ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1. Растения, как биофабрики 6
1.1. Растения как биофабрики для производства продуктов питания, лекарств и материалов для настоящей зеленой революции 6
1.2. Трансгенные растения 11
1.2.1. Временная экспрессия в растениях 13
1.2.2. Съедобные вакцины 14
1.3. Nicotiana tabacum L. - табак обыкновенный 17
1.4. Solanum melongena L. - баклажан 21
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 24
2.1. Объекты исследования 24
2.2. Составы использованных стандартных водных растворов и сред 24
2.3. Стерилизация листьев растений табака 26
2.4. Стерилизация семян растений баклажана 26
2.5. Получение каллусов на растениях баклажана 27
2.6. Статистический анализ 27
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 28
3.1. Описание сортов растений табака (N. tabacum) и баклажанов (S. melongena) 28
3.2. Каллусогенез у растений табака (N. tabacum) in vitro 31
3.3. Каллусогенез у разных сортов N. tabacum 36
3.4. Каллусогенез у растений баклажана (S. melongena) in vitro 37
3.4.1. Концентрации гормонов для регенерационных сред 37
3.4.2. Каллусогенез S. melongena на среде МС 1 38
3.4.3. Каллусогенез S. melongena на среде МС II 43
3.4.4. Каллусогенез S. melongena на среде МС III 45
3.4.5. Каллусогенез S. melongena на среде МС IV 49
3.4.6. Каллусогенез S. melongena на среде МС V 51
3.5. Анализ каллусогенеза у растений баклажана 53
Выводы 55
Заключение 56
Список литературы 57
Растения являются эффективной и недорогой альтернативой для производства рекомбинантного белка, минимизируя риск заражения человека патогенами и максимизации потенциала для крупномасштабного производства целевых метаболитов. В связи с этими большой интерес представляет создание трансгенных растений, которые бы синтезировали необходимые активные вещества. Для этого, в частности, используются растения из семейства Пасленовых. Одним из их представителей является растения табака (Nicotiana tabacum L.), которые имеют уникальную способность к быстрому и эффективному каллусообразованию. Существуют много работ, где первоначальное изучение изменений биохимических и физиологических параметров после генно-инженерных манипуляций в растениях рассматриваются именно на растениях табака, то есть данные растения выступают как модельная система.
Кроме того, интерес представляют и другие овощные культуры из семейства Пасленовые. Например, баклажан Solanum melongena L. является экономически значимым овощем во всем мире. В настоящее время интерес представляет направление в селекции, чтобы выводить новые сорта баклажанов с улучшенными качествами плодов, повышении урожайности и интродукции устойчивости к вредителям.
Цель: изучить способность растений семейства Паслёновые к регенерации с помощью листовых и семядольных эксплантов.
Задачи:
1. Изучение способности к каллусообразованию у растений табака Nicotiana tabacum L. сортов Вирджиния 202, Юбилейный новый 142, Махорка и Блэк Джек с помощью листовых эксплантов.
2. Исследование образования каллусов у растений баклажанов Solanum melongena L. с помощью семядольных эксплантов и гипокотилей на регенерационных средах с разным гормональным составом.
3. Подбор оптимальных концентраций гормонов для регенерации эксплантов in vitro и анализ полученных данных.
Практическая значимость. В нашем исследовании подобраны два сорта табака курительного - Вирджиния 202 и Блэк Джек, которые возможно использовать в исследованиях in vitro. Это дает возможность расширить спектр используемых сортов, которые хорошо адаптируются к росту in vitro и в лабораторных условиях.
В настоящее время интерес представляет направление в селекции, чтобы выводить новые сорта баклажанов с улучшенными качествами плодов, повышении урожайности и интродукции устойчивости к вредителям и болезням от диких сородичей, поэтому увеличение эффективности каллусогенеза является очень актуальным и перспективным вопросом.
Область применения результатов исследования. In vitro исследования по созданию трансгенных растений с нужными, хозяйственно полезными качествами.
Апробация результатов. Участие во Всероссийской конференции с международным участием «Геномика и биотехнология для медицины и сельского хозяйства», 30 ноября - 1 декабря 2022, г. Уфа.
Публикации:
Хакимова Л.Р., Ибатуллина Г.Ф., Вершинина З.Р. Каллусообразование у растений табака Nicotiana tabacum L. разных сортов // Сборник материалов Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 60-летию Института биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра РАН. 2022. С. 125-126.
Одним из важных свойств растений является способность к регенерации in vitro из недифференцированных соматических тканей с получением нормальных, фертильных растений. Это свойство тотипотентности позволяет получать генно-модифицированные растения через культуру тканей. Растения табака имеют уникальную способность к быстрому и эффективному каллусообразованию. Благодаря этому N. tabacum L. возможно трансформировать плазмидами с целевыми генами и получать взрослые растения, которые не только несут внесённые гены, но также могут передавать их будущим поколениям.
За последние десятилетия описаны очень много работ, где первоначальное изучение изменений биохимических и физиологических параметров после генно-инженерных манипуляций в растениях рассматриваются именно на растениях табака, то есть N. tabacum L. выступает как модельная система. Много таких работ по изучению сверхэкспрессии генов, ассоциированных с адаптацией растений к абиотическим стрессам, которые могут повышать устойчивость к ним экономически важных сельскохозяйственных культур. В нашем исследовании подобраны 2 сорта табака курительного - Вирджиния 202 и Блэк Джек, которые возможно использовать в исследованиях in vitro. Это дает возможность расширить спектр используемых сортов, которые хорошо адаптируются к росту in vitro и в лабораторных условиях.
К сожалению, в рамках нашего исследования не были подобраны оптимальные сочетания гормонов, которые подходили бы для эффективного каллусогенеза разных сортов баклажанов.
