Современная генетика

Оntreaga descenden?? ob?inut? din protopla?tii unei singure plante este

identic? din punct de vedere genetic, de aceea aceast? metod? de оnmul?ire

face posibil? men?inerea pentru un timp nelimitat a propriet??ilor de

valoare ale plantelor cultivate, ceea ce nu se poate ob?ine prin оnmul?irea

sexuat? obi?nuit?.

Оn rвndul al doilea, ?i aceasta prezint? cea mai mare importan??, cu

ajutorul protopla?tilor se pot ob?ine a?a-zi?ii hibrizi asexuali sau

somatici ai diferitelor forme de plante, care nu pot fi crea?i prin nici o

alt? metod?. Schema general? a hibridiz?rii celulelor somatice ?i de

ob?inere prin ele a hibrizilor asexuali este prezentat? оn des. 28.

Esen?a acestei tehnologii const? оn faptul c? drept materie ini?ial? de

construc?ie se utilizeaz? nu celulele sexuale, ci celulele somatice. Dup?

ce se оndep?rteaz? de pe ele membranele dure, acestea sunt silite s? se

contopeasc?. Din celulele hibride, ap?rute оn urma contopirii, se ob?in

apoi plante hibride.

Protopla?tii, datorit? lipsei membranei de celuloz?, pot s? se

contopeasc? singuri оntre ei sau acest proces se produce оn prezen?a unor

agen?i chimici, bun?oar? a polietilenglicolului. Dup? contopirea celulelor

urmeaz? contopirea nucleelor lor, apoi, оn cвteva zile, se restabile?te

membrana celular? comun? ?i, оn sfвr?it, celula hibrid? оncepe s? se

divizeze.

Оn anul 1972 un grup de savan?i americani, оn frunte cu P. Carlson, au

ob?inut primii hibrizi celulari prin contopirea protopla?tilor a dou?

soiuri de tutun. Din celulele contopite au regenerat plante hibride

normale— amfidiploide, care con?ineau cromozomii ambilor p?rin?i, 24 de la

nicotiana glauca ?i 18 de la nicotiana langsdorfi: оn total 2n = 42. S-a

constatat c? plantele hibride, ob?inute prin metoda contopirii

protopla?tilor, nu se deosebesc prin nimic de cele ob?inute prin

hibridizare sexual?.

Un grup de savan?i englezi, оn frunte cu E. Cocching, au ob?inut оn anul

1987 plante hibride prin оncruci?area a dou? specii de petunie.

Colaboratorii laboratorului de cultivare a celulelor ?i ?esuturilor de la

Institutul de fiziologie a plantelor al A? a fostei URSS, оn frunte cu R,

Butenco, au ob?inut hibrizi somatici din оncruci?area a dou? soiuri de

tutun, iar, datorit? muncii оn comun a savantului sovietic IU. Gleb ?i

savantului german F. Hofman, a fost creat? o plant? nou? — arabidobrassica.

?i ea a fost ob?inut? prin hibridizarea somatic? a arabidopsisului ?i a

uneia din speciile de varz? s?lbatic?. Noul hibrid a fost crescut оn trei

etape. La оnceput, dup? contopirea protopla?tilor celulelor somatice ale

arabidopsisului ?i a verzei au fost ob?inute celule hibride, care aveau

cromozomii ambelor plante ini?iale. Apoi prin оnmul?irea unor celule

hibride aparte оn condi?iile cultiv?rii sterile оn medii nutritive solide,

care con?ineau geloz?, vitamine, substan?e minerale ?i fitohormoni (auxina

?i chinina), au fost ob?inu?i callu?ii liniilor celulare respective. Оn

sfвr?it, оn etapa a treia, schimbвnd componen?a mediilor nutritive, se

provoca stimularea celulelor callusului pentru morfogenez?. Datorit?

acestei stimula?ii, celulele hibride ale unor linii formau numai r?d?cina,

ale alteia — numai l?starii, ale celor din urm? — plante оntregi cu

r?d?cini, l?stari ?i flori. Dar plantele оnflorite ale arabidobrassicii nu

erau capabile de polenizare. Reproducerea ?i оnmul?irea lor este posibil?

numai pe cale vegetativ? оn condi?iile cultiv?rii ?esuturilor.

Cercet?rile оn domeniul ingineriei celulare a plantelor au atins stadiul

cвnd se poate vorbi despre utilizarea acestei noi metode de hibridizare la

selec?ionarea practic? a plantelor, cu toate c? оn acest caz n-au fost

studiate оnc? definitiv particularit??ile principale ale «comportamentului»

genelor, a fost dovedit c? hibridizarea somatic?, spre deosebire de cea

sexual?, l?rge?te mult limitele оncruci??rii.

Hibridizarea celulelor somatice ?i-a dovedit de acum eficacitatea. Prin

ea au fost ob?inu?i hibrizi interspecifici ai cartofului, tomatelor,

turnepsului, verzei cu rudele lor s?lbatice, precum ?i hibrizi ai tutunului

?i mahorc?i, tomatului ?i cartofului, care prezint? un material ini?ial de

valoare pentru selectarea оn viitor a unor soiuri noi. Astfel la una din

experien?e savan?ii au utilizat protopla?tii unei specii s?lbatice ?i a

unei specii cultivate de cartofi — soiul Prieculischii timpuriu. Acest soi

are tuberculi mari, dar este predispus la boli. Cartoful s?lbatic are

tuberculi foarte mici, dar este rezistent la diferite boli. Aceste specii

se deosebesc ?i dup? m?rimea protopla?tilor, ?i dun? num?rul cromozomilor.

