Клеточная селекция

20
Клеточная селекция Клеточная селекция

Upload: taniel

Post on 11-Jan-2016

109 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Клеточная селекция. Гетерогенность и генетическая изменчивость клеток в культуре in vitro как основа клеточной селекции. Сомаклональная изменчивость. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Клеточная селекция

Клеточная селекцияКлеточная селекция

Page 2: Клеточная селекция

Гетерогенность и генетическая изменчивость Гетерогенность и генетическая изменчивость клеток в культуре in vitro как основа клеточной клеток в культуре in vitro как основа клеточной

селекции. Сомаклональная изменчивость.селекции. Сомаклональная изменчивость.

В работах В работах GautheretGautheret (1955), (1955), NobecourtNobecourt (1955) была (1955) была отмечена цитологическая нестабильность клеток отмечена цитологическая нестабильность клеток при их длительном культивировании при их длительном культивировании in vitroin vitro. . Позднее появились публикации, в которых были Позднее появились публикации, в которых были описаны растения-регенеранты с различными описаны растения-регенеранты с различными нарушениями хромосомного состава [нарушениями хромосомного состава [MurashigeMurashige, , NakanoNakano, 1966; Бутенко и др., 1967], а также , 1966; Бутенко и др., 1967], а также обладающие новыми хозяйственно ценными обладающие новыми хозяйственно ценными признаками, способными сохраняться в течение признаками, способными сохраняться в течение длительного времени [длительного времени [Heinz and MeeHeinz and Mee, 1971]. , 1971].

Явление изменчивости клеточных линий и Явление изменчивости клеточных линий и растений-регенерантов получило название растений-регенерантов получило название сомаклональная вариабельность (изменчивость) сомаклональная вариабельность (изменчивость) [Larkin and Scowcroft, 1981].[Larkin and Scowcroft, 1981].

Page 3: Клеточная селекция

Сомаклональная изменчивостьСомаклональная изменчивость

Два основных источника возникновения Два основных источника возникновения сомаклональных вариантов: сомаклональных вариантов:

генетическая гетерогенность клеток генетическая гетерогенность клеток эксплантата;эксплантата;

генетическая изменчивость, возникшая в генетическая изменчивость, возникшая в процессе культивирования клеток процессе культивирования клеток in vitroin vitro

Page 4: Клеточная селекция

Сомаклональная изменчивостьСомаклональная изменчивость

У многих видов растений клетки коры и У многих видов растений клетки коры и сердцевины стебля являются полиплоидными сердцевины стебля являются полиплоидными (полисоматия). (полисоматия).

Другой тип хромосомной вариабельности, Другой тип хромосомной вариабельности, характерной для соматических клеток растений, характерной для соматических клеток растений, например, межвидовых гибридов, искусственно например, межвидовых гибридов, искусственно полученных автополиплоидов, – анеусоматия, то полученных автополиплоидов, – анеусоматия, то есть, присутствие анеуплоидных клетокесть, присутствие анеуплоидных клеток

Длительно размножаемые вегетативным способом Длительно размножаемые вегетативным способом растения могут накапливать точковые мутации растения могут накапливать точковые мутации соматических клеток, в результате чего они соматических клеток, в результате чего они становятся химернымистановятся химерными

Page 5: Клеточная селекция

Сомаклональная изменчивостьСомаклональная изменчивость

Условия существования клеток в составе Условия существования клеток в составе интактного растения и при культивировании на интактного растения и при культивировании на агаризованной питательной среде или в виде агаризованной питательной среде или в виде клеточной суспензии существенно различаются.клеточной суспензии существенно различаются.

Питание клеток и их гормональный статус в Питание клеток и их гормональный статус в культуре культуре in vitroin vitro существенно отличаются от существенно отличаются от такового у клеток интактного растения.такового у клеток интактного растения.

Длительное пассирование культур способствует Длительное пассирование культур способствует повышению генетического разнообразия клеток и повышению генетического разнообразия клеток и растений-регенерантов.растений-регенерантов.

