Sukces kultur in vitro oparty jest na zjawisku totipotencji, czyli nieograniczonej zdolności komórek do dzielenia się i odtwarzania całego organizmu

Transkrypt

1 Rośliny z probówki

2 Kultury in vitro to uprawa części roślin, tkanek, pojedynczych komórek, a nawet protoplastów poza organizmem macierzystym, na sztucznych pożywkach w warunkach sterylnych Sukces kultur in vitro oparty jest na zjawisku totipotencji, czyli nieograniczonej zdolności komórek do dzielenia się i odtwarzania całego organizmu

3 Podłoże hodowlane (pożywka) MAKROELEMENTY I MIKROELEMENTY ZWIĄZKI ORGANICZNE WITAMINY ŹRÓDŁO WĘGLA REGULATORY WZROSTU (auksyny i cytokininy) W kulturach in vitro stosuje się różne typy pożywek różniące się składem i proporcjami między ich składnikami.

4 Zastosowanie kultur in vitro : regeneracja roślin z fragmentów organów (gatunki chronione) mikropropagacja, czyli klonowanie (materiał jednorodny genetycznie) rośliny transgeniczne (rośliny o nowych cechach)

5 Regeneracja roślin z fragmentów organów Regeneracja in vivo a in vitro in vivo Regeneracja korzeni na pędach Fikusa beniamina Regeneracja korzeni na pędach Difenbachii Regeneracja calej rośliny z liścia Fiołka afrykańskiego Regeneracja korzeni (z prawej) i pędu (z lewej) z liści Begonii

6 Regeneracja roślin z fragmentów organów Regeneracja in vivo a in vitro Każdy fragment rośliny, zawierający żywe komórki zdolne do odróżnicowania i dzielenia się. in vitro

7 Regeneracja roślin z fragmentów organów Tworzenie pędów lub korzeni w kulturach in vitro jest uzależnione od proporcji pomiędzy auksynami i cytokininami

8 Regeneracja roślin z fragmentów organów Jakie organy mogą stanowić materiał wyjściowy do regeneracji w kompletną roślinę? ORGANY WEGETATYWNE korzenie Gentiana cruciata

9 Regeneracja roślin z fragmentów organów hypokotyl Leontopodium alpinum

10 Regeneracja roślin z fragmentów organów epikotyl Nicotiana alata

11 Regeneracja roślin z fragmentów organów merystem apikalny Carlina acaulis

12 Regeneracja roślin z fragmentów organów ogonki liściowe Polemonium coeruleum

13 Regeneracja roślin z fragmentów organów liście Nicotiana tabacum

14 Regeneracja roślin z fragmentów organów 29d 22d 25d 14d 15d 16d 17d 20d 18d Nicotiana tabacum

15 Regeneracja roślin z fragmentów organów Nicotiana tabacum

16 Regeneracja roślin z fragmentów organów

17 20d 26.d 14d16.d Drosera capensis

18 Regeneracja roślin z fragmentów organów ORGANY GENERATYWNE pąki kwiatowe Pharbitis nil

19 Regeneracja roślin z fragmentów organów pylniki Allium cepa

20 Regeneracja roślin z fragmentów organów pojedyncze mikrospory Digitalis purpurea

21 Regeneracja roślin z fragmentów organów niezapłodnione lub zapłodnione zalążki Beta vulgaris

22 Regeneracja roślin z fragmentów organów niedojrzałe zarodki zygotyczne Pharbitis nil

23 Regeneracja roślin z fragmentów organów tkanka miękiszowa rdzenia korzenia Daucus carota

24 Regeneracja roślin z fragmentów organów pojedyncze komórki (protoplasty) Solanum tuberosum

25 Mikropropagacja, czyli klonowanie Mikropropagacja to rozmnażanie wegetatywne (klonalne) roślin w kulturach in vitro. Stosowane metody: pobudzanie do rozwoju pąków bocznych formowanie pąków przybyszowych Solanum tuberosum

