искомого признака. Операции по получению трансгенных растений с улучшенным аминокислотным составом белка разделены на ряд этапов 1) клонирование генов запасных белков 2) изучение механизмов тканеспецифичной и временной экспрессии белков и вьювление последовательностей [c.149]

Еще одна группа методов получения трансгенных растений, устойчивых к действию фитовирусов, включает введение и экспрессию генов антивирусных антител, вирусных сателлитных РНК. Интересный эффект дало введение в геном растений гена человеческого интерферона JFN — одного из ключевых белков индукции иммунитета у млекопитающих. С помощью вируса мозаики цветной капусты геном интерферона были трансформированы растения турнепса, табака, картофеля, что повысило устойчивость этих растений к вирусным заболеваниям. Однако в настоящее время более перспективными считаются методы, основанные на использовании растительных генов, обусловливающих высокую устойчивость трансформации растений и низкую устойчивость к фитопатогенам. [c.154]

Можно привести три основных аргумента в пользу получения трансгенных растений. Во-первых, введение гена (генов) часто приводит к повышению сельскохозяйственной ценности и декоративных качеств культурных растений. Во-вторых, трансгенные растения могут служить живыми биореакторами при малозатратном производстве экономически важных белков или метаболитов. В-третьих, генетическая трансформация растений (трансгеноз) позволяет изучать действие генов в ходе развития растения и других биологических процессов. [c.373]

Для получения трансгенных растений необходима эффективная векторная система. Первые попытки создания таких систем основывались на использовании Ti-плазмиды почвенной бактерии А. tumefa iens, поскольку после инфицирования чувствительных двудольных растений часть Ti-плазмиды (Т-ДНК) встраивается непосредственно в хромосомную ДНК клетки растения-реципиен-та. Однако при инфицировании растений Ti-плазмидой на трансформированных растениях образуется корончатый галл - опухоль, препятствующая нормальному [c.383]

Для выявления экспрессии чужеродных генов на ранних стадиях получения трансгенных растений используют маркеры экспрессии —репортерные гены. Продукты генов-репортеров обычно легко детектируются с помощью простых методов. Наиболее широко используемый ре-портерный ген GUS кодирует фермент -глюкуронидазу и при добавлении субстрата расщепляет его с получением соединения,окрашенного в 64 [c.64]

Следующий этап в получении трансгенных растений с улучшенным аминокислотным составом белка можно представить на примере модифицированного а-зеина. Белок а-зеина кукурузы характеризуется низким содержанием лизина, что значительно снижает его питательную ценность. В последовательность гена а-зеина с помощью олигонуклео-66 [c.66]

Помимо получения трансгенных растений с модифицированными запасными белками зерновых и бобовых проводятся работы по улучшению состава жирных кислот ряда масличных культур, и в первую очередь рапса. Семена рапса характеризуются высоким содержанием масла, однако, из-за большого количества в нем специфической длинноцепочечной эруковой кислоты, а также глюкозинолатов вкусовые и питательные качества рапсового масла резко снижаются. С помощью генетической инженерии и последующей селекции были получены сорта рапса, содержащие гены, контролирующие длину молекулы жирных ислот, что привело к снижению доли эруковой кислоты и улучшению к ачества рапсового масла. Аналогичные работы ведутся по получению модифицированных жирных кислот с повышенным содержанием ненасыщенных связей, что позволит получать растения, синтезирующие новые ценные жирные кислоты. Кроме того, в последнее время было показано, что изменение состава жирных кислот может приводить к повышению устойчивости растений к ряду насекомых, а также к действию пониженных температур. [c.68]

Работы по увеличению фотосинтетической активности проводятся в направлении введения генов С4 фотосинтеза в Сз-растения, Ген фосфо-енолпируваткарбоксилазы (РЕРС) фотосинтетической системы кукурузы С4, кодирующий основной фермент, участвующий в фиксации атмосферного СО2 в клетках мезофилла листа, был клонирован и перенесен методом агробактериальной трансформации в Сз-растения риса. Анализ полученных трансгенных растений показал, что активность фермента в клетках риса в 2—3 раза выше, чем у кукурузы, что привело к увеличению фотосинтетической активности и урожайности. [c.69]

Было показано сходство стрессового ответа у бактерий и высших растений в обоих случаях в клетках происходит синтез молекул осмопротекторов, механизмом действия которых является установление осмотического баланса между цитоплазмой и окружающей средой и, кроме того, частичная стабилизация белков при стрессовых условиях. Сходные биохимические пути синтеза молекул осмопротекторов позволили использовать гены бактериального происхождения для получения трансгенных растений, устойчивых к стрессам. [c.70]

Из генома Е. oli были выделены два гена proBosm и ргоА, кодирующие ферменты пути биосинтеза пролина, аккумулирование которого в клетке происходит в ответ на осмотический стресс. Экспрессия этих бактериальных генов в геноме растений приводила к повышенному синтезу пролина. Полученные трансгенные растения табака осуществляли повышенный синтез и накопление пролина по сравнению с контрольными растениями. Трансгенные побеги укоренялись и могли расти при концентрации соли в среде 20 г/л (350 мМ). [c.70]