Page 6: Клеточная селекция

Сомаклональная изменчивостьСомаклональная изменчивость

Возможные генетические механизмы возникновения Возможные генетические механизмы возникновения сомаклональных вариантов (сомаклональных вариантов (Karp and BrightKarp and Bright, 1985):, 1985):

- грубые кариологические изменения (полиплоидия и - грубые кариологические изменения (полиплоидия и анеуплоидия, крупные перестройки хромосом);анеуплоидия, крупные перестройки хромосом);

- криптические, незаметные при цитологическом - криптические, незаметные при цитологическом анализе, хромосомные перестройки (мелкие делеции, анализе, хромосомные перестройки (мелкие делеции, дупликации, транслокации, инверсии);дупликации, транслокации, инверсии);

- точковые мутации;- точковые мутации; - перемещения мобильных генетических элементов;- перемещения мобильных генетических элементов; - амплификация и редукция генов;- амплификация и редукция генов; - митотический кроссинговер.- митотический кроссинговер.

Page 7: Клеточная селекция

Сомаклональная изменчивостьСомаклональная изменчивость

Сомаклональная вариация у томатов (Сидоров, 1990):Сомаклональная вариация у томатов (Сидоров, 1990): у сомаклонов различных сортов обнаружено несколько у сомаклонов различных сортов обнаружено несколько

одиночных генных мутаций, наследуемых в одиночных генных мутаций, наследуемых в соответствии с законами Менделя;соответствии с законами Менделя;

идентифицированы доминантные, семидоминантные и идентифицированы доминантные, семидоминантные и рецессивные ядерные мутации;рецессивные ядерные мутации;

показано, что растения-регенеранты с одиночными показано, что растения-регенеранты с одиночными генными мутациями могут возникать с высокой частотой: генными мутациями могут возникать с высокой частотой: один мутант на 20-25 растений-регенерантов;один мутант на 20-25 растений-регенерантов;

среди сомаклонов выявлены новые мутации, которые не среди сомаклонов выявлены новые мутации, которые не встречались среди спонтанных мутантов, или встречались среди спонтанных мутантов, или полученных с помощью традиционных мутагенов;полученных с помощью традиционных мутагенов;

получены экспериментальные данные, доказывающие, получены экспериментальные данные, доказывающие, что одной из причин сомаклональной изменчивости что одной из причин сомаклональной изменчивости может быть митотический кроссинговер;может быть митотический кроссинговер;

у сомаклонов обнаружены мутации хлоропластной ДНК.у сомаклонов обнаружены мутации хлоропластной ДНК.

Page 8: Клеточная селекция

Сомаклональная изменчивостьСомаклональная изменчивость

Отбор среди растений-регенерантов мутантов с новыми Отбор среди растений-регенерантов мутантов с новыми признаками, имеющими важное хозяйственное значение:признаками, имеющими важное хозяйственное значение:

HeinzHeinz и и Mee Mee (1971) на Гавайях и их коллеги на Фиджи (Krishnamurthi, (1971) на Гавайях и их коллеги на Фиджи (Krishnamurthi, Tlaskal, 1974) выделили среди растений-регенерантов сахарного Tlaskal, 1974) выделили среди растений-регенерантов сахарного тростника сомаклоны с повышенной продуктивностью, устойчивые к тростника сомаклоны с повышенной продуктивностью, устойчивые к вирусам, гельминтоспориозу, ложной мучнистой росевирусам, гельминтоспориозу, ложной мучнистой росе

Шепард с сотр. (Шепард с сотр. (Shepard et alShepard et al. 1980; . 1980; SecorSecor, , ShepardShepard, 1981) выделили , 1981) выделили ряд ценных сомаклональных вариантов среди растений-ряд ценных сомаклональных вариантов среди растений-регенерантов, полученных в культуре протопластов картофеля сорта регенерантов, полученных в культуре протопластов картофеля сорта Russet BurbankRusset Burbank: с повышенной продуктивностью, устойчивых к : с повышенной продуктивностью, устойчивых к альтернариозу, фитофторозу. Имеется ряд сообщений по выделению альтернариозу, фитофторозу. Имеется ряд сообщений по выделению сомаклонов картофеля с измененной формой клубней и их окраской, сомаклонов картофеля с измененной формой клубней и их окраской, с устойчивостью к парше, к вирусам с устойчивостью к парше, к вирусам PVYPVY и и PLRVPLRV, тлям-переносчикам , тлям-переносчикам вирусов.вирусов.

