Микроклональное размножение растений генная инженерия

Модуль 1. Лекция 1.5. Микроклональное размножение как способ ускоренного размножения и оздоровления декоративных культур

Для современной селекции, ботаники, интродукции растений чрезвычайно важным является сохранение существующего генофонда растений и выделение новых форм и сортов.

Хранение семян может обеспечить сохранение генофонда для некоторых культурных растений, но данный метод не может быть применен для сохранения видов, чьи семена быстро теряют всхожесть или, как махровые сорта сирени, неспособных образовывать семена.

Бутенко Р.Г. (1979) выделено три главных направления практического использования метода микроклонального размножения: 1) генетико-селекционные работы, культура зародышей, культура семяпочек, завязей, микроспор и пыльников; 2) быстрое микроклональное размножение растений; 3) освобождение посадочного материала от вирусной и другой инфекции.

Культура клеточных тканей и клеток может способствовать созданию лучших сортов, более быстрому использованию ценного материала и уникальных форм. Задачи, решаемые методом культуры тканей в селекции, группируют в три взаимно связанные группы: 1) расширение генетической базы селекции растений путем получения нового исходного материала; 2) сохранение и размножение ценных элитных растений и линий; 3) получение и сохранение безвирусного материала растений.

Обычные методы селекции, основанные на внутривидовой гибридизации и отборе, как правило, ведут к обеднению генетической изменчивости и сужению генетической базы, что влечет за собой потерю устойчивости создаваемых генотипов и их популяций.

Сохранение и размножение in vitro ценных элитных растений и линий применяется с целью получения генетически однородных клонов. При этом обеспечиваются: сохранение и размножение отдельных генотипов как исходных форм для решения специфических селекционных задач; быстрое эффективное размножение новых ценных сортов; сохранение и эффективное размножение линий для производства гибридных семян растений; экономичное размножение высокопродуктивных генотипов; сохранение сортимента вегетативно размножающихся культур и важнейших перекрестноопыляемых растений.

С точки зрения селекции для ускоренного размножения представляют интерес растения, обладающие декоративными качествами, не характерными для данного вида – карликовые, с нетипичной кроной (плакучие, стелющиеся, пирамидальные и т.д.), с различной величиной, формой и окраской листьев.

Методы культуры тканей особенно необходимы, когда применение обычных методов размножения затруднены или при наличии трудностей фитосанитарного контроля.

Применение биотехнологических методов значительно ускоряет селекцию древесных пород, при обычном выращивании дающих семена в 35-40 летнем возрасте. Методом микроклонального размножения можно с одного гибридного сеянца в течение шести месяцев получить более 250 побегов для черенкования и укоренения.

Микроклональное размножение интенсивно развивается благодаря следующим причинам: в некоторых случаях традиционный метод вегетативного размножения нерентабелен или низкопродуктивен; размножение отдельных растений невозможно традиционными способами вегетативного размножения; часто при селекции растений необходимо быстро получить несколько растений с идентичным генотипом; при промышленном размножении растений необходимо получение растений, освобожденных от патогенов.

Метод микроклонального размножения имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами вегетативного размножения. Это высокие коэффициенты размножения, сокращение сроков получения посадочного материала, ускорение селекционного процесса, освобождение от патогенных микроорганизмов, и возможно, от вирусов, однородность получаемых растений, экономия площадей под маточными растениями, выращивание растений круглый год, размножение трудноразмножаемых растений.

Преимущества и недостатки микроклонального размножения отражены во многих теоретических работах по этой тематике. В.А.Высоцкий (2001) к преимуществам относит возможность комплексного оздоровления посадочного материала; высокий коэффициент размножения; возможность получения большого количества растений за короткий срок; возможность хранения и накопления растений для высадки в оптимальные сроки; возможность тиражирования форм, обладающих пониженной способностью к репродукции в обычных условиях и получения материала с увеличенным потенциалом к дальнейшему размножению за счет повышенной способности к ризогенезу и образованию большего числа побегов у древесных растений. К недостаткам отнесены: использование биотехнологических методов требует создания специальных лабораторий с соответствующим оборудованием, необходимость высококвалифицированного штата сотрудников, необходимость тщательного отбора исходных форм. Кроме того, в результате микроклонального размножения часто получают материал, плохо подготовленный для выращивания в нестерильных условиях, требующий дополнительных затрат для достижения растениями стандартных показателей. Те же недостатки отмечены в более ранних работах по этой тематике.