Ce propriet??i s-au ob?inut la hibrizii somatici? Dac? compar?m forma

frunzelor, a tufelor ?i m?rimea tuberculilor, acestea ocup? parc? o pozi?ie

intermediar? оntre speciile cultivate ?i cele s?lbatice. Tot a?a se

оntвmpla ?i la hibridizarea obi?nuit?, pe cale sexual?, a acestor plante.

Dar hibridul ob?inut din protonla?ti s-a dovedit a fi rezistent la una din

bolile virotice grave — la fitoftoroz?.

Оn cursul ultimilor ani s-au ob?inut celule hibride prin contopirea

protopla?tilor ?i оncruci?вnd reprezentan?ii unor specii foarte

оndep?rtate: p?pu?oiul cu ov?sul, morcovul cu tutunul, morcovul cu

petuniea, p?pu?oiul cu soia, maz?rea cu soia ?. a. m. d., dar din aceste

celule hibride nu s-au ob?inut оnc? plante оntregi.

Hibridizarea celulelor somatice, оn afar? de solu?ionarea problemelor

practice, deschide posibilit??i absolut noi оn ce prive?te studierea unei

astfel de probleme ?tiin?ifice fundamentale, precum este interac?iunea

оntre nucleu, citoplasm? ?i organitele celulei. Pвn? nu demult оnc?

selec?ia ?i genetica nu aveau posibilitatea de a reconstrui genele

organelelor citoplasmei, deoarece prin оncruci?area obi?nuit? ele se

mo?tenesc numai de la mam?. Fiind lipsite de genele citoplasmitice ale

organismului patern, оntre ele nu se poate produce nici o recombina?ie. Pe

de alt? parte, aceste gene sunt responsabile de o serie de procese practice

importante. Ingineria celular? ofer? pentru оntвia dat? posibilitatea de a

manipula ?i cu aceste gene.

12.4 Transferul interspecific al genelor

Ingineria genic? ca mijloc de creare ?i transferare a genelor noi e cea

mai potrivit? pentru practicarea metodelor ne tradi?ionale оn selec?ia

plantelor cultivate.

Ca оnceput al ingineriei genice a plantelor poate fi considerat?

descoperirea vectorului natural al plazmidei mari оn bacteriile de sol

Agrobacterium tumefaciens, care provoac? la plantele dicotiledonate

formarea unor tumori — a col?anilor crenela?i. Adev?ratele tumori apar la

plantele capabile s? creasc? nelimitat ?i compuse din celule ne

diferen?iate, dup? ce оn ?esutul v?t?mat nimeresc bacteriile A.

tumefaciens.

Оn anul 1974 s-a descoperit c? caracterul transform?rii este determinat

genetic de plazmida ce a c?p?tat de-numirea de Ti (de la cuvintele engleze

tumor inducing — care provoac? tumoare). Aceast? plazmid?, precum ?i

plazmida Ri (root inducing) — ce provoac? ro?ea??), care determin? boala

tumoral? a r?d?cinilor ?i care se afl? оn bacteria de sol оnrudit?

(Argobacterium rhizogenes) formeaz? temelia vectorului ce transport?

informa?ia genetic? str?in? оn celulele plantelor.

Plazmidele Ti se afl? numai оn celulele bacteriilor. Dup? ce p?trund оn

celulele vegetale, se produce inserarea unei p?r?i a ADN-ului plazmidic cu

ADN-ul cromozomic al noului st?pвn.

O condi?ie obligatorie a fiec?rei manipul?ri de inginerie genic? este

transferarea celulei unice datorit? inser?rii moleculei ADN ?i dup? aceasta

clonarea acestei celule. S-a constatat: celulele vegetale ?i protopla?tii

lor izola?i pot fi ?i ei clona?i. A fost elaborat? metoda de inserare a

plazmei Ti prin infectarea protopla?tilor cu bacteria A. tumefaciens.

Posibilitatea transform?rii plantelor superioare a fost demonstrat?

recent de savantul olandez F. Crens оmpreun? cu colaboratorii s?i pe baza

protopla?tilor frunzelor de tutun. Оn prealabil a fost оndep?rtat? cea mai

mare parte a membranei celulare cu ajutorul unor fermen?i speciali.

Protopla?tii ob?inu?i оn modul acesta erau transforma?i activ de c?tre

plazmida Ti.

Folosirea Ti — plazmidei оn calitate de vector pentru transferul genelor

оn celulele vegetale ofer? posibilitatea de a regenera plante оntregi din

celule separate, ce con?in ADN str?in. Pe aceast? cale оn anul 1985

savantul japonez M. Norimoto a reu?it s? transfere gena fazeolinei

(proteinei de rezerv? a boabelor de fasole) оn celulele florii-soarelui ?i

a tutunului. Aceast? gen? ?i-a men?inut capacitatea de a se replica оn

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75