Основні види трансгенних рослин та їх використання в практиці

Сучасне сільське господарство практично не може обходитися без використання гербіцидів. Гербіциди, хоч і мають певну селективність, пригнічують ріст не лише бур янів, а й сільськогосподарських культур. На сьогодні існує три підходи, що дозволяють створювати сорти рослин, стійкі до гербіцидів: ▪   модифікація рослинного ферменту мішені, в результаті чого він втрачає чутливість до гербіциду; ▪  індукція підвищеного синтезу ферменту мішені без порушення його нормального метаболізму; ▪   введення в геном рослини генів, що кодують ферменти, які деградують гербіциди. Наприклад, для створення рослин, стійких до гербіциду Баста (фосфинотрицину), вводять ген, що відповідає за синтез фосфинотрицинацетилтрансферази, ферменту що деградує фосфинотрицин. Цей фермент кодується геном bar, який виділено із штаму стрептоміцету Streptomyces hygroscopicus. Ген bar широко використовується для отримання різних трансгенних рослин (томати, картопля, пшениця, конюшина), не чутливих д...

Одним з основних завдань селекції рослин є підвищення якості продукції сільського господарства, зокрема, збільшення кількості жирів, білків, вуглеводів та інших речовин, що визначають поживну та технічну цінність. Наприклад, насіння бобових та злакових культур, яке забезпечує значну частину білку в раціоні людини, має незбалансований амінокислотний склад. Підвищення методами генної інженерії вмісту незамінних амінокислот, підвищує загалом поживну цінність цих культур. Для цього можуть бути застосовані наступні підходи: введення кодонів, що відповідають за синтез дефіцитних амінокислот; зміна регуляції біосинтезу амінокислот; введення нових генів, що кодують синтез збалансованих за амінокислотним складом запасаючих білків. Здійснюються також роботи по зміні вмісту вуглеводів у рослинах. Наприклад, створено сорти картоплі з підвищеним вмістом крохмалю в бульбах. Трансформантам введено бактеріальний ген glg C. Велике зацікавлення викликають досліди з використання для трансформац...

Саме в як найширшому застосуванні генетично модифікованих організмів, зокрема ГМ-рослин, біотехнологи вбачають вихід з багатьох кризових ситуацій, в яких опинилося людство. Пропонується широко використовувати ГМ-технології з метою отримання організмів- біореакторів. Перші приклади їх вже існують. Завдяки вбудові гену людського інсуліну в геном бактерії кишкової палички, вдалося в умовах закритих біотехнологічних виробництв отримувати цей необхідний для лікування діабету гормон. Останнім часом все більшої актуальності значення набуває проблема вичерпності природних джерел енергії, зокрема вугілля та нафти. Біотехнологи запевняють, що введення певних генів в геном певних технічних сільськогосподарських культур вирішить і цю проблему. Так вже зараз випробовуються ГМ-ріпак, як продуцент біодизелю. Сировину для пального намагаються також отримувати з ГМ-водоростей. Але реальний внесок цих джерел у світове співвідношення видів палива поки що справа далекої перспективи. 

Стійкість рослин до грибних фітопатогенів обумовлена багатьма захисними механізмами як конститутивної, так і індукованої природи. Одним з найбільш значимих механізмів є синтез рослинами фітоалексинів (низькомолекулярних антимікробних сполук). Синтез фітоалексинів починається швидко у відповідь на проникнення патогену у тканини, стрес чи оброблення певними природними або синтетичними сполуками. Для створення сортів сільськогосподарських рослин стійких до грибних патогенів запропоновано перенесення генів, що відповідають за синтез високоефективних фітоалексинів, з рослин-донорів у рослини-реципієнти. У рослинах арахісу і винограду синтезується високоефективний фітоалексин - ресвератрол. Ключовим ферментом у синтезі цього фітоалексину є стильбенсинтаза (STS), яка каталізує перетворення молекули p-кумарол-CoA і трьох молекул малоніл-CoA в 3,4,5 - тригідроксистильбен (ресвератрол). Перенесення гену STS з винограду у клітини тютюну дозволило отримати рослини, що продукують ...

Стійкість, обумовлена експресією в рослині гена структурного білка оболонки вірусу.  Явище перехресного захисту рослин від вірусів відоме давно. Суть його полягає в нездатності вірусного патогенну заражати рослини, які попередньо інокульовано іншим вірусом. Практичне застосування це явище знайшло після відкриття можливості переносу окремих фрагментів вірусного геному в клітини рослин з наступною експресією перенесених вірусних генів. Одним з перших вірусних генів, перенесених в рослини тютюну, був ген структурного білка оболонки вірусу тютюнової мозаїки (ВТМ). Рослини, що містять цей білок, є нечутливими до зараження ВТМ. Одним із можливих механізмів захисту є блокування процесу дисоціації білка оболонки віріонів ВТМ, що є необхідним для вивільнення РНК вірусу і запуску початкових етапів інфекційного процесу. Стійкість, обумовлена експресією антивірусних білків.  Захист рослин від фітопатогенних вірусів можна здійснювати не лише за «імунізації» генами вірусних білк...

Генетична інженерія  - біотехнологічний метод конструювання рекомбінантних молекул ДНК на основі ДНК, взятих із різних організмів.  Генетична інженерія  – молода технологія, створена для поліпшення характеристик живих організмів шляхом пересадки в них чужорідного генетичного матеріалу.  Одержаний в результаті таких маніпуляцій організм вважається трансгенним. Народженням генетичної інженерії можна вважати  1972  р., коли  Поль Берг  (США) сповістив про створення першої рекомбінантної молекули ДНК. Генна інженерія кардинально відрізняється від селекції тим, що її методи дозволяють долати бар’єри між видами, чого не відбувається в природі. Перші трансгенні рослини було створено в  1980…1990  рр. Метод трансформації був заснований на природній здатності бактерії  Agrobacterium tumefaciens  генетично модифікувати рослини. Відомо, що генетичний матеріал всіх живих організмів являє собою молекулу ДНК. Деякі організми пре...