ВВЕДЕНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИЮ: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

млрд. – недоедают вследствие различной степени бедности

по прогнозам, в 2040-2050 гг. эта цифра достигнет 9 миллиардов

ООН прогнозирует, что производство продуктов питания должно увеличиться на 70%, чтобы сохранить текущие стандарты питания
Глобальное потепление, экологически щадящие и низкозатратные сельскохозяйственные технологии негативно влияют на валовое производство продуктов питания

характера. Интенсификация земледелия нарушила водный режим почв, что вызвало масштабное засоление и опустынивание.

Препараты меди и серы, вызывающие загрязнение почвы тяжёлыми металлами, к середине XX века были заменены ароматическими, гетероциклическими,  хлор- и фосфорорганическими соединениями.

более низкой концентрации, что позволило снизить расходы на химическую обработку.

Однако многие из этих веществ оказались устойчивыми и плохо разлагались биотой.
Показательный пример — ДДТ. Это вещество было найдено даже у животных Антарктиды, в тысячах километров от ближайших мест применения этого химиката.

have enabled huge increases in corn yields in USA
Open-Pollinated
Double Cross
Biotechnology
Single-Cross
Hybrids
Average

U.S. Corn Yields

Bushels/Acre

Hybrid genetics,biotechnology and agronomy have driven a five-fold increase in average U.S. corn yields since 1940.

Data Source: USDA

г

г

г

г

г

г

г

г

102
95

89


77


64


51


38


25


13

Ц/га

150

Data Sourse: USDA

и биообъекты для целенаправленного воздействия на окружающую среду и

человека, а также для получения полезных человеку продуктов, обеспечения контроля и безопасности в интересах улучшения качества и продолжительности его жизни.

(культура микроспор и пыльников);
- гиногенез (культура семяпочек);
эмбриогенез,
культура протопластов;
получение цибридов;
клеточная

селекция;
ин витро размножение (культура апикальных и прочих меристем, эмбриоидогенез (искусственные семена));
ин витро сохранение;
идентификация и паспортизация генотипов.

методами генной инженерии перенесены гены (трансгены) из других организмов. Процесс

переноса называется генетической трансформацией.

в 28 странах мира (в которых проживает более 66% населения)

на площади 184 млн. га.

(принадлежат к фосфатидам)

фаза развития растения для переноса его на среду для корнеобразования
Б
В

времени число видов, для которых известны методики клонирования in vitro

составляют более тысячи.
Более чем у 100 видов этот метод находит реальное
коммерческое применение.
Среди них декоративные, плодово-ягодные, древесные, овощные
и другие виды растений

ГНУ ВНИИ
ОВОЩЕВОДСТВА
РАСХН

размножение
бальзаминов

размножение
флокса метельчатого

размножение
петунии

Оздоровление от инфекций:
культура меристем,
термо-, химиотерапия


Индексация патогенов


Микроразмножение

RT-PCR

Микробиологические стандартные методы –
тестирование растений на наличие
внутренних бактериальных инфекций

ELISA

Методы биотехнологии – для оздоровления образцов и
улучшение контроля фитосанитарного статуса коллекций

+34° – +37°С

MS + Рибавирин

in vitro хранение

криохранение
Модифицированный метод «Дроплет-витрификации» – Panis et al. 2005 Plant Science,168.
Длительное

хранение
в парах жидкого азота

апексы побегов - в криопротекторе
(10%DMSO, 1,5 часа)

клетку организма для придания ему нового свойства (устойчивость к гербицидам,

вредителям и др.)

МАРКЕРНЫЕ ГЕНЫ – дополнительные гены, необходимые для селекции ГМ-растений на первых этапах их создания (гены устойчивости к антибиотикам и др.)

РЕГУЛЯТОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ:
А) ПРОМОТОР – участок ДНК, расположенный в начале трансгена и инициирующий его транскрипцию (35S и др.);
Б) ТЕРМИНАТОР – участок ДНК, расположенный в конце трансгена и ответственный за прекращение его транскрипции (NOS и др.);

помощью фермента РНК-полимеразы

ТОТИПОТЕНТНОСТЬ – свойство соматических

клеток растенийполностью реализовать свою наследственную программу онтогенетического развития при определенных условиях выращивания, вплоть до образования взрослых растений и семян

ТРАНСЛЯЦИЯ – синтез белка на рибосомах при участии информационной, транспортной РНК и других факторов

культуры, используемой для пересадки на свежую питательную среду

КАЛЛУС – группа дедифференцированных клеток, возникших in vivo или in vitro путем неорганизованной пролиферации

ЭКСПЛАНТ – фрагмент ткани или органа, инкубируемый на питательной среде самостоятельно или используемый для получения первичного каллуса

путем размножения уже существующих
ГАПЛОИД – ядро, клетка, организм, характеризующиеся одинарным

набором хромосом, представляющим половину полного набора, свойственного виду.
АНДРОГЕНЕЗ – процесс возникновения растения из микроспоры или пыльцевого зерна через соматический эмбриогенез либо через образование каллуса
ЭМБРИОГЕНЕЗ (эмбриоидогенез) - процесс образования зародышеподобных структур (эмбриоидов) неполовым путем в культуре тканей и клеток in vitro.
IN VITRO – выращивание живого материала «в стекле», на искусственных питательных средах, в стерильных условиях.

в естественных условиях.
IN SITU – выращивание культивируемых видов растений в

той среде, в которой они приобрели свои отличительные свойства.
EX VITRO – выращивание живого материала, полученного «в стекле» в естественных условиях.
EX VIVO – получение изолированных клеток, исправление в них генетического дефекта с помощью переноса нужного гена, выращивание «исправленных клеток».

черенок (побег), пригодный для размножения. Клон - популяция клеток, возникших

из одной клетки посредством митоза, или группа растений, развившихся вегетативным или бесполым путем, все члены которой произошли из одной повторно культивируемой клетки. 
Клональное микроразмножение - получение in vitro неполовым путем растений, генетически идентичных исходному. Микроклональное размножение - это бесполое вегетативное размножение в культуре in vitro, при котором получают растения генетически идентичны исходной родительской форме, что способствует сохранению генетически однородного посадочного материала.

- это ткань растений, в течение всей жизни сохраняющая способность

к образованию новых клеток. Именно за счет меристемы растения растут, образуют новые листья, стебли, корни, цветки.
КУЛЬТУРА (culture) – клетки или организмы, выращенные в искусственных условиях.
КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ РАСТЕНИЙ – область биологии, изучающая клетки, ткани и органы, изолированные от растения и выращиваемые на искусственных питательных средах, in vitro(в стекле).

заложения, рост и развитие органов (органогенез), тканей (гистогенез) и клеток

(цитогенез или клеточная дифференциронка) у растений.
СОМАКЛОНАЛЬНЫЕ ВАРИАЦИИ И ВАРИАНТЫ – фенотипическое выражение непостоянства ядерного и органелльных цитоплазматических геномов культивируемых клеток. От истинных генных мутаций отличаются большей частотой возникновения и комплексностью изменений (изменения в структуре генов, хромосом, геномов)