Клітинна селекція
клітинна селекція
Клітинна селекція заснована на високу мінливість популяції соматичних клітин, посилення мінливості за допомогою різних мутагенів і на розробці селективних систем, що дозволяють виявити і відібрати генетично змінені клони клітин (мутантні, рекомбінантні та ін.). Завдяки властивості тотіпотентності з цих клітин регенерують цілі рослини.
Спонтанні мутації в популяції клітин спостерігаються рідко, тому для підвищення частоти мутацій використовують індукований мутагенез. Отримання мутантних форм при використанні селекції на клітинному рівні складається з наступних етапів: 1) обробка мутагенів суспензії клітин або протопластов- 2) перенесення суспензії в селективні умови-3) виділення розвиваються колоній- 4) відбір змінених резистентних до селективного фактору клонов- 5) індукції органогенеза- 6) регенерація змінених рослин.
Методом клітинної селекції отримані: лінії кукурудзи, стійкі до гельмінтоспоріозу- лінії картоплі: резистентні до фітофторе- рослини тютюну, стійкі до вірусу тютюнової мозаїки. У культурі клітин отримані мутанти з підвищеним синтезом незамінних амінокислот. Так, відібрані штампи клітин моркви і тютюну, які синтезують в 20-30 разів більше вільного триптофану в порівнянні з вихідними батьківськими культурами. Цим способом отриманий цілий ряд клітинних ліній картоплі, моркви, рису, здатних до сверхсинтезу лізину, метіоніну, проліну, фенілаланіну, гліцину. Це реальний шлях створення рослин з підвищеним вмістом амінокислот, особливо незамінних. Використовуючи різні селективні системи, можна вести спрямовану селекцію по різним господарсько-цінними ознаками, як то стійкість до гербіцидів, хвороб, до різних стресових впливів (засолення, затоплення, низькі і високі температури і ін.)
Для отримання мутантів в кожному випадку необхідно розробити схему селекції і довести генетичну природу змінених клітинних ліній. Отримані зміни не завжди бувають пов`язані з мутаціями, а можуть носити модифікаційний характер і не успадковуватися. Доказом мутації є сукупність наступних критеріїв: 1) частота спонтанно змінених клітин повинна бути дуже нізка- 2) вона значно підвищується при використанні мутагенов- 3) змінені клітини здатні ділитися і тривало рости- 4) стабільність зміненої ознаки зберігається і при відсутності селективного тиску-5 ) виявляється продукт зміненого гена (морфологічні та біохімічні маркери).
Ефективність мутагена в культурі тканин підвищується на гаплоидном рівні завдяки прояву всіх рецесивних мутацій в ранніх поколіннях, а також в культурі протопластів через їх виравненності при ізолювання з однорідних тканин. Особливо перспективними джерелом виділення різноманітних мутацій є протопластів гаплоїдних рослин.
Мутагенезу і клітинна селекція як в разі соматичних, так і статевих клітин є ефективними способами отримання генетично змінених форм і нових сортів рослин.
В результаті генетичної мінливості in vitro виникають сомоклональние варіанти - рослини, що відхиляються від батьківського типу. Сомоклональная варіабельність має кілька причин: переміщення рухомих генетичних елементів, інверсії, траслокаціі, делеции, генні перебудови, пов`язані з диференціюванням, соматичної кроссинговер. Спадкова мінливість в культурі клітин може мати не тільки генетичну, а й епігенетичні природу, тобто виникає внаслідок зміни дії генів.
Особливий інтерес представляють сомоклонильние варіанти злаків як джерело отримання цінних генотипів. Отримано лінії пшениці, ячменю, рису, які варіюють за такими дуже консервативним ознаками, як висота рослин, довжина остюків, забарвлення зерна, форма колоса, електрофоретичні спектри запасних білків. Сомоклональние варіанти успішно використовуються як ефективний джерело мінливості для поліпшення сортів сільськогосподарських культур.
