RSS    

   Биотехнология

оплодотворить собственной пыльцой.

В пробирке случается порой преодолеть несовместимость довольно

отдаленных видов, и даже родов растений. Однако бывает и так, что скрестить

растения, относящиеся к двум разным видам или родам, удается, но полученные

от гибридизации семена не желают прорастать — сказывается несовместимость,

допустим, зародыша с эндоспермом. Это обычное явление при скрещивании

пшеницы и ржи (есть, однако, и другие факторы, препятствующие прорастанию).

В таких случаях с успехом прибегают к

отделению зародыша от эндосперма на ранних этапах развития зерновки и

помещению зародыша на искусственную питательную среду, состоящую из многих

компонентов.

При выращивании молодых эмбрионов добились завязывания жезнеспособных

семян у межродовых гибридов - ячмень X рожь, элимус X пшеница, трнпсакум X

кукуруза; томат культурный X томат перуанский, чина пурпурная X чина

членистая, лядвенец тонкий X лядвенец топяной, донник желтый X донник

белый, фасоль обыкновенная X фасоль остролистная (тепарн), клевер сходный X

клевер гибридный (розовый), слива североамериканская X слива персидская. М.

Ф.Терновский с сотрудниками получил межвидовой гибрид табака с новыми

свойствами устойчивости благодаря культуре на искусственной питательной

среде каллусов из неспособных к прорастанию гибридных семян. Таким же путем

получены нормальные гибриды первого поколения от скрещивания днплоидных и

тетраплоидных форм райграса.

И наконец, еще одно важное достоинство использования питательных

сред. В пробирке удается слить воедино соматические клетки разных видов.

Для этого, правда, их приходится беззастенчиво «раздевать» — освобождать от

оболочки с помощью

специальных ферментов. После этой процедуры мы имеем дело уже не с клеткой,

а с протопластом. Протопласты двух видов кидают в один протопласт -

гетерокариот, который через некоторое время обзаводится новой «одежкой».

Так удается объединять даже животные клетки с растительными, например

клетку табака с обнаженной

клеткой дрозофилы. Надо сказать, что такие клетки, хотя и пытаются

делиться, но впустую. К делению способны пока лишь слитые клетки видов в

пределах одного рода, изредка - различных родов и семейств. Но как знать!

Со временем будет преодолена и

эта несовместимость, и селекционеры получат гибриды, которые им и во сне не

снились.

К настоящему времени удалось совместить протопласты и получить

соматические гибриды картофеля и томата, правда, с мизерным урожаем плодов

и клубней. А вот соматическая гибридизация устойчивых к болезням и

вредителям диких диплоидных видов картофеля (2х) с культурными диплоидными

{2х) может представить практический интерес: 2х + 2х = 4х - это как раз

оптимальный уровень плоидности у картофеля.

Неожиданны результаты канадца К. Н. Као, который получил

гетерокариотическне (с совмещенными ядрами) клетки из слившихся

протопластов

сон и табака сизого (табачного дерева), способные к делепию, и линии клеток

сои и табака с синхронным делением хромосом.

При использовании культуры клеток и тканей удается быстро размножить

новый сорт, если культуру в производстве размножают вегетативно, или линию

для производства гибридных семян у овощных, декоративных и других

возделываемых растении. Чаще всего размножают (клонируют) верхушки побегов

(такое размножение не совсем точно называют культурой меристемы - ведь,

кроме последней, в процесс включаются и другие элементы) и латеральную

(боковую) меристему - образовательную, интенсивно делящуюся ткань.

Возрастает использование культур тканей для клоннрования соцветий, цветков,

боковых почек, листьев и корней, культуры

каллуса и в отдельных случаях культуры клеток. У спаржи для размножения

наиболее пригодны верхушки побегов, у пасленовых и краснокочанной капусты -

кусочки (экспланты) листа, у цветной капусты и нарцисса - частички

соцветий, у лилейных,

ирисовых (касатиковых) и амариллисовых - экспланты из луковиц, клубней,

ризомов (коротких мясистых корневищ), листьев, соцветий и семяпочек, у

птицемлечника - экспланты из стебля, листьев, завязи, чашелистиков и даже

луковичной чешуи,

у глоксинии - высечки из листьев и цветоножек, у лука порея - кусочки

луковицы, у герани при получении диплоидных растений - экспланты пыльников.

Наиболее экономически выгодно размножение в культуре тканей

селекционных сортов цветов: орхидей, агав, бегоний, хризантем, цикламена,

драцены, ириса, лилий, нарцисса, флокса и других.

Новой областью применения клонирования в стерильной среде верхушек

побегов и других эксплантов стало размножение пород кустарников, плодовых

культур и ананаса.

Из каллуса от зубчиков чеснока получили безвирусные растения.

