Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Спасение эмбрионов - одна из самых ранних и успешных форм методов культивирования in vitro , которая используется для помощи в развитии зародышей растений, которые могут не выжить, чтобы стать жизнеспособными растениями. [1] Спасение эмбрионов играет важную роль в современной селекции растений , позволяя вырабатывать множество межвидовых и межродовых гибридов пищевых и декоративных растений. Этот метод способствует развитию незрелого или слабого эмбриона, что дает ему шанс выжить. Эмбрионы растений - это многоклеточные структуры, которые могут развиться в новое растение. Наиболее широко используемая процедура спасения эмбрионов называется культивированием эмбрионов и включает в себя удаление зародышей растений и их помещение в среду для культивирования. [2]Спасение эмбрионов чаще всего используется для создания межвидовых и межродовых скрещиваний, которые обычно дают абортированные семена. Межвидовая несовместимость у растений может происходить по многим причинам, но чаще всего происходит выкидыш эмбриона [3]. В селекции растений широкие гибридизационные скрещивания могут привести к появлению небольших сморщенных семян, которые указывают на то, что произошло оплодотворение, однако семена не развиваются. Во многих случаях удаленная гибридизация не может привести к нормальному половому воспроизводству, поэтому спасение эмбриона может помочь обойти эту проблему. [4]

История [ править ]

Спасение эмбрионов было впервые задокументировано в 18 веке, когда Чарльз Бонне вырезал эмбрионы Phaseolus и Fagopyrum и добился в этом успеха, посадил их в почву, и в результате скрещивания появились карликовые растения. [5] Вскоре после этого ученые начали помещать эмбрионы в различные питательные среды. В период с 1890 по 1904 год системы спасения эмбрионов стали систематическими за счет применения питательных растворов, содержащих соли и сахара, и применения асептических методов . [6] Первое успешное культивирование эмбрионов in vitro было выполнено Хэннингом в 1904 году, однако он описал проблемы с преждевременными зародышами, которые привели к появлению маленьких, слабых и часто нежизнеспособных проростков. [7]

Приложения [ править ]

  • Выведение несовместимых межвидовых и межродовых видов
  • Преодоление покоя семян
  • Определение жизнеспособности семян
  • Восстановление материнских гаплоидов, которые развиваются в результате элиминации хромосом после межвидовой гибридизации
  • Используется в исследованиях физиологии прорастания и развития семян.

Методы [ править ]

В зависимости от культивируемого органа его можно назвать культурой эмбриона , яйцеклетки или яичника . Культивирование яйцеклеток или культивирование эмбрионов в яйцеклетках - это модифицированный метод спасения эмбрионов, при котором эмбрионы культивируются, пока они еще находятся внутри своих яйцеклеток, чтобы предотвратить их повреждение в процессе удаления. [8] Культура завязей или стручков, с другой стороны, предполагает использование всего яичника в культуре. Становится необходимым удалить весь маленький эмбрион, чтобы предотвратить преждевременное прерывание беременности. Однако технически сложно изолировать крошечные неповрежденные эмбрионы, поэтому часто будут использоваться яичники с молодыми эмбрионами или целые оплодотворенные яйцеклетки. [9]

Факторы, которые следует учитывать [ править ]

Эмбрионы вырезаются вручную и сразу же помещаются в культуральную среду, которая обеспечивает необходимые питательные вещества для поддержания выживания и роста (Miyajima, 2006). Хотя процессы дезинсекции и удаления эксплантатов для этих трех методов различаются, многие факторы, способствующие успешному восстановлению жизнеспособных растений, схожи. Основными факторами, влияющими на успех, являются: время культуры , состав среды , а также температуры и света. Сроки в основном относятся к стадии созревания эмбриона перед удалением. Оптимальное время, особенно для спасения эмбрионов при несовместимых скрещиваниях, должно быть непосредственно перед абортом эмбриона. Тем не менее, из-за трудностей, связанных с выращиванием молодых эмбрионов по сравнению с эмбрионами, достигшими автотрофной фазы развития, эмбрионам обычно позволяют развиваться in vivo как можно дольше. Хотя в целом для исследований по спасению эмбрионов наиболее часто используются два основных типа базальных сред, а именно среда Мурашиге и Скуга (MS) [10] и B-5 Гамборга [11]media (Bridgen, 1994), состав среды будет варьироваться в зависимости от требуемых концентраций добавок. Обычно это будет зависеть от стадии развития эмбриона. Например, молодым эмбрионам потребуется сложная среда с высокими концентрациями сахарозы, тогда как более зрелые эмбрионы обычно могут развиваться на простой среде с низким уровнем сахарозы. Требования к температуре и освещению, как правило, зависят от вида и, следовательно, обычно регулируются в пределах того же температурного требования, что и у его родительского растения с зародышами культур холодного сезона, требующих более низких температур, чем у культур теплого времени года.

