Növényi génsebészet
Készítette:
Vancsó Ildikó
2007.03.29.
Növényi génsebészet
Növényi géntechnológia: a növényi sejtek, sejtorganellumok genetikai programjának megváltoztatása molekuláris genetikai
módszerekkel.
GM növények: sejtmagjukba (genomba)
molekuláris genetikai módszerekkel idegen gént (transzgént) juttatnak be, és az integrálódik,
expresszálódik és öröklődik.
Növényi genom: nagy méretű← poliploidia, repetitív szekvenciák
Egy sejt= növény: növ-i sejtek totipotensek
Növényi génsebészet Lépések
1, az egyes tulajdonságot kódoló gén izolálása, jellemzése, klónozása
2, a gazdaságilag jelentős gén vektorba építése, génátvitel a recípiens sejtbe,
biztosítani kell az integrációt, működést.
3, genetikailag módosított sejtből az egész
növény regenerációja.
Növényi génsebészet
Hagyományos
növénynemesítés - keresztezés
- poliploidizáció - sejtfúzió
- random mutagenezis Véletlenszerű
rekombinálódás A klasszikus és a
molekuláris
növénynemesítés kiegészíti egymást.
Génsebészet
- Irányított génátvitel ill.
génmódosítás
Változás csak az adott
génben, tulajdonságban történik.
Bármely fajból származhat a transzgén, melyet
módosíthatunk is.
Növényi génsebészet története
1970-1979
1977: somatostatin hormon termelése baktériumban
1980-1989
1980: PCR
1983 első genetikailag módosított növény ( paradicsom, dohány) 1984: OncoMouse
1986: Bt gént tartalmazó dohány
1990-2000
Genetikailag módosított herbicid toleráns
kukorica
1994: paradicsom- érése késleltetett, nem rothad
2000: rizs magas A- vitamin tartalommal
Transzgénikus növények
Első generációs
Cél: mezőgazdasági termelés segítése Második generációs
Cél: konkrét genetikai módosítások a
növények anyagcseréjének és fejlődésének megváltoztatására.
Harmadik generációs
Cél: speciális anyagok előállítása ipari
felhasználás céljából.
Növények génmódosítása
Célok:
- nagyobb hozam
- ellenálló kártevőkkel, növényvédőszerekkel, hideggel/meleggel
szemben
- jobb érési, tárolhatósági tulajdonságok
- kedvezőbb
biokémiai/táplálkozási tulajdonságok
Növényi génsebészeti technikák
Agrobacterium-plazmidok
Természetes génátviteli rendszer A. tumefaciens / A. rhizogenes
Tumort indukáló plazmid-Ti plazmid ennek egy része transzfer v. T-DNS a baktériumfertőzés során átkerül a a növ.-i sejtbe, integrálódik a növ.-i sejtmag DNS-ébe.
T-DNS: 23 kb hosszú, opinszintézisért és tumoros növekedésért felelős gének
Agrobacterium tumefaciens
A tumoros növekedésért felelős hormongének nem szükségesek a fertőzéshez,
génátvitelhez→legyengített T-DNS-t hordozó integratív vektorok felhasználhatók
transzformáns növények létrehozására.
Kétplazmidos, ún.bináris vektorok
Ha a T-DNS a határszekvenciákkal, és a
virulenciarégió két külön plazmidon helyezkedik el a baktérium sejtekben, azok génátviteli
képessége megmarad.- segítő és klónozóplazmid
DNS bejuttatás egyéb módszerekkel
Közvetlen DNS bevitel
Plazmidbejuttatás protoplasztokba- PEG kezeléssel
Elektroporáció
Génpuska
Növényi génsebészet előnyei, hátrányai
Előnyök
Agronómiailag előnyös
tulajdonságok- ellenállóság növényvédőszerekkel,
rovarokkal, kártevőkkel szemben
Nagy hozam (növekvő népesség ellátása?)
Kevesebb növényvédőszer , műtrágya felhasználás
Táplálkozástani, tárolhatósági előnyök
Hátrányok
Fajok közötti génátvitel
Gének „kiszökése” a természetbe Rezisztens kártevők
Emberi egészségkárosító hatások lehetősége (allergia, toxikus hatás)
GMO-s növények termesztése
Ország Vetésterület,
millió ha
Főbb GM növények
Amerikai Egyesült Államok 49,8 Szója, kukorica, gyapot, repce, tök, papaya
Argentína 17,1 Szója, kukorica, gyapot
Brazília 9,4 Szója
Kanada 5,8 Repce, kukorica, szója
Kína 3,3 Gyapot
Paraguay 1,8 Szója
India 1,3 Gyapot
Dél Afrikai Köztársaság 0,5 Kukorica, szója, gyapot
Uruguay 0,3 Szója, kukorica
Ausztrália 0,3 Gyapot
Mexikó 0,1 Gyapot, szója
Románia 0,1 Szója
Fülöp Szigetek 0,1 Kukorica
Spanyolország 53000 ha Kukorica
Kolumbia <0,1 Gyapot
Irán <0,1 Rizs
Honduras <0,1 Kukorica
Németország ~1000 ha Kukorica
Franciaország ~1000 ha Kukorica
Portugália 785 ha kukorica
Csehország ~300 ha kukorica
Forrás: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2005, www.isaa.org