26 Mikropropagacja, czyli klonowanie

27 15d 16d 10d 12d 13d 14d 17d 19d21d 34d 28d 18d 23d 26d

28 Fikus Petunia

29 Mikropropagacja, czyli klonowanie Gerbera

30 Mikropropagacja, czyli klonowanie Hosta Anturium

31 Rośliny transgeniczne Transformacja genetyczna Proces przenoszenia obcych fragmentów DNA do genomu biorcy oraz integracja z tym genomem przekazywanie DNA plasmidowego Np. odporność na antybiotyki

32 Rośliny transgeniczne Co to są rośliny transgeniczne? ROŚLINA TRANSGENICZNA - zawiera w swych komórkach włączony do chromosomów gen obcego organizmu (innej rośliny, bakterii lub zwierzęcia) lub zmodyfikowany własny gen. TRANSFORMACJA GENETYCZNA - to proces przenoszenia obcych fragmentów DNA do genomu biorcy oraz integracja z tym genomem. Wprowadzone fragmenty DNA ulegają ekspresji w genomie gospodarza przez co możemy uzyskać rośliny o nowych lub ulepszonych cechach.

33 Rośliny transgeniczne Jak stworzyć roślinę transgeniczną?

34 Rośliny transgeniczne Mikrowstrzeliwanie wstrzeliwanie mikropocisków z metalu (0,5-5,0μm) opłaszczonych cząsteczkami DNA do komórek z dużą szybkością

35 Rośliny transgeniczne Bezpośrednie wprowadzanie DNA do protoplastów Metoda chemiczna lub elektroporacja Mikroiniekcja bezpośrednie wprowadzenie DNA do jąder komórkowych przy użyciu mikropipetki

36 Rośliny transgeniczne Konstrukt służący do transformacji promotor gen strukturalny terminator gen selekcyjny (markerowy) gen reporterowy (wizualizacyjny)

37 Rośliny transgeniczne Ekspresja genu reporterowego GFP Chlorofil w chloroplastach GFP

38 Rośliny transgeniczne Ekspresja genu reporterowego GUS promotor konstytutywny promotor tkankowospecyficzny A C D E promotor rozwojowospecyficzny B F G H

39 Rośliny transgeniczne Ekspresja genu selekcyjnego (oporność na antybiotyki)

40 Rośliny transgeniczne Jaki jest cel tworzenia roślin transgenicznych? Odporność na herbicydy herbicyd Basta

41 Rośliny transgeniczne Odporność na szkodniki Cykl rozwojowy Liście z wprowadzonym gen cry zawierają białko Bt (gen pochodzi z bakterii Bacillus thuringensis)

42 Rośliny transgeniczne Odporność na patogeny (grzyby, bakterie i wirusy)

43 Rośliny transgeniczne Odporność na abiotyczne czynniki środowiska Tolerancji na zasolenie Tolerancja na wysoką temperaturę WT 100 mmol/l NaCl żyto Temperatura 36ºC tytoń Tolerancja na metale ciężkie 300μM Al papaja

44 Rośliny transgeniczne Zmiana wartości odżywczych ß-KAROTEN (prowitamina A) Słodki ogórek (taumatyna)

45 Rośliny transgeniczne Zwiększona trwałość A B Pomidor (A) z zahamowaną syntezą etylenu (B) nie zmieniony genetycznie A B Goździk (A) z zahamowaną syntezą etylenu (B) nie zmieniony genetycznie

46 Rośliny transgeniczne Szczepionki roślinne Sałata z genem odporności na : wirusa zapalenia wątroby typu B Pomidor z genem odporności na : wirusa wywolującego wściekliznę

47 Rośliny transgeniczne Zmiana morfologiczne Petunia o barwach naturalnych wprowadzenie genu reduktazy dihydroflawonolu (dfr) z kukurydzy Petunia zmodyfikowana genetycznie

48 Wykład przygotowali: dr Alina Trejgell adiunkt w Zakładzie Biotechnologii opiekun Koła Naukowego Biotechnologów Agata Stawicka studentka IV roku Biotechnologii (członek Koła Naukowego) Piotr Piątek - student III roku Biotechnologii (członek Koła Naukowego) dr Justyna Wiśniewska adiunkt w Zakładzie Biotechnologii Artur Kachniarz student IV roku Biotechnologii (członek Koła Naukowego)