Similar presentations:
Биотехнология растений. Трансгенные растения (часть 3)
1.
Биотехнология растений2.
Лекция 5. Трансгенные растения-31. Примеры трансгенных растений:
a. Трансгенные растения, устойчивые к
патогенам
a. Трансгенные растения – продуценты вакцин
a. Трансгенные растения с улучшенными
декоративными свойствами
3.
Мучнистая росаРазнообразие патогенов
Крапчатый вилт
Антракноз
Корневая нематода
Бактериальная сыпь
Вирус мозаики томата
Fusarium вилт
Корончатый галл
4.
Молекулярно-генетические механизмыустойчивости растений к вредителям
сельского хозяйства
Типы устойчивости:
1) Видовая
устойчивость
(иммунитет)
–
устойчивость к подавляющему числу патогенов
2) Сортоспецифическая устойчивость –
поражаются отдельные сорта (генотипы)
не
5.
Теория ген-на-ген6.
R-геныDrosophila и
Млекопитающие
Toll и Toll
гомологи
IL-1R
Сигнальная
трансдукция
Сигнальная
трансдукция
Сигнальная
трансдукция
Увеличение
меристем и
формирование
органов
Дорзовентральная
полярность (в
Drosophilla) и
защита (у обоих)
Иммунитет и
защита
Растение
Cf-9, Cf-4,
Cf-2, Cf-5 Xa21
CLAVATA 1,
ERECTA
млекопитающие
7.
Ответ растения на атаку патогенаНемедленный ответ клеток на повреждение
Возникновение активного кислорода
Синтез оксида азота
Открытие ионных каналов
Белковая фосфориляция/дефосфориляция
Реорганизация цитоскелета
Гибель клеток вокруг места повреждения
Индукция генов
Локальный ответ и активация генов
Изменение вторичного метаболизма
Прекращение клеточного цикла
Синтез патоген-индуцибельных белков
Накопление бензойной и салициловой кислот
Синтез этилена и жасмоновой кислоты
Укрепление клеточной стенки (лигнины,
PGIPs, HRGPs)
Систамный ответ и активация генов
(1 3)β-глюканазы
Хитиназы
Пероксидазы
Синтез других патоген-индуцибельных
белков
Патоген
8.
Формирование СВЧ-реакции9.
SAR-реакция10.
Использование трансгенных растений впроизводстве 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.
11.
Субъединичные вакцины, синтезируемые трансгенными растениями12.
Съедобные вакциныori RP4
ori ColE1
RB
полиА
NPTIII
HindIII
pBINp35sTBI-HBS#15
14285 п.н.
TBI-HBS
HindIII
p35S
T-ubi3
NPTII
P-ubi3
LB
13.
p35S TBI-HBS8/16
p35S TBI-HBS
c/17
p35S pG8
TBI-HBS 8/9
pBin ARS (+) 1
Томаты с ВИЧ,
с. Вентура,
TBI-HSB
“Золотое яблоко”
Плоды этих
трансгенных томатов
– кандидатная вакцина
против двух вирусных
инфекций
Плоды томата с. Вентура +ugt+Kan
регенерант №53, плод в центре дал
+ ответ с анти-HIV антителами
14.
Белки, синтезируемые трансгенными растениями15.
Трансгенная морковь с геноминтерлейкина
- нуклеотидная
последовательность с
геном интерлейкина
P Bi101-IL18
16.
NPT IILB
Spcr
Ti-плазмида
p35S
ген IL-4
ori E. coli
RB
tNOS
Интерферон и сельское
хозяйство
17.
Схема агробактериального вектораATGCAGGGCCAATTTTTTAGAGAAATAGAAAACCTTAAGGAATATTTTA
ATGCAAGTTCTCCAGATGTAGCGAAAGGTGGGCCCCTTTTCTCAGATAT
CTTGAAGAATTGGAAAGACGAGAGTGACAAAAAAATAATCCAGAGCCA
AATTGTCTCCTTTTACTTCAAACTTTTTGAAAACCTTAAAGATAACCAGG
TCATCCAAAGGAGTATGGACATCATCAAGCAAGACATGTTTCAAAAGTT
TCTCAATGGCAGCAGTGAGAAACTAGAAGACTTCAAAAAGCTGATTCAA
ATTCCGGTCGACGACTTGCAAATCCAACGCAAAGCAATAAATGAACTCA
TCAAAGTGATGAATGATCTGTCGCCAAAATCTAATTTAAGGAAGCGAAA
AAGGAGTCAGAATCTGTTTCGAGGTCGAAGAGCATCCATGTAA
γ-IFNG
p35S
pNOS-NPT II-3’ocs
RB
NotI
pART 27
Ori ColE1
RK2
LB
NotI
Str/Sp
MQGQFFREIENLKEYFNASSPDVAKGGPLFSDI
LKNWKDESDKKIIQSQIVSFYFKLFENLKDNQ
VIQRSMDIIKQDMFQKFLNGSSEKLEDFKKLIQ
IPVDDLQIQRKAINELIKVMNDLSPKSNLRKRK
RSQNLFRGRRASM
17
18.
