Клітинна інженерія у рослин

Клітинна інженерія у рослин полягає в отриманні рослин з однієї клітини, а також у генетичні маніпуляції з ізольованими клітинами, спрямованими на перетворення їх генотипів.  Метод отримання рослин з однієї клітини заснований на здатності тканин рослин ряду видів до неорганическому зростанню на спеціальних штучних середовищах, що містять поживні речовини і регулятори росту. При культивуванні тканин рослин на таких середовищах багато клітин виявляються здатними до необмеженого розмноження, утворюючи шари (масу) недиференційованих клітин, які отримали назву калюсу. Якщо потім каллус розділити на окремі клітини і продовжити культивування ізольованих клітин на поживних середовищах, то з окремих (одиночних) клітин можуть розвинутися справжні рослини. Здатність одиночних соматичних клітин рослин розвиватися в даний (ціле) рослина, називають тотіпотентностио. Можливо, тотіпотентность властива клітинам всіх листостеблових рослин. Але поки вона виявлена ​​у рослин обмеженого кола. Зокрема, ця здатність виявлена ​​у клітин картоплі, моркви, тютюну і ряду інших видів сільськогосподарських культур. Цей метод клітинної інженерії рослин уже ввійшов у широку практику. Однак рослини, що розвинулися з однієї клітини, характеризуються генетичною нестабільністю, що пов'язано з мутаціями їх хромосом. Оскільки генетична нестабільність дає різноманітні форми рослин, вони дуже корисні в якості вихідного матеріалу для селекції.  Однак рослини можна отримати і з так званих протопластів рослинних клітин, під якими розуміють клітини, у яких штучно за допомогою гідролітичних ферментів (пектиназу і целюлази) вилучено клітинна стінка. Зазвичай протопласти отримують з клітин листя, коріння, пелюсток, проростає пилку, плодів та інших структур рослин. Здатність протопластів давати початок рослинам виявлена ​​у дуже великої кількості видів.  Отримання рослин з однієї клітини або протопласта часто називають клонального мікророзмноження. Найголовніша перевага цього методу полягає в тому, що він дозволяє різко скоротити строки розмноження багатьох видів рослин, а також дуже швидко відтворити одне і те ж рослина в сотнях тисяч примірників, що має винятково важливе значення в селекційній роботі і в отриманні посадкового матеріалу, незараженої збудниками хвороб  Генетичні маніпуляції, пов'язані з рослинними клітинами, спрямовані на перетворення генотипів клітин рослин, що досягають або шляхом соматичної гібридизації (отримання гібридних клітин) або шляхом переносу в клітини генетичного матеріалу, що походить від інших організмів. У всіх випадках вихідним матеріалом є протопласти клітин.  Соматичну гібридизацію здійснюють у кілька етапів, а саме:  1. Отримання і злиття протопластів, що походять від клітин рослин різних видів.  2. Культивування гібридних протопластів, використовуючи селективні поживні середовища.  3. Регенерація рослин із соматичних гібридів (гібридів протопластів) через освіту останніми калюсу.  Перенесення генетичного матеріалу від одних клітин до інших здійснюють шляхом трансформації протопластів чужорідної ДНК або введенням в протопласти чужорідної ДНК за допомогою плазмід. З утворюється потім калюсу вирощують рослини, що містять цікавить ген. Рослини, отримані таким шляхом, називають трансгенними рослинами.