Эванс с сотр. (Эванс с сотр. (Evans and SharpEvans and Sharp 1983; 1983; Evans et alEvans et al., 1984; ., 1984; Evans and Evans and BravoBravo, 1986) выделили сомаклональные варианты, отличающиеся от , 1986) выделили сомаклональные варианты, отличающиеся от исходных сортов томатов по таким признакам, как цвет плодов, исходных сортов томатов по таким признакам, как цвет плодов, архитектура растений, пригодность к механической уборке, архитектура растений, пригодность к механической уборке, устойчивость к болезням.устойчивость к болезням.

Cassells et alCassells et al. (1983) показали возможность выделения перспективных . (1983) показали возможность выделения перспективных сомаклонов среди растений, регенерированных непосредственно из сомаклонов среди растений, регенерированных непосредственно из стеблевых эксплантатовстеблевых эксплантатов

Page 9: Клеточная селекция

Использование мутагенов для целейИспользование мутагенов для целей клеточной селекции клеточной селекции

Использование мутагенов позволяет существенно Использование мутагенов позволяет существенно расширить спектр сомаклональной изменчивости и расширить спектр сомаклональной изменчивости и благодаря этому повысить эффективность клеточной благодаря этому повысить эффективность клеточной селекции.селекции.

В качестве исходного материала для В качестве исходного материала для экспериментального мутагенеза используют:экспериментального мутагенеза используют:

каллюсные и суспензионные культуры и культуры каллюсные и суспензионные культуры и культуры протопластов (обработка мутагенами и отбор на протопластов (обработка мутагенами и отбор на селективных средах)селективных средах)

Также нашли применение обработки мутагенами:Также нашли применение обработки мутагенами: Семян с последующим получением из зародышей или Семян с последующим получением из зародышей или

проростков культуры клеток проростков культуры клеток in vitroin vitro пробирочных растений или эксплантатов, которые пробирочных растений или эксплантатов, которые

дают морфогенный каллюс, или культуры, способные дают морфогенный каллюс, или культуры, способные к эмбриогенезу.к эмбриогенезу.

Page 10: Клеточная селекция

Использование мутагенов для целейИспользование мутагенов для целей клеточной селекции клеточной селекции

Для целей клеточной селекции широкое Для целей клеточной селекции широкое распространение получили химические мутагены:распространение получили химические мутагены:

этил-метансульфонат (ЭМС), этил-метансульфонат (ЭМС), NN-метил--метил-NN-нитро--нитро-NN-нитрозогуанидин (НГ), -нитрозогуанидин (НГ), NN-этил--этил-NN-нитрозомочевина (НЭМ), -нитрозомочевина (НЭМ), NN-нитрозометилмочевина (НММ) -нитрозометилмочевина (НММ)

Наряду с химическими мутагенами для целей Наряду с химическими мутагенами для целей клеточной селекции широко применяют клеточной селекции широко применяют физические мутагенные факторы – ионизирующее физические мутагенные факторы – ионизирующее (рентгеновские и гамма-лучи) и ультрафиолетовое (рентгеновские и гамма-лучи) и ультрафиолетовое облучениеоблучение

Page 11: Клеточная селекция

Селекция мутантов in vitroСелекция мутантов in vitro

Наиболее распространенный метод отбора мутантных Наиболее распространенный метод отбора мутантных клеточных вариантов - клеточных вариантов - прямая (позитивная) селекцияпрямая (позитивная) селекция. Ее . Ее используют для выделения мутантов, устойчивых к используют для выделения мутантов, устойчивых к различным антиметаболитам: гербицидам, антибиотикам, различным антиметаболитам: гербицидам, антибиотикам, токсинам. Применяют две основные стратегии прямой токсинам. Применяют две основные стратегии прямой селекции: одношаговую (селекции: одношаговую (singlesingle--stepstep) и многошаговую, или ) и многошаговую, или ступенчатую.ступенчатую.

Для отбора условно летальных мутантов (ауксотрофных, Для отбора условно летальных мутантов (ауксотрофных, чувствительных к стрессовым воздействиям) применяют чувствительных к стрессовым воздействиям) применяют непрямую (негативную) селекциюнепрямую (негативную) селекцию. Этот метод селекции . Этот метод селекции основан на избирательной гибели под действием основан на избирательной гибели под действием селективного фактора делящихся клеток дикого типа и селективного фактора делящихся клеток дикого типа и выживании метаболически неактивных мутантных клеток.выживании метаболически неактивных мутантных клеток.

В некоторых случаях отбор клеточных вариантов можно В некоторых случаях отбор клеточных вариантов можно проводить визуально по внешним признакам. Еще один проводить визуально по внешним признакам. Еще один метод – метод – тотальная селекциятотальная селекция, которая основана на , которая основана на индивидуальном тестировании отдельных клеточных индивидуальном тестировании отдельных клеточных клонов.клонов.

Page 12: Клеточная селекция

Экспрессия мутаций у растений-регенерантовЭкспрессия мутаций у растений-регенерантов

Чтобы гарантировать получение растений с интересующей Чтобы гарантировать получение растений с интересующей исследователя мутацией, культуры после проведения исследователя мутацией, культуры после проведения клеточной селекции переносят на регенерационные среды, клеточной селекции переносят на регенерационные среды, содержащие селективный агент. Селективный агент может содержащие селективный агент. Селективный агент может присутствовать и в питательных средах, применяемых для присутствовать и в питательных средах, применяемых для укоренения растений-регенерантов, их клонального укоренения растений-регенерантов, их клонального размножения размножения in vitroin vitro..

Пробирочные растения предположительно мутантных клонов Пробирочные растения предположительно мутантных клонов могут быть подвергнуты биохимическим, молекулярно-могут быть подвергнуты биохимическим, молекулярно-генетическим или другим анализам, необходимым для изучения генетическим или другим анализам, необходимым для изучения природы мутационных изменений. природы мутационных изменений.

Для подтверждения генетической детерминированности Для подтверждения генетической детерминированности выявленной изменчивости у растений-регенерантов, изучения выявленной изменчивости у растений-регенерантов, изучения наследования выделенных мутаций проводят классический наследования выделенных мутаций проводят классический генетический анализ, основанный на определении характера генетический анализ, основанный на определении характера расщепления в их половых поколениях (расщепления в их половых поколениях (FF1, 1, FF2) от скрещивания 2) от скрещивания с исходными растениями.с исходными растениями.

Page 13: Клеточная селекция

Основные направления практического Основные направления практического использования клеточной селекциииспользования клеточной селекции

Толерантность к гербицидам:Толерантность к гербицидам: мутация мишени (прежде всего, фермента мутация мишени (прежде всего, фермента

на который действует гербицид);на который действует гербицид); дезактивация/деструкция гербицида;дезактивация/деструкция гербицида; сверхпродукция фермента-мишени за сверхпродукция фермента-мишени за

счет амплификации гена, его счет амплификации гена, его кодирующего, или изменения регуляции кодирующего, или изменения регуляции его активности.его активности.

Page 14: Клеточная селекция

Толерантность к Толерантность к ALS-ALS-гербицидам гербицидам (сульфонимочевине, имидозолинону, (сульфонимочевине, имидозолинону,

триазолопиримидину и пиримидил-окси-бензоату)триазолопиримидину и пиримидил-окси-бензоату)

Мишень - ацетолактатсинтаза (Мишень - ацетолактатсинтаза (ALSALS), важный ), важный фермент в биосинтезе незаменимых фермент в биосинтезе незаменимых разветвленных аминокислот валина, лейцина и разветвленных аминокислот валина, лейцина и изолейцина.изолейцина.

Мутантные Мутантные ALSALS-гены:-гены: ген арабидопсиса ген арабидопсиса csr csr 1-11-1 (замена серина на (замена серина на

пролин в позиции 197)пролин в позиции 197) ген арабидопсиса ген арабидопсиса csrcsr 1-2 1-2 (замена серина на (замена серина на

аспарагин в позиции 653)аспарагин в позиции 653) ген табака ген табака SuRBSuRB--HraHra (две замены аминокислот: (две замены аминокислот:

пролина на аланин в позиции 196 и триптофана на пролина на аланин в позиции 196 и триптофана на лейцин в позиции 573лейцин в позиции 573

Page 15: Клеточная селекция

Получение растений, устойчивых к стрессамПолучение растений, устойчивых к стрессам

Засоление: угнетение сельскохозяйственных культур Засоление: угнетение сельскохозяйственных культур начинается при содержании в профиле солей более начинается при содержании в профиле солей более 0,25% массы почвы. Вредное действие засоления 0,25% массы почвы. Вредное действие засоления обусловлено нарушением осмотического баланса обусловлено нарушением осмотического баланса клетки, сопровождающегося снижением тургора, а клетки, сопровождающегося снижением тургора, а также прямым токсическим влиянием ионов на также прямым токсическим влиянием ионов на физиологические и биохимические процессы в клетке.физиологические и биохимические процессы в клетке.

Несмотря на сложный характер генетического контроля Несмотря на сложный характер генетического контроля признака, на большом количестве культур выделены признака, на большом количестве культур выделены клеточные клоны, способные сохранять рост при клеточные клоны, способные сохранять рост при высоких концентрациях соли в питательной среде (0,17-высоких концентрациях соли в питательной среде (0,17-0,34 М 0,34 М NaClNaCl; для сравнения: содержание ; для сравнения: содержание NaClNaCl в морской в морской воде составляет 500 мМ)воде составляет 500 мМ)

Изучение природы солеустойчивости у таких мутантов Изучение природы солеустойчивости у таких мутантов внесло значительный вклад в понимание механизмов внесло значительный вклад в понимание механизмов защиты растений от подобных стрессовых воздействий.защиты растений от подобных стрессовых воздействий.

Page 16: Клеточная селекция

Получение растений, устойчивых к стрессамПолучение растений, устойчивых к стрессам

Отбор засухоустойчивых клеточных клонов проводят на Отбор засухоустойчивых клеточных клонов проводят на селективных средах, содержащий осмотически селективных средах, содержащий осмотически активные вещества, понижающие внешний водный активные вещества, понижающие внешний водный потенциал, например, полиэтиленгликоль (ПЭГ 6000, потенциал, например, полиэтиленгликоль (ПЭГ 6000, концентрация около 15-20 %), маннитол (100-900 мМ).концентрация около 15-20 %), маннитол (100-900 мМ).

Для отбора клеточных клонов, толерантных к ионным Для отбора клеточных клонов, толерантных к ионным стрессам, в селективные среды добавляют в стрессам, в селективные среды добавляют в повышенных концентрациях соли токсичных металлов: повышенных концентрациях соли токсичных металлов: алюминия, цинка, кадмия, ртути, меди. алюминия, цинка, кадмия, ртути, меди.

Для изучения механизмов устойчивости к Для изучения механизмов устойчивости к радиационному стрессу получают с помощью клеточной радиационному стрессу получают с помощью клеточной селекции мутанты, устойчивые к ультрафиолетовому селекции мутанты, устойчивые к ультрафиолетовому излучению и ионизирующей радиации.излучению и ионизирующей радиации.

Клеточная селекция показала достаточно высокую Клеточная селекция показала достаточно высокую эффективность и для выделения мутантов, устойчивых к эффективность и для выделения мутантов, устойчивых к повышенным и пониженным температурам. повышенным и пониженным температурам.

Page 17: Клеточная селекция

Получение растений, устойчивых к болезнямПолучение растений, устойчивых к болезням Лучшие результаты были получены в случае Лучшие результаты были получены в случае

использования в качестве селективных агентов использования в качестве селективных агентов специфических токсинов фитопатогенов.специфических токсинов фитопатогенов.

Растения-регенеранты, полученные в культуре Растения-регенеранты, полученные в культуре протопластов табака, обработанных мутагеном протопластов табака, обработанных мутагеном этилметансульфонатом и прошедших селекцию этилметансульфонатом и прошедших селекцию in vitroin vitro на устойчивость метилсульфоксимину (на устойчивость метилсульфоксимину (MSOMSO), обладали ), обладали повышенной устойчивостью к повышенной устойчивостью к Pseudomonas syringaePseudomonas syringae pvpv. . tabacitabaci [Carlson[Carlson (1973 (1973]]..

Gengenbach et alGengenbach et al. . ((1977) осуществили отбор мутантов 1977) осуществили отбор мутантов кукурузы, устойчивых к токсину кукурузы, устойчивых к токсину Helmintosporium Helmintosporium (синоним (синоним DrechsleraDrechslera)) mayidis mayidis расы Т с помощью расы Т с помощью ступенчатой селекции каллюса на питательных средах, ступенчатой селекции каллюса на питательных средах, содержащих токсин содержащих токсин HH. . mayidismayidis..

Положительные результаты были получены в Положительные результаты были получены в результате клеточной селекции на устойчивость к результате клеточной селекции на устойчивость к токсинам и других видов токсинам и других видов HelmintosporiumHelmintosporium, а также к , а также к другим хозяиноспецифичным токсинамдругим хозяиноспецифичным токсинам

Page 18: Клеточная селекция

Получение растений с повышенным синтезом Получение растений с повышенным синтезом незаменимых аминокислотнезаменимых аминокислот

Регуляция биосинтеза аминокислот у растений осуществляется Регуляция биосинтеза аминокислот у растений осуществляется путем обратного ингибирования, при котором некоторые ключевые путем обратного ингибирования, при котором некоторые ключевые ферменты биосинтеза ингибируются конечным продуктом. Для ферменты биосинтеза ингибируются конечным продуктом. Для того, чтобы значительно повысить содержание какой-либо того, чтобы значительно повысить содержание какой-либо аминокислоты в белке, необходимо вывести регуляцию ее аминокислоты в белке, необходимо вывести регуляцию ее биосинтеза из-под жесткого контроля конечным продуктом.биосинтеза из-под жесткого контроля конечным продуктом.

Возможен отбор мутантов с нарушенной регуляцией биосинтеза Возможен отбор мутантов с нарушенной регуляцией биосинтеза определенных аминокислот на питательных средах, содержащих определенных аминокислот на питательных средах, содержащих эти аминокислотыэти аминокислоты

Эффективность селекции Эффективность селекции in vitroin vitro может быть повышена благодаря может быть повышена благодаря использованию в качестве селективных агентов не самих использованию в качестве селективных агентов не самих аминокислот, а их аналогов. Аналоги, подобно аминокислотам, аминокислот, а их аналогов. Аналоги, подобно аминокислотам, могут ингибировать ключевые ферменты биосинтеза аминокислот, могут ингибировать ключевые ферменты биосинтеза аминокислот, выступая в качестве обратного ингибитора. Вместе с тем многие из выступая в качестве обратного ингибитора. Вместе с тем многие из них обладают сильным токсическим действием на клетки. В них обладают сильным токсическим действием на клетки. В качестве токсических аналогов аминокислоты триптофана могут качестве токсических аналогов аминокислоты триптофана могут использоваться 5-метилтриптофан, 4-метилтриптофан, 5-использоваться 5-метилтриптофан, 4-метилтриптофан, 5-фтортриптофан, 6-ортотриптофан, в качестве аналога фтортриптофан, 6-ортотриптофан, в качестве аналога фенилаланина – П-фторфенилаланин, лизина – фенилаланина – П-фторфенилаланин, лизина – SS--аминоэтилцистеин.аминоэтилцистеин.

Page 19: Клеточная селекция

Получение растений с повышенным синтезом Получение растений с повышенным синтезом незаменимых аминокислотнезаменимых аминокислот

HibberdHibberd, , GreenGreen (1982) для отбора линий кукурузы с (1982) для отбора линий кукурузы с повышенным содержанием в зерне лейцина и треонина повышенным содержанием в зерне лейцина и треонина ((LTLT) помещали каллюсную ткань, полученную из ) помещали каллюсную ткань, полученную из незрелых зародышей, первоначально на селективную незрелых зародышей, первоначально на селективную среду, содержащую 1мМ среду, содержащую 1мМ LTLT. Затем те клеточные клоны, . Затем те клеточные клоны, которые сохраняли высокую интенсивность роста, которые сохраняли высокую интенсивность роста, переносили на среды с более высокими концентрациями переносили на среды с более высокими концентрациями селективного агента. В результате такой ступенчатой селективного агента. В результате такой ступенчатой селекции были отобраны клеточные клоны, способные селекции были отобраны клеточные клоны, способные расти на среде с 2-2,5 мМ расти на среде с 2-2,5 мМ LTLT. От одного из них (. От одного из них (LTLT-19) -19) удалось получить растения-регенеранты, у которых удалось получить растения-регенеранты, у которых отмечено шестикратное, по сравнению с исходными отмечено шестикратное, по сравнению с исходными растениями, превышение свободного треонина и 1,5-2-растениями, превышение свободного треонина и 1,5-2-кратное – изолейцина.кратное – изолейцина.

гетерозиготы по гену гетерозиготы по гену LtrLtr-19 показывали 33-кратное, а -19 показывали 33-кратное, а гомозиготы 77-кратное превышение уровня свободного гомозиготы 77-кратное превышение уровня свободного треонина по сравнению с исходными растениямитреонина по сравнению с исходными растениями

Page 20: Клеточная селекция

Получение растений с повышенным синтезом Получение растений с повышенным синтезом незаменимых аминокислотнезаменимых аминокислот

WidholmWidholm (1972) первым выделил клеточные линии табака (1972) первым выделил клеточные линии табака и моркови, устойчивые к 5-метилтриптофану, используя и моркови, устойчивые к 5-метилтриптофану, используя мутагенную обработку исходных культур мутагенную обработку исходных культур этилметансульфонатом и ультрафиолетовым излучением. этилметансульфонатом и ультрафиолетовым излучением. Для большинства клонов устойчивость была обусловлена Для большинства клонов устойчивость была обусловлена уменьшением чувствительности к ингибированию уменьшением чувствительности к ингибированию триптофаном фермента антранилатсинтазы, что триптофаном фермента антранилатсинтазы, что приводило к увеличению свободного триптофана у линий приводило к увеличению свободного триптофана у линий табака на 33%, а у линий моркови – на 27%. табака на 33%, а у линий моркови – на 27%.

В аналогичном эксперименте, проведенном В аналогичном эксперименте, проведенном Ranch et alRanch et al (1983) на дурмане (1983) на дурмане Datuta innoxiaDatuta innoxia, , были получены были получены растения-регенеранты от отобранных с помощью растения-регенеранты от отобранных с помощью ступенчатой селекции ступенчатой селекции in vitroin vitro устойчивых к 5- устойчивых к 5-метилтриптофану клеточных линий, которые метилтриптофану клеточных линий, которые характеризовались сверхпродукцией свободного характеризовались сверхпродукцией свободного триптофана (уровень триптофана был в 4-44 раз выше, триптофана (уровень триптофана был в 4-44 раз выше, чем у растений дикого типа). чем у растений дикого типа).