Экономически оправдано размножение методом стерильной культуры гетерозисных

гибридных семян овощных и декоративных культур.

Культура тканей растении, главным образом верхушек побегов

(меристем), играет очень важную роль в освобождении семенного метериала от

вирусов. Цветоводы первыми обнаружили, что растения, выращенные не из

клубней или луковиц, а из деля-

щихся клеток, помещенных в питательную среду, вирусными болезнями, как

правило, не поражены и дают здоровое вегетативное потомство клубней и

луковиц. Этот прием взяли на вооружение и картофелеводы-семеноводы.

Получение свободных или, вернее, почти свободных от вирусов растений

- обычный прием первичного семеноводства некоторых сельскохозяйственных

культур: картофеля, клевера, люцерны и хмеля,овощных (хрена, ревеня,

шампиньона, цветной капусты), плодовых культур (малины, красной н черной

смородины, яблони, сливы), а также декоративных растений (хризантемы,

гвоздики, пеларгонии, фрезии, цимбидиума, гортензии, нарцисса, лилии,

гиацинта, ириса, тюльпана, гладиолуса) Некоторых физиологов задолго до

того, как они осознали себя в роли биотехнологов, заинтересовали

биорегуляторы растений и ранее всего стимуляторы роста.

В начале второй мировой войны был открыт ауксин. Сначала его получали

из верхушки колеоптиля (бесцветного чехла, защищающего первый молодой лист)

кукурузы. Но это был поистине каторжный труд: за 10 дней восемь лаборанток

немецкого биохимика-фанатика Ф.Кегля переработали 100 тысяч проростков и

получили в результате количество активного вещества, достаточное лишь для

уста-

новления кислой природы ауксина. Для того чтобы таким путем добыть из

колеоптилей кукурузы 250 миллиграммов ауксина, лаборанткам пришлось бы

проработать, не прерываясь на сон и еду, по крайней мере 400 лет.

К счастью, вскоре был найден обильный и доступный источник ауксина.

Им оказалась человеческая моча. Как установили дотошные химики, в среднем

каждый житель планеты ежедневно может давать для нужд биохимии, физиологии

и сельского

хозяйства примерно 1—2 митлиграмма ауксина.

Под названием ауксин объединен целый ряд веществ - регуляторов роста.

Важнейшее из них получило наименование гетероаукснна и представляет собой

бета-индолил-уксусную кислоту, или ИУК. ИУК в изобилии образуется

микроорганизмами -

дрожжами, грибами и бактериями.

ИУК эффективно используют для ускорения образования корней у черенков

плодово-ягодных и других растений. В настоящее время синтезирован целый

ряд ауксинов, среди которых особенно большой активностью обладает бета-

нафтил-уксусная кислота (НУК).

Близко к группе гетероауксинов стоят гербициды, представляющие собой

производные фенокси-уксусной кислоты. В культуре клеток, тканей и органов

чаще всего применяют 2,4-дихлорфенокси-уксусную кислоту (2,4-Д), 2,4,6-

трихлорфенокси-уксусную кислоту и 2-метил-4-хлорфенокси-уксусную кислоту.

Обладают активностью и используются как свободные кислоты, так и

растворимые в воде натриевые и

аммонийные соли этих кислот, а также их эфиры. Кроме того, идут в дело еще

и этаноламиновые соли. Эти гербициды были открыты одновременно в начале

второй мировой войны в США и Великобритании.

2,4-Д может заменить (гетероауксин в культуре тканей, причем он в 10

с лишним раз активнее последнего вызывает образование корней, распад

крахмала, усиливает дыхание. Очень слабые концентрации гербицида действуют

благоприятно на про-

растание семян и на развитие микроорганизмов.

В Японии некогда приметили интересное заболевание молодых растении

риса, вызываемое грибом Gibbcrclla fujukuroi. Наряду с гибелью растений у

некоторых экземпляров, оставшихся в живых, можно было наблюдать энергичный

рост стеблей и

листьев. Как выяснилось, ускорение роста вызывается соединениями,

являющимися продуктами обмена веществ гриба. Эти вещества (терпеноиды),

выделенные в чистом виде получили название гиббереллинов.

Гиббереллины способны стимулировать не только рост, но и цветение. Их

применяют в основном для ускорения прорастания ячменя при изготовлении

солода и для повышения урожайности винограда.

Позднее был открыт ряд соединений, оказывающих сильное стимулирующее

действие на деление растительных клеток - цитокининов. Из них наиболее

активен кинетин. Очень активным соединением явилась дифенилмочевина,

Страницы: 1, 2, 3


Новости


Быстрый поиск

Группа вКонтакте: новости

Пока нет

Новости в Twitter и Facebook

                   

Новости

© 2010.