В искусственной питательной среде в контролируемых лабораторных условиях можно использовать как растительные, так и животные клетки, ткани и культуру органов. Многие желаемые продукты можно получить с помощью культуры тканей, например, фармацевтические препараты, вакцины и моноклональные антитела.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Sage, TL; Strumas, F .; Коул, WW; Баррет, S (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний в роде Hylocereus (Cactaceae)». Euphytica . 174 : 73–82. DOI : 10.1007 / s10681-010-0135-х .
  2. ^ Miyajuma, D. (2006). «Семяпочки, которые не смогли образовать семена у циннии ( Zinnia violacec Cav)». Sci Hortic . 107 (2): 176–182. DOI : 10.1016 / j.scienta.2005.06.014 .
  3. ^ Рид, Сандра (2005). Роберт Н. Тригиано; Деннис Дж. Грей (ред.). Развитие растений и биотехнология (PDF) . CRC Press. С. 235–239. ISBN  0-8493-1614-6. Архивировано из оригинального (PDF) 12 марта 2012 года . Проверено 18 апреля 2011 .
  4. ^ Бриджен, Марк П. (1994). «Обзор культуры зародышей растений» . HortScience . 29 : 1243–1246. DOI : 10.21273 / hortsci.29.11.1243 .
  5. ^ Шарма, DR; Daur, R .; Кумар К. (1996). «Спасение эмбрионов растений - обзор». Euphytica . 89 : 325–337. DOI : 10.1007 / BF00022289 .
  6. ^ Amanate-Bordeos, AD; Нельсон, Р.Дж.; Oliva, NP; Dalmacio, RD; Leung, H .; Ситч, Лос-Анджелес (1992). «Перенос устойчивости к бактериальным болезням и бактериальным болезням от тетраплиодного дикого риса Oryza minuta к культивируемому рису O. sativa ». Теор. Прил. Genet . 84 : 345–354. DOI : 10.1007 / bf00229493 .
  7. ^ Mehetre, S. S; Ахер, AR (2004). «Спасение эмбрионов: инструмент для преодоления несовместимой межвидовой гибридизации в Gossypium Linn. - Обзор». Индийский журнал биотехнологии . 3 : 29–36.
  8. ^ Сиснерос, Арольдо; Тел-Зур (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний в роде Hylocereus (Cactaceae)». Euphytica . 174 : 73–82. DOI : 10.1007 / s10681-010-0135-х .
  9. ^ Ikeda, N .; Ниими, Ю. Хан Д. (2003). «Получение проростков из семяпочек, удаленных на стадии зиготы у Lilium spp». Культ органа растительной клетки, ткани . 73 (2): 159–166. DOI : 10,1023 / A: 1022818413617 .
  10. ^ Мурашиге, Т; Скуг, Ф. (1962). «Обновленная среда для быстрого роста и биоанализов с культурами тканей табака». Physiol. Завод . 15 (3): 473–497. DOI : 10.1111 / j.1399-3054.1962.tb08052.x .
  11. ^ Гамборг, О.Л .; Миллер, РА; Одзима, К. (1968). «Потребность в питательных веществах суспензионных культур клеток корня сои». Exp. Cell Res . 50 (1): 151–158 [157]. DOI : 10.1016 / 0014-4827 (68) 90403-5 . PMID 5650857 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • http://www.stbw.nl/Embryo-Rescue%20Techniques.pdf