Родословная трансгенных растений табака,использованных в работе
В результате эксперимента было проанализировано 475
растений
18
19.
Вестерн-блот гибридизацияВестерн-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)
19
20.
Лабораторные животные, на которых проводилитестирование “растительного γ-интерферона”
20
21.
Анализ активности γ-интерферона, выделенного из трансгенных растенийлинии Inter311.2 на лабораторных мышах
Качественное изменение
лимфоцитов перифирической
крови мыши
Количество активированных и неактивированных лимфоцитов, содержавшихся в
периферической крови мышей
21
22.
Культура для создания съедобныхрастений - иммуномодуляторов
22
23. Получение трансгенных растений с новыми декоративными свойствами
24. Декоративные растения.
Создавать новые декоративные сортаприбыльно.
Стоимость ОДНОГО
декоративного растения может
составлять до 10 000 р.
25.
Пути изменения окраски у трансгенных растений• Супрессия эндогенных регуляторов
биосинтеза.
• Экспрессия гетерогенных регуляторов
биосинтеза.
26. Создание белой окраски.
A.Нормальные
цветки
культивара
Surfinia Purple
Mini.
B.
Cупрессирова
нный ген
CHS-A.
C.
Нестабильнос
ть «белого»
фенотипа.
D.
Senseпоследовател
ьность гена
F3H.
E.
Antisenseпоследовател
ьность гена
DFR
(дигидрофлав
онол 4редуктаза).
27. Создание оранжевой окраски.
Петунии не способнынакапливать
пеларгонидины.
Для
достижения
оранжевого
цвета, в
растения
вводится ген
DFR от
кукурузы,
герберы или
розы.
28. Создание фиолетовой окраски.
Модификациисинтеза
копигментов
(флавонолов)
29. Синяя Роза
Слева хозяйское растение, справа трансформантИскусственно подкрашенная
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
дельфинидин
30. Изменение структуры и расположения органов.
• Trifolium repens.Четырёхлистный клевер
возникает из-за мутации,
вероятность которой – 1 на 10000.
31. Изменение структуры и расположения органов.
Результат проращиваниясемян M2.
Jeju-Lucky-1 (JL-1) и JejuLucky-2 (JL-2).
M1 – до 80%
четырёхсоставных листьев.
M2 – более 20%.
32.
Схема регуляции формирования цветкаАвтономный
путь
Температура
(холод)
ГА
Фотопериод
Синий или УФ-А свет
Cok1
GA1
FRI
FLC
FUL
AG
LD
CAL
ASK1
AP1
FCA
AP2
SVP
CO
AP2
AP1
AP3
Pt
B
GI
LFY
WUS
UFO
A
SGC1
LUG
FHA
TFL1
CLF
AP2
AG
AGL11?
SEP
C
D
E
?
?
Чашелистики
пр.,
NAP
пр.,
NAP
пр., FUS,
SHP, AGL13
?
Лепестки
Тычинки
Пестик
Завязь
33.
Схематическое представлениегенетической модели дифференцировки
органов цветка
Круг
1
2
4
AP3/PI
Дикий тип
AP2
Орган Ч Л
Круг
3
1
2
1
4
3
AG
Т Т
Орган П
Круг
2
4
AP3/PI
ap2
AG
Т П
3
Круг
1
2
П
3
4
AP3/PI
ap3/pi
AP2
Орган Ч Ч
AG
П П
ag
Орган Ч
AP2
Л Л
Ч*
34.
Гомеозисные мутанты резушкиwd
ap2
ap3
ag
35.
Гомеозисные мутанты резушкиap3 ag
Ч Ч Ч Ч*
ap2 ag
Лист Л/Т Л/Т Лист*
36.
Дикий типap1 ap3 ag
Фенотип тройного мутанта – убедительное
свидетельство в пользу фолиарной теории
морфогенеза цветка Гете
37.
Гомеозисная мутация петунии в гене В-классаFBP1, ортологе PI (Angenent et al., 1995)
38.
Гомеозисные замены в 3 и 4 мутовках.Matthiola
Arabis
Syringa
Anthirrhinum
Trillium
39.
agЧ
В
A
Л Л
В
ag
A
Ч*
ЛЛЛЧ (ЛЛЧ…)
Л
Лилейные
В
В
А
А
С
Л
Л
ЛЛЛЛ (ЛЛЛ…)
Кресто-цветные
Ч
Л
Т
П
Л
Л
С
Т П
Л*
40.
Трансгенные растения резушки с измененнымуровнем экспрессии генов цветка
В
35S::AP3
35S::PI
Л
35S::AP3
35S::PI
35S::AG
С
A
Л
Т
Т
В
С
Т
Т
Т
Т