Молекулярно-биологические аспекты модификации метаболизма хризантем (Crysanthemum morifolium Ramat. ) путем экспрессии гетерологических генов

• Автор: Митюшкина, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 145 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 .Методы переноса генов в растительный геном

1.1Л .Агробактериальная трансформация

1.1.2.Вирусные векторы

1.1.3.Физические методы переноса

1.2.Применение методов генной инженерии для улучшения сортов сельскохозяйственных культур.

1.2.1 .Использование генов 6токсинов для экспрессии в растениях

. гены из i i происхождение и роль в метаболизме бактерий и растений.

1.2.3.Применение гена в декоративном цветоводстве.

1.2.4.Антисснс технология природное проявление и исследование
генома растений.
1.3.Хризантема место и значение в промышленном цветоводстве.
1.3.1.История культуры.
1.3.2.Соврсменные направления в биотехнологии хризантем.
1.3.2.1 .Культура ш vi хризантем
1.3.2.2. Регенерация растений и каллусная культура.
1.3.2.3.Культура протопластов.
1.3.2.4.Соматический эмбриогенез
1.3.2.5.0бразование корней.
1.3.3.Обзор работ в области создания трансгенных хризантем
ГЛАВА 2.Цели и задачи
ГЛАВА З.Материалы и методы
3.1 .Объекты исследования
3.2.Культура i vi
3.3.Адаптация растений хризантем к условиям i viv
3.4. Регенерация адвентивных побегов
3.5. Агробактериальные штаммы и векторы
3.6. Экстракция фитогормоиов.
3.7. Выделение ДНК.
3.8. Блоттинг по Саузерну обработанных рестрик газами и разделенных фрагментов ДНК.
3.9. Проведение полимеразной цепной реакции ПЦР.
3 Определение содержания агропина в растительных тканях
3 Определение активности II i i.
3 Иммунологическое определение содержания 6эндотоксина в растительных тканях.
3 Хроматографический анализ содержания пигментов.
3 Тест на устойчивость хризантем к насекомым.
3 Метод определения фертильности пыльцы.
ГЛАВА 4. Результаты исследований
4.1. Регенерация адвентивных побегов из листовых эксплантов хризантемы.
4.2.Экспрсссия гена 6эндотоксина в растениях хризантем для повышения устойчивости к вредителям.
4.3.Анализ морфофизиологических изменений растений хризантем экспрессирующих i из i i
4.3.1 .Морфологические изменения.
4.3.2.Молекулярногенетический анализ.
4.3.3.Гормональный баланс трансформантов.
4.3.4.Сгруктура генеративных органов.
4.4.Эффективность применения гетерологичного гена халконсинтазы в антисмысловой ориентации для подавления окраски в соцветиях хризантемы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Поскольку ген имеет бактериальное происхождение, то экспрессия его в растениях недостаточна для эффективного подавления развития насекомых тысячные доли трансгенного токсина от тотального белка растительной клетки. В связи с этим были проделаны успешные работы по оптимизации нуклеотидного состава, что позволило увеличить экспрессию в сотни раз. i и др. Другой областью, в которой достигнуты значительные успехи, стала защита растений от вирусных заболеваний i и др. и др. Потери продукции от вирусных заболеваний весьма ощутимы, особенно в отношении тех культур, которые размножаются вегетативно. На качественно другой уровень перешло решение проблем повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к фитопатогенам и др. и др. В настоящее время наиболее перспективными считаются методики, основанные на использовании растительных генов, например, кодирующих белки iiii i, которые содержатся в семенах многих культур и предохраняют их в период покоя и в процессе прорастания от грибных и бактериальных патогенов и др. Такие гены из редьки и амаранта были клонировании в Лейденском университете и успешно перенесены в табак. Усилия селекционеров в декоративном растениеводстве в основном направлены на изменение эстетических качеств цвет, форма, аромат, на продолжительность жизни после срезки. Поиск новых редких окрасок традиционных культур обуславливает активные исследования молекулярных биологов генов синтеза пигментов. В настоящее время метаболизм пигментов достаточно хорошо изучен, клонированы многие гены, обуславливающие пигментные изменения. Антоцианы являются основными пигментами высших растений. Биохимия и молекулярная генетика антоцианов подробно представлена в обзорах и др. и др. и др. и др. Первые применения генной технологии к изменению окраски привели к созданию петунии экспрессирующей пеларгонидин. В петунию был перенесен ген дигидрофлаванол4редуктазы кукурузы. Несколько линий трансгенных растений имели краснокирпичную окраску. Но экспрессия гена была нестабильной и др. Это было достигнуто путем трансформации петунии геном , и последующего скрещивания трансформанта с элитным сортом петунии, и закрепления желаемых качеств отбором сеянцев. Создание голубых роз, тюльпанов или хризантем гораздо более сложная задача. Требуемыми условиями являются множество факторов присутствие пигмента дельфинидина, копигментов, относительно высокое клеточного сока. Исследование 0 сортов роз показало, что ни один из них не содержит дельфинидин, поэтому получить розу методами традиционной селекции невозможно и др. Так называемые голубые гены могут помочь в решении этой проблемы. Ферменты синтеза дельфинидинов флавоноид 35гидроксилазы и флавоноидов флавоноид синтазы в настоящее время охарактеризованы и др. Самым сложным в этом процессе является идентификация функции генов, определяющих клеточного сока. В настоящее время выявлены гены, оказывающие влияние на клеточного сока, но недостаточно хорошо изучены механизмы их действия. Наиболее привлекательная часть растения это цветок. В идеале горшечное растение это плотная шапка цветов, покрывающая зеленую часть растения. Фитогормоны играют важную роль в контроле размера и формы растения. Соотношение ауксиньпцитокинины может быть изменено в трансгенных растениях экспрессирующих онкогены из iплазмид i i или iплазмид . Например, конститутивная экспрессия го С гена, кодирующего цитокининРглкжозидазу из iплазмиды привела к повышению уровня цитокининов, и фенотипическому проявлению. Мутанты по синтезу гибберелловой кислоты ГК или растения обработанные веществами, блокирующими синтез гибберелловой кислоты, как правило, имели укороченные междоузлия и ярко выраженную кустистость. Кустистость может быть вызвана как обработкой ГК, так и мутацией но гену синтеза ГК. В настоящее время клонировано несколько генов, вовлеченных в синтез ГК, в их числе, из арабидопсиса и ап и др.