Применение микроклонального размножения:

• в селекции для поддержания и размножения небольшого числа отдельных генотипов или новых перспективных сортов, включая и все продукты генной инженерии, полученные in vitro;
• ускоренное размножение (до нескольких тысяч в течение месяцев) новых выведенных сортов, экономя затраты и время на начальных стадиях их внедрения в промышленное производство;
• быстрое получение больших количеств заведомо безвирусного материала как для непосредственной высадки в грунт, так и для дальнейшего размножения обычными методами у тех растений, размножение которых обычными способами не представляет трудностей, но подверженных вирусным заболеваниям (лилии, картофель, земляника и т.д.);
• сохранение генотипа при размножении декоративных форм некоторых гетерозиготных растений, обычно размножаемых семенами (гербера, антирриум);
• получение из определенных клонированных родительских форм семян F1 (цветная капуста), поддержание неинфицированных линий с признаками мужской стерильности (лук) и т.д.
• размножение древесных растений, разведение и селекция которых осуществляется медленно вследствие длительности процесса полового размножения, кроме того, многие из этих видов плохо поддаются традиционному вегетативному размножению.

• получение каллусной ткани с последующей индукцией органогенеза или соматического эмбриогенеза;
• индукция развития побегов непосредственно из ткани экспланта;
• пролиферация пазушных побегов.

Источник

Технология клонального микроразмножения растений

В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.679 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

Курс повышения квалификации

Актуальные вопросы преподавания технологии в условиях реализации ФГОС

К данной скидке мы можем добавить скидку Вашего образовательного учреждения (она зависит от того, сколько Ваших коллег прошло курсы «Инфоурок»)

В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.679 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

Курс профессиональной переподготовки

Технология: теория и методика преподавания в образовательной организации

К данной скидке мы можем добавить скидку Вашего образовательного учреждения (она зависит от того, сколько Ваших коллег прошло курсы «Инфоурок»)

В настоящий момент дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) предоставляются 58.679 образовательным учреждениям . Чтобы узнать, какая скидка действует для всех сотрудников Вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет «Инфоурок».

Домашнее обучение. Лайфхаки для родителей

Описание презентации по отдельным слайдам:

2 слайд Вспомните, что такое вегетативное размножение растений.

3 слайд — Это вегетативное (бесполое) размножение растений, при котором полученные особи растений генетически идентичны исходному экземпляру.
Клональное микроразмножение растений

4 слайд Клон — это совокупность всех потомков одной клетки или одного организма, полученных путем бесполого размножения.

5 слайд Клональное микроразмножение
— проводится в лабораторных условиях (вне живого организма на специальных питательных средах) из клеток растения – донора до полноценных растений, которые затем адаптируют к обычным климатическим условиям.
— для размножения используются клетки меристематической, или образовательной , ткани растений, которые обладают способностью к активному росту за счет деления и образования новых клеток.

6 слайд В процессе роста растения меристематическая ткань сохраняется в определенных частях взрослого растения
— в узлах побега
— в почках
— в кончиках корней
— в основаниях черешков листьев
— в цветоносах.

7 слайд Внешние факторы влияющие на процесс клонального микроразмножения
— состав питательной среды
— освещение
— температура
— влажность
— биологические особенности
— индивидуальная методика размножения

8 слайд 1. выделение клеток меристематической ткани растения и посадка их на специальные питательные среды в пробирки;
2. выращивание образующегося в пробирке микрорастения в специальном шкафу в течение 20-40 дней при освещении в течение 14 часов в сутки. И (образуются зачатки корней, стеблей, листьев и т. д.)
3. черенкование подросших микрорастений. Полученные микрочеренки помещают в пробирки в питательную среду.
Этапы клонального микроразмножения растений

9 слайд 4. проращивание микрочеренков в течение 20-30 дней до образования обильной корневой системы;

5. пересаживание укоренившихся микрочеренков в горшочки с легким торфом и помещают в защищенную среду;

6. высаживание черенков в открытый грунт через 4-6 недель, когда черенки могут адаптироваться к естественным условиям

10 слайд -Растения обладают повышенными темпами роста и развития;
-Значительно сокращается продолжительность селекционного процесса;
-Такой способ размножения можно проводить круглогодично и получать большие объемы посадочного материала.
Преимущества клонального микроразмножения растений

11 слайд Процесс адаптации к естественным условиям внешней среды. Адаптация растений происходит в специальных теплицах для первичного доращивания растений.

Недостатки клонального микроразмножения растений

12 слайд Несмотря на определенные трудности, метод микроклонального размножения растений активно внедряется и используется в практике размножения самых разнообразных видов растений. Этот метод применяется как для размножения древесных пород, так и для сохранения редких и исчезающих видов растений.
Вывод

Краткое описание документа:

Технологии растениеводства. Клеточная и генная инженерия.Клональное микроразмножение растений это вегетативное размножение растений, при котором полученные особи растений генетически идентичны исходному материалу.

Источник