Биотехнология растений. Трансгенные растения (часть 3) презентация

Лекция 5. Трансгенные растения-3
Примеры трансгенных растений:
Трансгенные растения, устойчивые к патогенам
Трансгенные растения – продуценты вакцин
Трансгенные растения с улучшенными декоративными свойствами

Корончатый галл
Вирус мозаики томата
Бактериальная сыпь
Мучнистая роса
Fusarium вилт
Антракноз
Корневая нематода
Крапчатый вилт
Разнообразие патогенов

Молекулярно-генетические механизмы устойчивости растений к вредителям сельского хозяйства
Типы устойчивости:
Видовая устойчивость (иммунитет) – устойчивость к подавляющему числу патогенов
Сортоспецифическая устойчивость – не поражаются отдельные сорта (генотипы)

Теория ген-на-ген

R-гены

Ответ растения на атаку патогена

Формирование СВЧ-реакции

SAR-реакция

Использование трансгенных растений в производстве лекарственных препаратов
Все-таки мы, люди, устроены одинаково. Мы можем с жаром рассуждать о вреде трансгенной картошки, о содержании “мутантной” сои в колбасе, о засилье на нашем столе “пищи Франкенштейна”… Но, обратите внимание – лишь в случае, когда речь идет о хлебе насущном. Но если, не дай бог, жизнь заставит нас не по книжкам выучить пугающие медицинские термины, - разве будем мы выяснять, откуда, из какого источника пришла к нам помощь? И кто из поборников “ генетической чистоты оттолкнет руку, исцеляющую его ребенка “трансгенным” лекарством?
Шумный В.К.

Субъединичные вакцины, синтезируемые трансгенными растениями

Съедобные вакцины

Белки, синтезируемые трансгенными растениями

Трансгенная морковь с геном интерлейкина

Интерферон и сельское хозяйство

Схема агробактериального вектора
ATGCAGGGCCAATTTTTTAGAGAAATAGAAAACCTTAAGGAATATTTTAATGCAAGTTCTCCAGATGTAGCGAAAGGTGGGCCCCTTTTCTCAGATATCTTGAAGAATTGGAAAGACGAGAGTGACAAAAAAATAATCCAGAGCCAAATTGTCTCCTTTTACTTCAAACTTTTTGAAAACCTTAAAGATAACCAGGTCATCCAAAGGAGTATGGACATCATCAAGCAAGACATGTTTCAAAAGTTTCTCAATGGCAGCAGTGAGAAACTAGAAGACTTCAAAAAGCTGATTCAAATTCCGGTCGACGACTTGCAAATCCAACGCAAAGCAATAAATGAACTCATCAAAGTGATGAATGATCTGTCGCCAAAATCTAATTTAAGGAAGCGAAAAAGGAGTCAGAATCTGTTTCGAGGTCGAAGAGCATCCATGTAA
MQGQFFREIENLKEYFNASSPDVAKGGPLFSDILKNWKDESDKKIIQSQIVSFYFKLFENLKDNQVIQRSMDIIKQDMFQKFLNGSSEKLEDFKKLIQIPVDDLQIQRKAINELIKVMNDLSPKSNLRKRKRSQNLFRGRRASM

Родословная трансгенных растений табака, использованных в работе
В результате эксперимента было проанализировано 475 растений

Вестерн-блот гибридизация
Вестерн-блот гибридизация проб белка, полученных из растений Inter311.2 и InterA.5 (Т1)
Вестерн-блот гибридизация проб белка, полученных из растений семьи Inter311.2 (Т2)

Лабораторные животные, на которых проводили тестирование “растительного γ-интерферона”

Анализ активности γ-интерферона, выделенного из трансгенных растений линии Inter311.2 на лабораторных мышах
Качественное изменение лимфоцитов перифирической крови мыши
Количество активированных и неактивированных лимфоцитов, содержавшихся в периферической крови мышей

Культура для создания съедобных растений - иммуномодуляторов

Получение трансгенных растений с новыми декоративными свойствами

Декоративные растения.
Создавать новые декоративные сорта
прибыльно.
Стоимость ОДНОГО декоративного растения может составлять до 10 000 р.

Супрессия эндогенных регуляторов биосинтеза.
Экспрессия гетерогенных регуляторов биосинтеза.
Пути изменения окраски у трансгенных растений

Создание белой окраски.
Нормальные цветки культивара Surfinia Purple Mini.
Cупрессированный ген CHS-A.
Нестабильность «белого» фенотипа.
Sense-последовательность гена F3H.
Antisense-последовательность гена DFR (дигидрофлавонол 4-редуктаза).

Создание оранжевой окраски.
Петунии не способны накапливать пеларгонидины.
Для достижения оранжевого цвета, в растения вводится ген DFR от кукурузы, герберы или розы.

Создание фиолетовой окраски.
Модификации синтеза копигментов (флавонолов)

Синяя Роза
Стратегия получения:
Замена гена DFR (дигидрофлаванол-редуктазы) розы на ген DFR ириса и его сверхэкспрессия
Сверхэкспрессия гена F3’,5’H (флаванон-3’,5’-гидроксилазы) фиалки
Копигментация флавонами
Повышение вакуолярного pH
Искусственно подкрашенная синяя роза
Слева хозяйское растение, справа трансформант
дельфинидин

Изменение структуры и расположения органов.
Trifolium repens.
Четырёхлистный клевер возникает из-за мутации, вероятность которой – 1 на 10000.

Изменение структуры и расположения органов.
Результат проращивания семян M2.
Jeju-Lucky-1 (JL-1) и Jeju-Lucky-2 (JL-2).
M1 – до 80% четырёхсоставных листьев.
M2 – более 20%.

Схема регуляции формирования цветка

Схематическое представление генетической модели дифференцировки органов цветка

Гомеозисные мутанты резушки

Гомеозисные мутанты резушки

Фенотип тройного мутанта – убедительное свидетельство в пользу фолиарной теории морфогенеза цветка Гете

Гомеозисная мутация петунии в гене В-класса FBP1, ортологе PI (Angenent et al., 1995)

Гомеозисные замены в 3 и 4 мутовках.