- •Лекція № 1. Основні напрями розвитку біотехнології
- •Біоенергетика
- •Біотехнологія обробки стоків і контроль забруднення води важкими металами
- •Сільськогосподарська біотехнологія
- •Біогеотехнологія
- •Біоелектроніка
- •Біотехнологія в медицині
- •Біотехнології в харчовій промисловості
- •Біотехнологія молочних продуктів
- •Виробництво спиртів і поліолів
- •Виробництво вторинних метаболітів
- •Біотрансформація
- •Виробництво ферментів
- •Виробництво амінокислот, органічних кислот, вітамінів
- •Біоконверсія лігноцелюлозних об'єктів
- •Використання грибів у біотехнології
- •Найпростіші в біотехнології
- •Водорості
- •Рослини в біотехнології
- •Стадії біотехнологічного виробництва
- •Технологія виготовлення поживного середовища для біосинтезу
- •Підтримка чистоти культури
- •Ферментація, будова ферментера
- •Загальні принципи розділення речовин
- •Одержання готових товарних форм препаратів
- •Субстрати для культивування мікроорганізмів з метою одержання білка
- •Лекція № 6. Технологія одержання мікробних ліпідів
- •Мікроорганізми – продуценти ліпідів
- •Лекція № 7. Технологія одержання ферментних препаратів
- •Глибинний метод виробництва ферментів
- •Виробництво ферментів при поверхневому культивуванні продуцентів
- •Іммобілізація ферментів
- •Класифікація носіїв для ферментів
- •Методи іммобілізації ферментів
- •Застосування іммобілізованих ферментів
- •Іммобілізація клітин
- •Ентомопатогенні препарати грибів
- •Вірусні ентомопатогенні препарати
- •Бактеріальні добрива на основі бульбочкових бактерій
- •Виробництво азотобактерину
- •Бактеріальне добриво фосфобактерин
- •Антибіотики для сільського господарства
- •Лекція № 9. Культура клітин рослин
- •Сфери застосування культур рослинних клітин
- •Культури клітин вищих рослин. Історія методу
- •Морфофізіологічні характеристика каллусних тканин
- •Фактори, що впливають на морфогенез in vitro
- •Генетичні механізми, що обумовлюють диференціювання клітин у культурі
- •Суспензійні культури
- •Методики культивування одиночних рослинних клітин
- •Необхідність іммобілізації рослинних клітин, методи
- •Фізіологічні основи переваги іммобілізованих рослинних клітин перед традиційними способами культивування
- •1. Клітини, іммобілізовані в або на інертному субстраті, утворюють біомасу набагато повільніше, ніж зростаючі в рідких суспензійних культурах.
- •2. Крім повільного росту іммобілізація клітин дозволяє їм рости в тісному фізичному контакті одине з одним, що сприятливо позначається на хімічних контактах.
- •Системи культивування іммобілізованих клітин
- •Застосування ізольованих протопластів
- •Способи отримання і культивування протопластів
- •Способи культивування протопластів
- •Злиття протопластів (парасексуальная гібридизація)
- •Види соматичних гібридів
- •Конструювання клітин
- •Клітинна селекція. Методи клітинної селекції
- •Генетичні основи застосування культури клітин в селекційних цілях
- •Типи клітинних культур, які використовуються в селекції
- •Переваги клітинної селекції перед традиційними селекційними методами
- •Мікроклональне розмноження і оздоровлення рослин
- •Фактори, впливають на процес клонального мікророзмноження
- •Етапи мікроклонального розмноження рослин
- •Методи клонального мікророзмноження
- •Оздоровлення посадкового матеріалу від вірусів методами хіміотерапії і термотерапії
- •Створення штучних асоціацій клітин вищих рослин
- •Підвищення продуктивності сільськогосподарських рослин
- •Ендосимбіотичні асоціації
- •Екзосимбіотичні асоціації з водоростями, грибами, азотфіксаторами
- •Методи збереження генофонду. Методика кріоконсервації, способи уповільнення росту
- •Безклітинні системи в біотехнології. Мембрани хлоропластів
- •Одержання фотогальванічних елементів з використанням бактеріальних мембран
- •Безклітинні білоксинтезуючі системи (ббсс)
- •Лекція № 10. Біотехнологія одержання культури тваринних клітин і тканин
- •Культивування клітин. Історія методу
- •Введення клітин у культуру, їхнє походження
- •Характеристика клітин, що культивуються in vitro
- •Поживні середовища й умови культивування
- •Системи культивування клітин
- •Використання культури клітин людини
- •Культивування клітин і тканин безхребетних
- •Культивування органів
- •Гібридизація тваринних клітин. Історія методу
- •Методи створення експериментальних химер
- •1. Агрегаційний – був запропонований практично одночасно й незалежно один від одного Тарковським у Варшаві та Мінц у Філадельфії (1961-1962 р.).
- •2. Ін’єкційний – був розроблений р. Гарднером у 1968 р.
- •Механізм злиття клітин
- •Моноклональні антитіла. Функціональна структура антитіл
- •Одержання моноклональних антитіл
- •Методи аналізу: імуноферментний (іфа), імунолюмінесцентний, імунорадіологічний
- •Радіоактивні мітки
- •Застосування моноклональних антитіл
- •Клонування тваринних клітин. Історія клонування
- •Методи трансплантації ядер
- •Клонування ссавців. Історія клонування
- •Регулювання відтворення сільськогосподарських тварин
- •Суперовуляція
- •Аеробне очищення стічних вод
- •Анаеробні системи очищення
- •Показники забруднення стічних вод
- •Перелік питань які виносяться на підсумковий контроль
- •Література
Клітинна селекція. Методи клітинної селекції
Один із напрямків клітинних технологій – це використання їх в селекції, який полегшує і прискорює традиційний селекційний процес в створенні нових форм і сортів рослин. Існуючі методи культивування ізольованих клітин і тканин in vitro умовно можна розділити на дві групи.
Перша група – це допоміжні технології, які не замінюють звичайну селекцію, а слугують їй. До них можна віднести: запліднення in vitro (подолання прогамної несумісності), культивування сім’ядолей і незрілих гібридних зародків (подолання постгамної несумісності), отримання гаплоїдів шляхом культивування пиляків і мікроспор, кріозбереження ізольованих клітин, тканин і органів, клональне мікророзмноження віддалених гібридів.
Друга група методів веде до самостійного, незалежного від традиційних методів селекції, отриманню нових форм і сортів рослин: клітинна селекція з використанням каллусної тканини, соматична гібридизація (злиття ізольованих протопластів і одержання нестатевих гібридів), застосування методів генної інженерії.
У віддаленій гібридизації знаходять застосування такі методи культури ізольованих тканин, як запліднення in vitro, ембріокультура (вирощування ізольованих зародків на штучних поживних середовищах), клональне мікророзмноження цінних гібридів, а також одержання гаплоїдів in vitro і кріозбереження.
Запліднення in vitro (подолання прогамної несумісності) проводиться в тому випадку, коли неможливо здійснити запліднення між обраними парами в природних умовах. Це викликано кількома причинами: 1) фізіологічні (невідповідність у часі дозрівання пилку і т. д.); 2) морфологічні (коротка пилкова трубка або блокування її росту на різних етапах розвитку і т.д.).
Запліднення in vitro можна здійснити двома способами: а) культивування на штучному агаризованому поживному середовищі з нанесеним на нього готового пилку; б) зав’язь розтинається і на поживне середовище переносяться шматочки плаценти з сім’ядолями, поблизу яких або безпосередньо на тканині плаценти культивується готовий пилок. Візуально визначити, відбулося запліднення in vitro чи ні, можна по сім’ядолями, які швидко збільшуються у розмірах. Сформований зародок, як правило, не переходить в стан спокою, а відразу проростає і дає початок гібридному поколінню. Плацентарне запліднення in vitro дозволило подолати несумісність в схрещуванні сортів культурного тютюну N. Tabacum з дикими видами N. rosulata і N. debneyi і зробило можливим одержання міжвидових гібридів тютюну в дослідах М.Ф. Терновського та ін. (1976), Шинкаревої (1986).
Постгамна несумісність при віддаленій гібридизації виникає після запліднення. Часто при цьому утворюються щупле, не здатне до схожості насіння. Причиною може бути розходження в часі розвитку зародка і ендосперму. Через слабкий розвиток ендосперму зародок нездатний до нормального проростання. В таких випадках зі зрілої щуплої зернівки ізолюють зародок і вирощують його в поживному середовищі.
Вирощування зародків в штучному поживному середовищі називається ембріокультурою. Середовище для вирощування зрілого зародку може бути простим, без добавок фізіологічно активних речовин (наприклад, середовище Уайта) або будь-яким іншим, яке містить мінеральні солі і сахарозу. При більш віддалених схрещуваннях порушення в розвитку зародка можуть спостерігатися уже на ранніх етапах, що виражається у відсутності диференціації, уповільненому рості. В цьому випадку культура зародку складається з двох етапів – ембріонального росту зародка, під час якого продовжується його диференціація, і проростання підрослого зародка. Для першого потрібне більш складне за складом середовище з підвищеним вмістом сахарози, з добавками різних амінокислот, вітамінів і гормонів.
Застосування ембріокультури в селекції набуває останнім часом велике значення для одержання віддалених гібридів зернових, злакових та інших сільськогосподарських культур. Показана можливість збільшення виходу пшенично-житніх гібридів шляхом дорощування незрілих зародків, а також використання ембріокультури для подолання постгамної несумісності при гібридизації пшениці з колосняком.
Метод ембріокультури знаходе все більш широке застосування в міжвидовій гібридизації овочевих рослинг. Для цибулі розроблені прийоми вирощування in vitro абортивних зародків від гібридного насіння з різних етапів ембріогенезу, вирощування зародків від частково міжвидових гібридів. Культура ізольованих зародків використовується в селекції томатів та інших овочевих рослин.
Досліджена гормональна регуляція росту і розвитку зародків томату in vitro. Обговорюється можливість застосування ембріокультури для одержання віддалених гібридів соняшника, вивчаються фактори, які контролюють ріст і розвиток in vitro зародків соняшника, виділених в різні строки після запилення.
Культура ізольованих зародків як допоміжний метод при віддаленій гібридизації застосовується не лише для подолання постгамної несумісності, але також з метою мікророзмноження цінних гібридів. В цьому випадку мікророзмноження іде шляхом каллусогенезу, індукції морфогенезу і одержання рослин-регенерантів з каллусної тканини. Техніка клонування незрілих зародків дозволяє розмножувати цінні генотипи рослин на ранніх стадіях життєвого циклу. Ще одна можливість застосування культури зародків – застосування її в клітинній селекції.