Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A növényi biotechnológia alapjai 2. előadás. A termesztett növényekkel kapcsolatos biotechnológiai tevékenység jelentősége Növekvő népesség Éhínség (...)

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A növényi biotechnológia alapjai 2. előadás. A termesztett növényekkel kapcsolatos biotechnológiai tevékenység jelentősége Növekvő népesség Éhínség (...)"— Előadás másolata:

1 A növényi biotechnológia alapjai 2. előadás

2 A termesztett növényekkel kapcsolatos biotechnológiai tevékenység jelentősége Növekvő népesség Éhínség (...) Környezetbarát termesztési technológiák kialakítása –Betegségekkel szembeni ellenállóság  vegyszerhasználat csökkenése –Termésmennyiség fokozása  kisseb területen többet Génmegőrzés $$$$...

3 I.Szaporodás biotechnológia –Ivaros –Ivartalan II.Sejtszintű, citogenetikai eljárások III.Génsebészet

4 A növényi sejt és szövettenyésztés története 1800-as évek közepe: Schwann (zoológus) és Schleiden (botanikus) –az élő organizmusok egyes részeiek (akár egyetlen sejtnek is) életképessége bizonyos körülméyek közt Gottlieb Haberland (1902) – a növényi szövettenyésztés atyja –A fejlettebb növények izolált sejtjei, elemi orgaizmusnak foghatóak fel, és ha megfelelő körülményeket biztosítunk számukra, akár egész egyeddé fejlődhetnek (növényi sejtek totipotenciája) –Elméletét (bár helyes volt) nem tudta kísérletei során bizonyítani, mivel nem megfelelő növényi sejteket használt szövettenyészeteiben 1922 –Kotte: kukorica és borsó gyökércsúcs tenyészetekben vizsgálta a nitrogén anyagcserét –Robbins: borsó, kukorica, csillagfürt, gyapot gyökércsúcsok növekedését tanulmányozta I. Szakasz a szövettenyésztés előzményei, kezdetei

5 II. Szakasz 1930 – 1960: a növényi szerv, szövet és sejtenyésztés sikerei Gautheret, White: a harmincas években megoldották a növényi szövetek korlátlan ideig való tenyésztését. Az általuk használt tátközegeket kisebb nagyobb módosításokkal, ma is hasznáják. –Gautheret által 1939 ben elindított sárgarépakultúra azóta is tenyészetben van –White 1931-ben elindított paradicsomgyökér tenyészete 1868-ban már 1726 szubkulturáláson ment át Loo (1945), Ball (1946)...: minden szerv tenyészthető, csak a megfelelő közeget kell biztosítani számára –Virág és virágrések steril tenyésztése Ötvenes évek végétől a hetvenes évek végéig: diploid vegetatív sejtek teljes növény regenerációra képesek. Kalluszkultúráknál és egyébb szövetkultúráknál megfigyelték, hogy egyes sejtek járulékos embrióvá fejlődnek – totipotencia teljes igazolása –irányított organo és embriogenézis kiváltása –Portokkultúrából, pollenkultúrából haploid növények : Cocking (1960 az első portokból felnevelt növényke) – totipotencia igazolása haploid sejteknél is! 1962 Muraschige and Skoog táptalaj (mai napig leginkább használatos táptalaj) 1965: Morel – Cymbidium orchideafaj merisztématenyészetében csírázóorchideamagvakra emlékeztető képletek (protokormok), amelyeket feldarabolva hasonló protokomokhoz majd teljes növényhez jutott III. Szakasz 1960 – 1980: organo és embrigenezis kiváltása mikroszaporítás

6 IV. Szakasz: 1970 – napjainkig: Sejtszitű manipulációk –1969 Mathes: Első sikeres protoplaszt izolálás –1970 Power és mts.: első sikeres protoplasztfúzió –1971 Takebe és mts.: Az első protoplasztból regenerált növényt –1983 Zimmermann: elektromos áram segítségével megvalósított protoplasztfúzió –Génmanipuláció

7 I. A szaporodás biotechnológiája

8 Mesterséges táptalajon, steril tenyésztési feltételek közt különböző növényi sejtekből, szövetekből egész növényt lehet előállítani Széleskörű felhasználás –Mikroszaporítás – nagyszámú, vírusmentes növény –Haploid növények előállítása – beltenyésztett vonalak gyors(abb) előállítása –Minden egyes „fejlettebb” biotechnológiai eljárás feltételezi, hogy a növény szövettenyészetben való szaporítása már megoldott!!  az összes növény- biotechnológiai módszer alapja

9 Totipotens sejtek = olyan sejtek, amelyből potenciálisan a szervezet bármilyen sejtje felnevelhető Haberland 1902: a növény egyetlen sejtjéből egy egész növény felnevelhető

