Презентация на тему Биотехнология растений. Трансгенные растения (часть 2)

растения, устойчивые к гербицидам
Трансгенные растения, устойчивые к биотическим и

абиотическим факторам среды
Трансгенные растения с измененными свойствами плодов и семян

культуры трансгенных растений (посевы 2006 г.).
Основные признаки трансгенных растений

(посевы 2006 г.)

соя 58%

кукуруза 25%

хлопчатник 12%

рапс 5%

чувствительности к гербициду
индуцированное повышение синтеза фермента – использование сильного

промотора
введение в геном гена ,продукт которого деградирует гербицид в растении.Например,ген tfdA кодирует 2,4Д-монооксигеназу, которая разрушает 2,4Д на дихлорфенол и глиоксилат.

Уолтер Гилберт

Создание ГМ растений с полезными свойствами –
устойчивостью

к гербицидам, вредителям и вирусам.
1980-е годы

фирме «Монсанто» в 1970 году.

Действующее вещество – глифосат
(N-фосфонометилглицин)

HO-CO-CH2-NH-CH2-PO-(OH)2
Минимально

допустимая норма в растениях 0,3 мг/кг, в воде – 0,02 мг/л

воздействия раундапа на растение зависит от:
Вида растения;
Особенностей его жизненного

цикла и морфологии;
Интенсивности обмена веществ и роста;
Запаса ароматических АМК;
Запаса финилпропаноидов

Убихинон
Пластохинон
Витамины К и Е
Фоливая кислота

N-фосфоно-метилглицин

генов в клетке растения

lines
upon treatment with 1.0% Basta
before the treatment
7 days

after the treatment

and P. Barfoot. 2005. GM crops: The global economic

and environmental impact—The first nine years 1996– 2004, AgBioForum 8:187–196.

Chassy, B, W. Parrott, R. Roush. 2005. CAST Commentary: Crop Biotechnology and the Future of Food: A Scientific Assessment

Недавняя статья Brookes and Barfoot (2005) суммирует общее воздействие, оказываемое «трансгенными» технологиями. Анализ показывает существенные экономические выгоды для фермеров (27 млрд.$). Технология привела к уменьшению опрыскиванию пестицидами (на 378 млн фунтов) и уменьшению вреда, наносимого пестицидами, на 14%. «Трансгенная» технология также привела к значительному уменьшению количества парникового газа, производимого сельским хозяйством, что эквивалентно исчезновению с дорог почти 5 миллионов машин.

года, стабильно дает урожай на 50-90% выше контроля.
Трансгенный

картофель разрешен для выращивания и применения в пищу в США, Канаде, Мексике, Японии и Румынии. Два сорта картофеля New Leaf Plus («Ньюлиф») проходят испытания в России в соответствии с требованиями российских законов.

к кукурузному мотыльку (Ostrinia nubilalis)
Кукурузный мотылек (Ostrinia nubilalis)

в растениях
Ген протоксина вводится непосредственно в хлоропластную ДНК растения-хозяина.

Это дает следующие преимущества:

Во-первых, вводимый ген не нужно модифицировать, поскольку транскрипционный и трансляционный аппараты хлоропластов относятся к прокариотическому типу.
Во-вторых, на одну клетку приходится много хлоропластов, а на один хлоропласт - много копий хлоропластной ДНК, поэтому ген протоксина присутствует в большом числе копий, и эффективность его экспрессии повышается.
В-третьих, хлоропласты передаются только через яйцеклетку, а не через пыльцу, так что растения наследуют хлоропластную ДНК по материнской линии и нет никакого риска нежелательного переноса гена протоксина с пыльцой на другие растения).

gene
plant marker
gene
vector
transformation
procedure
transgenic plants
selection

срока созревания плодов
Изменение состава жирных кислот в семенах масличных

культур (безэруковые сорта рапса , ген из калифрнийского лавра – лауриновая к-та).
Улучшение вкуса плодов (димер монеллин слаще сахара, использован синтетический ген для трансформации).
Измененпе цвета плодов ( 0-хиноны)

из гена
глютелина
Glu
SSUcrtI
nos
Терминатор
транскрипции
LB
RB
Glu
Psy
nos
Ubi
npt
nos
Конститутивный
промотор
Селективный маркер для отбора трансформантов
β-каротин
Фитоендесатураза

(crtI) из Erwinia uredovora

Ликопен- β- циклаза из нарцисса

биосинтеза аминокислот;
введение новых генов запасных белков сбалансированных по аминокислотам
(

ген из амарантуса –АmА1; ген 2S – из бразильского ореха с высоким % метионина)

синтаза дигидропиколиновой кислоты
Ингибирование по принципу обратной связи

– промотор гена β-фазеолина бобов;
Pv3’ – сигнал терминации транскрипции

гена β-фазеолина бобов;
cts – последовательность, кодирующая сигнальный хлоропластный пептид малой субъединицы рибулозобифосфат-карбоксилазы;
dapA – ген Corynebacterium, кодирующий синтетазу дигидродипиколиновой кислоты, не чувствительной к лизину;
lysCM4 – мутантный ген lysC E. сoli, кодирующий не чувствительную к лизину аспартаткиназу;
Л и П – левая и правая фланкирующие последовательности Т-ДНК

вируса мозаики цветной капусты;
pGBSS – промотор гена синтетазы гранулосвязанного

крахмала;
pPATATIN – промотор гена пататина I;
tNOS – сигнал терминации транскрипции гена нопалинсинтазы;
Л и П – левая и правая фланкирующие последовательности Т-ДНК

ориентации
Выделение генов
Передача генов растениям с помощью Agrobacterium tumefaciens
(полигалактуроназа)

нормальной ориентации
Ген PG в антисмысловой ориентации