- •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
Типи клітинних культур, які використовуються в селекції
Для про ведення робіт з клітинної селекції рослин в умовах in vitro в якості об’єкта досліджень можуть бути використані каллусні, суспензіонні культури або ізольовані протопласти. Вибір об’єкту залежить від наявності розроблених технологій застосування до різних видів рослин, а також кінцевої мети досліджень.
Каллусна тканина являє собою легко доступний матеріал, який найчастіше використовується для клітинної селекції. Як правило, роботу проводять на первинній або пересадочної каллусної тканини, яка не втрачає властивості до регенерації протягом ряду субкультивувань. Однак при роботі з каллусними культурами багато дослідників відмічають суттєві недоліки даного об’єкту: повільний ріст тканини, нерівноцінна для всіх клітин дія токсичних речовин, які застосовуються в якості селективного фактору, а також втрата регенераційної здатності в процесі культивування каллусних клітин. Безсумнівно, проводити селекцію доцільно на рівні поодиноких клітин (суспензійна культура, протопласти). Однак для багатьох видів рослин не розроблені ефективні технології і способи культивування поодиноких клітин. Тому, не дивлячись на перераховані вище недоліки використання каллусних культур, цей спосіб селекції залишається для деяких видів рослин поки що єдиним.
Одержання стабільно стійких ліній – процес довготривалий. Як правило, селекція починається з одержання достатньої кількості каллусної маси з ізольованих рослинних експлантатів, яка використовується в подальшому для визначення концентрації селективного фактору (побудова дозової кривої), при якій спостерігається одночасно ріст каллусної тканини, і в той же час частина каллусних колоній гине. Обрана концентрація селективного фактору визнається оптимальною і використовується в подальших експериментах. Так як первинно отримані на середовищі з селективними факторами колонії клітин могли виникнути внаслідок фізіологічної адаптації або певного стану диференціації клітин і не бути генетично стійкими, то протягом наступних 4 – 6 субкультивувань на селективному середовищі перевіряється стабільністьб стійкості отриманих клонів. Потім їх переносять на середовище без селективного фактору і субкультивують ще 2 – 3 пасажі. І лише після повторного повернення в селективні умови відбирають стабільні клони, з яких намагаються одержати рослини – регенеранти. Однак роботи, проведені з одержанням рослин, стійких до підвищених солей, а також до токсинів, виділених з грибів-збудників хвороб, показали, що стійкість клітини і рослини до досліджуваного селективного фактору може співпадати і не співпадати. Пряма кореляція між стійкістю рослин і клітин in vitro відмічена лише для низьких температур, стійкістю до гербіцидів, високим концентраціям алюмінію та іншим факторам.
Велика кількість робіт з культивування каллусу, з метою одержання нового селекційного матеріалу, проведено на пшениці, ячмені, рисі, сорго а також на картоплі, томатах, люцерні, і дуже рідко на деревних.Уже досягнуті перші позитивніф результати з одержання рослин пшениці, рису, картоплі, стійких до NaCl або Na2SО4. Одержано клітини, а з них рослини моркви, які синтезують в 20 разів більше метіоніну, в 30 разів – триптофану, в 5 разів – лізину шляхом додавання в поживне середовище токсичних аналогів амінокислот. Для картоплі одержано рослини, стійкі до кільцевої гнилі. Що стосується деревних, то для них роботи в цьому напрямку надзвичайно рідкісні і часто мають пошуковий характер. Таким чином, використання каллусної культури з селекційною метою відкриває величезні можливості в створенні нових форм рослин, які мають цінні ознаки, необхідні для людства.
Поряд з перерахованими вище об’єктами (каллусна, суспензійна культура, ізольовані протопласти), в якості вихідного матеріалу для селекції можуть бути використані культури соматичних або андрогенних ембріоїдів, такі органогенні експланти, як лисків або різноманітні меристематичні і стеблові частини рослини, а також культура ізольованих зародків. Наприклад, шляхом культивування і селекції in vitro зародків з насіння одержані рослини ячменю, стійкі до аналогів амінокислот, з покращеним вмістом білку. Для картоплі розроблено ефективний метод обробки пагонів і черенків мутагеном, який призводить до одержання химерних мутантів хлорофіл дефектності та антибіотикостійкості. При культивування пиляків ярої пшениці сорту Саратовська-29 і Московська-35 на поживних середовищахз з підвищеним вмістом солей хлориду натрію, одержані соматичні ембріоїди, а в подальшому рослини – регенеранти, які проявили підвищену солестійкість (Бєкужина, 1993).
Таким чином проведення селекції на клітинному рівні дозволяють створювати нові форми рослин в 2 – 4 рази швидше в порівнянні з традиційними способами селекції.