| Раздел "Культуры растительных клеток" Клеточная селекция Преимущества клеточной селекции перед традиционными селекционными методами
По сравнению с экспериментальным мутагенезом на уровне целых растений метод мутагенеза на уровне клеток имеет ряд преимуществ:
- экономится площадь, так как в одной чашке Петри диаметром 10 см можно культивировать 107 – 108 клеток, а для такого же количества растений необходима площадь свыше тысячи гектаров;
- мутантные признаки на уровне отдельных клеток проявляются довольно быстро;
- возможно получение новых типов мутаций, в том числе и биохимического характера;
- экономится время и трудозатраты на получение нового желаемого признака.
Основным требованием для успешного использования клеточного мутагенеза является хорошо разработанная система регенерации растений. Важным условием является также возможность получения гаплоидов у того или иного вида растений. В дальнейшую селекционную работу включаются только те генотипы, у которых мутации проявляются на уровне целого растения.
Растения с измененными признаками, полученные в результате мутагенеза на клеточном уровне, называются вариантами (термин «мутант» используется тогда, когда мутация подтверждается генетическими или молекулярно-генетическими методами). Рекомендуются следующие обозначения: R0 – растения-регенеранты, полученные из соответствующих клеточных клонов, R, R2 и т.д. – первое и последующее поколения после самоопыления.
Общая схема получения мутантных форм путем селекции на клеточном уровне состоит из нескольких этапов (рис. 17):
Рис. 17. Схема получения мутантных форм путем клеточной селекции (по В.И. Артамонову, 1989)
Измененные при мутагенной обработке клетки могут быть выделены в условиях культивирования in vitro путем прямого и непрямого отборов, а также при тестировании отдельных клеточных колоний. Прямой отбор состоит в добавлении к питательным средам отдельных компонентов, к которым обычные, неизмененные клетки не устойчивы. Непрямой отбор (негативная селекция) заключается в создании условий культивирования, при которых рост неизмененных клеток либо задерживается, либо эти клетки погибают (например, культивирование при низких или высоких температурах на средах с недостатком отдельных компонентов и т.д.).
Существует ряд факторов, ограничивающих селекцию in vitro Многие хозяйственно важные признаки, такие, как урожайность, количество зерна, устойчивость к пестицидам и другие трудно или практически невозможно получить при культивировании in vitro поскольку они не проявляются на клеточном уровне. Недостаточно также биохимических и молекулярных маркеров, которые коррелировали бы с этими признаками на уровне целых растений.
Не все селектируемые признаки, проявляющиеся на уровне клеток, сохраняются на уровне растений - регенерантов. Тому несколько причин: некоторая часть изменений не затрагивает генетический аппарат клетки, поэтому не сохраняется у потомков; генетические изменения могут элиминироваться в процессе дифференциации и мейоза; функция мутированного гена может быть ограничена состоянием дифференцируемых и культивируемых клеток; мутация одного гена может сопровождаться активацией различных генов, кодирующих изоферменты; часть генотипов неспособна регенерировать нормальные фертильные растения.
Читать дальше ► микроклональное размножение растений
Рис. 15. Изолированные протопласты – объект и модель в физиологических исследованиях (по Р.Г. Бутенко, 1981)
Читать дальше ► как выделить растительные протопласты
Другие главы раздела:
Культуры клеток высших растений
Новые экспериментальные системы для изучения синтеза вторичных метаболитов с использованием культуры тканей растений
Конструирование клеток
Клеточная селекция
Клональное микроразмножение и оздоровление растений
Создание искусственных ассоциаций культивируемых клеток высших растений с микроорганизмами
Методы сохранения генофонда
Бесклеточные системы
Литература к разделу
Реклама
|
Do'stlaringiz bilan baham: |