10 Differenciálódás

11 Dedifferenciálódás 2,4 Diklórfenoxi ecetsav (2,4D)

12 Dedifferenciálódás  kallusz: differenciálatlan osztódó sejtek tömege

13 Redifferenciálódás  In vitro szomatikus embriogenézis  In vitro organogenézis merisztémakialakulás szervképződés Növényi hormon

14 Az ivaros szaporodás biotechnológiája

15 1. Embriókultúra 2. Generatív szervtenyészetek –Virágtenyészetek – Portoktenyésztés – Ováriumtenyésztés – Ovulumtenyésztés 3. Generatív sejtenyészetek –izolált mikrospóratenyésztés –ivarsejtek izolálása és in vitro fúziója 4. Megporzás és megtermékenyítés kémcsőben 5. Generatív szövettenyészetek –endospermiumtenyésztés –nucellusz tenyésztés haploidizálás

16 Ivartalan szaporodás biotechnológiája

17 A növény különböző vegetatív (testi, szomatikus) sejtjeinek, szerveinek, szöveteinek illetve sejtjeinek a tenyésztése steril, kontrollált feltételek mellett Ivartalan szaporítás (klónozás): az utódok genetikailag egymással és a kiinduló növénnyel is azonosak

18 A szövet és sejttenyésztési eljárások alkalmazási lehetőségei a növénynemesítésben Merisztématenyésztés –Kórokozómentesítés –Üzemi méretű vegetatív mikroszaporítás –Génbankok Embriótenyésztés –Csíranyugalom mesterséges megszüntetése –Nemzedékváltás gyorsítása –Hibridek előállítása a keresztezési inkompatibilitások kiküszöbölésével Androgenézis és ginogenézis –Teljes homozigóta vonalak előállítása –Recesszív tulajdonságok kiválogatása és felhasználása a nemesítésben

19 II. Szomatikus sejtgenetika = egyidejűleg nagyszámú gén, illetve nem kódoló szekvencia bevitele – a véletlenszerűen kialakult sok sejt vagy növény közül, utólagosan kell kiválasztani a kívánt genotípust = sejtszintű genetikai eljárások, az egész genomot, de legalábbis egy nagyobb részét érinti

20 Szomaklónok előállítása

21 Mutánsizolálás

22 Szomatikus hibridizáció protoplasztfúzióval

23 Izolált kromoszóma-átvitel

24 Felhasználási lehetőségek Kalluszkultúra és sejttenyészet –Sejtszintű mutánsizolálás –Szomaklonális variabilitás –Mesterséges magvak –Génbankok mélyfagyasztott sejtekkel –Másodlagos anyagcseretermékek bioszintézise Protoplasztok izolációja és szomatikus sejthibridizációs fúziója –Paraszexuális faj és nemzetséghibridek előállítása –Gének, kromoszómák átvitele a fajok és fajták közt –Poliploidok gyors, irányított előállítása Cibridizáció –Új sejtmag – mitokondrium – kloroplasztisz összetételű sejtek –Hímsterilitás átvitele a különböző fajokba

25 III. Géntechnológia = az örökítő anyag közvetlen molekuláris módosítása

26 DNS –Preparálás –Komplementer DNS (cDNS) készítés Darabolás (restrikciós endonukleázok) Vektrormolekulák –λ fágok (baktérium vírusok) –Plazmidok –„Cosmid” vektorok Felszaporítás és fenntartás baktériumsejtekben (pl. E. coli) Átjuttatás a növényekbe –Agrobacterium sp. Ti (tumor indukciós) plazmidja –Génbelövés

27 Első generációs transzgénikus növények Cél: a növénytermesztési technológiák fejlesztése stresszrezisztencia Biotikus stressz ellen Abiotikus stressz ellen vírus, baktérium, gomba, rovar herbicid hő, fagy szárazság, só nehézfém...

28 Második generációs transzgénikus növények Cél: a termékek minőségének javítása Élettani folyamatok módosítása Anyagcsere módosítása Fejlődés módosítása Fehérje, zsírsav, szénhidrát Pigment Alkaloida... Virágzás Érés Szaporodás

29 Harmadik generációs transzgénikus növények Cél: ipari anyagok előállítása Bioreaktor GM növények Gyógyszeripar Műanyagipar Élelmiszeripar

30 Növényi biotechnológia Szaporodás biotechnológiája Szomatikus sejtgenetika Géntechnológia Ivartalan szaporodás biotechnoloógiája Ivaros szaporodás biotechnológiája Szomaklonális variabilitás módszere mutánsizolálás protoplasztfúzió GM növények előállítása Izolált sejtmagok és kromszómák bevitele


Letölteni ppt "A növényi biotechnológia alapjai 2. előadás. A termesztett növényekkel kapcsolatos biotechnológiai tevékenység jelentősége Növekvő népesség Éhínség (...)"

Hasonló előadás


Google Hirdetések