Из генома В. thuringiensis бьш выделен ген токсина Ы2 и поставлен под контроль промотора 35S aMV. 6 -Ген был интегрирован в геном растений табака методом агробактериальной трансформации. Экспрессия бактериального Ы2-тт в растительных клетках была подтверждена как на уровне транскрипции, по присутствию соответствующей мРНК, так и на уровне трансляции, по синтезу белка-токсина. Полученные трансгенные растения табака бьши устойчивы к вредителям. Эффективность защиты сельскохозяйственных культур от вредителей была показана и на трансгенных растениях томата, трансформированных генами эндотоксина, при этом бактериальный белок, синтезированный в тканях растений, обеспечивал защитный эффект, сравнимый с использованием инсектицидных препаратов. [c.71]

Одним из основных направлений биотехнологии растений является получение культурных растений, устойчивых к воздействию гербицидов. Гербициды широкого спектра действия, уничтожая сорные травы, оказывают угнетающее действие и на посевы. Получение устойчивых к гербицидам растений ведется в двух направлениях во-первых, прямая селекция устойчивых к гербицидам форм растений (в основном, путем скрещивания с дикими видами растений, устойчивых к гербицидам), во-вторых, получение трансгенных растений путем введения генов, экпрессия которых приводит к гербицид-резистентности. Теоретической основой получения трансгенных растений, устойчивых к гербицидам, являются [c.73]

Действие гербицида атразина основано на его связывании с хлоро-пластным мембранным белком ( 2 ), который кодируется геномрЬсА. Ген рЬсА был выделен из генома некоторых сорняков. Было показано, что устойчивость к гербициду связана с возникновением точечной мутации в гене рЬсА, что приводит к замене в белке аминокислотного остатка сери-на на глицин. Такие замены в белке приводят к резкому уменьшению связывания гербицида с ферментом-мишенью. В результате возникает устойчивость к гербициду. Мутантный генрЪсА был встроен в векторные конструкции для транформации растений. Полученные трансгенные растения были устойчивы к атразину. [c.74]

Аналогично было показано, что замена аланина на аргинин в белке EPSP-синтетазы, который кодируется геном агоА Е. соИ, приводит к возникновению устойчивости к действию гербицида глифосата. Это было использовано для трансформации клеток табака, томатов, сахарной свеклы и картофеля мутантным геном агоА и получения трансгенных растений, устойчивых к гербициду. [c.74]

На каких этапах получения трансгенных растений Moiyr возникать трудности и почему [c.76]

Рис. 20-72. Схема получения трансгенного растения. Интересующий нас ген кодирует бактериальный белок, токсичный для насекомых. Чтобы ген экспрессировался в растительной клетке, его 5 -конец соединяют с растительным промотором, а З -конец с сайтом полиаденилирования. Модифицированный ген токсина встраивают в плазмиду, содержащую кроме него и маркерный ген (например, ген устойчивости к канамицину), по которому можно проводить селекцию. Плазмида сконструирована таким образом, чтобы и ген токсина, и маркерный ген были окружены особыми повторами, размером 25 нуклеотидных пар, которые в норме окружают Т-ДНК. Плазмиду из клеток Е. oli переносят в Agroba terium, где на отдельной плазмиде присутствуют гены вирулентности. Если такую Agroba terium культивировать вместе с листовыми дисками, продукты генов вирулентности узнают повторы в Т-ДНК и перенесут ДНК, содержащую маркер и гены гоксина в хромосому растения. Все клетки листового диска затем заставляют делиться, помещая экспланты на соответствующую питательную среду, однако способность делиться и образовывать каллус сохранят лишь те клетки, которые содержат ген селективного маркера. Из каллуса затем получают трансгенные растения, которые экспрессируют

Векторы для переноса рекомбинантных генов в хлоропласты высших растений. Получение трансгенных растений, содержащих генетически измененные хлоропласты, является одним из быстро развивающихся направлений современной генной инженерии растений [197]. Интерес к этой области исследований определяется большей безопасностью таких трансгенных растений в отношении загрязнения окружающей среды. Поскольку хлоропласты не переносятся с пыльцой, значительно уменьшается опасность распространения трансгенов среди перекрестно опыляемых растений близких видов. Кроме того, сама пыльца трансгенных растений менее токсична для насекомых, которые не являются мишенью ее токсического воздействия. Для генома хло-ропластов пластома) характерен высокий уровень полиплоидии (10 -105 копий на клетку), поэтому отдельная клетка с трансформированными хлоропластами содержит тысячи копий трансгена, что позволяет получать очень высокий уровень экспрессии соответствующих рекомбинантных белков (до 25% от суммарного растворимого клеточного белка). [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология