Агробактеріальна трансформація

Агробактеріальної трансформація – метод отримання трансгенних рослин шляхом введення Агробактеріума (Agrobacterium) – грунтової бактерії, що утворює пухлина при зараженні рослин.

Впровадження в життя біотехнології цілеспрямованого отримання трансгенних рослин прискорила стикування методів отримання ембріональних тканин з рослинних клітин і тканин за допомогою використання штучних поживних середовищ, вітамінів, гормонів і мікроелементів і вирощування цих тканин до зрілого рослини з досягненнями генетичної інженерії.

Основний недолік класичного генетичного методу зміни спадковості полягає в тому, що при схрещуванні двох організмів з різними генотипами відбувається взаємна рекомбінація їх цінних і не цінних в господарському відношенні генів. В результаті в створений сорт переходитимуть, крім тих генів, які були бажані для генетика-дослідника, і гени, які погіршують властивості сорту.

При застосуванні методу агробактеріальної трансформації дана проблема легко вирішується.

Зараження агробактерії

У клітку рослини, сорт якого хочуть поліпшити, вводиться цінний ген і з цієї клітини вирощується зріле рослина. Для введення в клітину певного гена в якості векторної молекули користуються плазмидой грунтової бактерії Агробактеріум. У природі при зараженні цим видом бактерії рослини пошкоджуються. В результаті безладного поділу клітин зараженого рослини на ньому розвивається пухлина, яка викликається відрізком ТДНК (ДНК, що викликає пухлина) генома Ti-плазміди. В основі появи пухлини лежить вбудовування ТДНК в геном рослинної клітини і зміна нею властивостей клітини (рис. 11). Ця особливість ТДНК широко використовується в генній інженерії.

Векторні конструкції

Досить великий розмір Ti-плазміди Агробактеріума (понад 20 тисяч нуклеотидних пар) дещо ускладнює її використання в генній інженерії. Тому для перебудови спадковості рослини методом генної інженерії за допомогою рестриктаз отримують відрізок ТДНК, плазміди якого з’єднують з плазмидой pBR 322 (пі-бі-ер 322) і клонують. Створена штучна плазмида дещо менше, ніж Ti-плазміда, і використання її набагато легше і ефективніше. Такі молекули (створені штучні плазміди) називаються векторними конструкціями. На відрізок ТДНК векторної конструкції пересаджують рослинний ген. В результаті цього ТДНК втрачає здатність викликати пухлину, так як вона вже розділена на два відрізки чужорідним геном.

Векторна конструкція, яка містить розчленовані ТДНК і чужорідний ген, впроваджується в нешкідливі для рослини спеціальні штами Агробактеріума, Ti-плазміда якого не містить ТДНК. При зараженні рослин цими бактеріями Ti-плазміда Агробактеріум за допомогою свого спеціального апарату трансформації вбудовує чужорідний ген в геном рослини. В останні роки розроблені методи впровадження в рослинну або тваринну клітину чужорідного гена в складі векторної конструкції за допомогою надпотужного електричного поля або генних гармат. Однак ці методи застосовуються тільки в особливих випадках через їх технічну складність і дорожнечу.

Отримання трансгенної рослини

З рослинної клітини, підданої трансформації, отримують трансгенні рослини.

Шляхом з’єднання Ti-плазміди (1), отриманої з Агробактеріума, з плазмидой (2) з унікальним рестрикційними сайтом створюється векторна конструкція (3). У відрізок ТДНК векторної конструкції рекомбинируют чужий ген (4) і виходить вектор (5) на основі Ti-плазміди, нездатною утворити пухлину. Цей вектор вводиться в спеціальний штам Агробактеріума c Ti-плазміди, яка не містить ділянку ТДНК (6). При вирощуванні в штучних умовах створеної рекомбінантної агробактерії (7) разом з протопластом рослини вектор (8) рекомбинируют в геномі рослини.

Калусна тканина

В результаті поділу трансформованої рослинної клітини утворюється набір клітин, які розвиваються за певною програмою. Такий набір називається калусних тканиною. Окремі клітини калусних тканини під дією рослинних гормонів або інших регуляторних речовин починають ділитися за заданою програмою. В результаті з таких клітин поетапно отримують тканини рослинного ембріона і нормальне в усіх відношеннях, зріле трансгенні рослини. У хромосомах кожної його клітини міститься пересаджений ген. Тому, коли розведення трансгенної рослини виробляється статевим шляхом, пересаджений чужорідний ген передається у спадок.

Методом агробактеріальної трансформації, наприклад, виведені сорти бавовнику і картоплі, які відрізняються стійкістю до коробкового хробака і колорадського жука.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.00 out of 5)

Агробактеріальна трансформація