stringtranslate.com

Спасение эмбрионов

Спасение эмбрионов — одна из самых ранних и успешных форм методов культивирования in vitro , которая используется для оказания помощи в развитии эмбрионов растений, которые могут не выжить и не стать жизнеспособными растениями. [1] Спасение эмбрионов играет важную роль в современной селекции растений , позволяя создавать множество межвидовых и межродовых гибридов пищевых и декоративных культур. Этот метод питает незрелый или слабый эмбрион, давая ему шанс выжить. Эмбрионы растений представляют собой многоклеточные структуры, которые могут развиться в новое растение. Наиболее широко используемая процедура спасения эмбрионов называется культурой эмбрионов и включает в себя удаление эмбрионов растений и помещение их в культуру среды. [2] Спасение эмбрионов чаще всего используется для создания межвидовых и межродовых скрещиваний, которые обычно дают абортированные семена. Межвидовая несовместимость у растений может возникать по многим причинам, но чаще всего происходит аборт эмбрионов [3] . В селекции растений широкие гибридизационные скрещивания могут привести к появлению мелких сморщенных семян , что свидетельствует о том, что оплодотворение произошло, однако семя не развивается. Во многих случаях при удаленной гибридизации не происходит нормального полового размножения, поэтому спасение эмбрионов может помочь обойти эту проблему. [4]

История

Спасение эмбрионов было впервые задокументировано в 18 веке, когда Шарль Бонне вырезал эмбрионы Phaseolus и Fagopyrum и добился успеха в этом, 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, используя питательные растворы, содержащие соли и сахара, и применяя асептические методы . [6] Первая успешная культура эмбрионов in vitro была проведена Ханнингом в 1904 году, однако он описал проблемы с преждевременными эмбрионами, которые приводили к появлению маленьких, слабых и часто нежизнеспособных проростков. [7]

Приложения

Техники

В зависимости от культивируемого органа ее можно назвать культурой эмбриона , яйцеклетки или яичника . Культура яйцеклеток или культура эмбрионов in vitro — это модифицированный метод спасения эмбрионов, при котором эмбрионы культивируются, пока они еще находятся внутри яйцеклеток, чтобы предотвратить их повреждение во время процесса удаления. [8] Культура завязей или стручков, с другой стороны, предполагает использование в культуре всей завязи. Становится необходимым удалить весь маленький эмбрион, чтобы предотвратить ранний аборт эмбриона. Однако технически сложно изолировать крошечные неповрежденные эмбрионы, поэтому часто используются яичники с молодыми эмбрионами или целые оплодотворенные яйцеклетки. [9]

Факторы, которые следует учитывать

Эмбрионы вырезают вручную и сразу же помещают в культуральную среду , которая обеспечивает необходимые питательные вещества для поддержания выживания и роста (Miyajima 2006). Хотя процессы дезинсекции и удаления эксплантатов различаются для этих трех методов, многие факторы, способствующие успешному восстановлению жизнеспособных растений, схожи. Основными факторами, влияющими на успех, являются; время культивирования , состав среды , температура и освещение . Сроки в основном относятся к стадии созревания эмбриона перед удалением. Оптимальное время, особенно для спасения эмбрионов, полученных от несовместимых скрещиваний, — непосредственно перед абортом эмбриона. Тем не менее, из-за трудностей, связанных с выращиванием молодых эмбрионов по сравнению с теми, которые достигли автотрофной фазы развития, эмбрионам обычно позволяют развиваться in vivo как можно дольше. Хотя в целом для исследований по спасению эмбрионов чаще всего используются два основных типа базальных сред, а именно среда Мурасиге и Скуга (MS) [10] [ неудачная проверка ] и среда Гамборга B-5 [11] [ неудачная проверка ] (Бриджен , 1994), состав среды будет варьироваться в зависимости от концентрации необходимых добавок к среде. Обычно это зависит 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 обычно зависят от вида, и поэтому они обычно регулируются так, чтобы они соответствовали тем же температурным требованиям, что и у его родителя, при этом эмбрионы культур холодного сезона требуют более низких температур, чем эмбрионы культур теплого сезона.

Культура как растительных, так и животных клеток, тканей и органов возможна на искусственной питательной среде в контролируемых лабораторных условиях. Многие желаемые продукты могут быть получены с помощью культуры тканей, например фармацевтические препараты, вакцины и моноклональные антитела.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Сейдж, TL; Струмас, Ф.; Коул, WW; Баррет, С. (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний рода Hylocereus (Cactaceae)». Эвфитика . 174 : 73–82. дои : 10.1007/s10681-010-0135-x. S2CID  7837522.
  2. ^ Мияджума, Д. (2006). «Семяпочки, не сумевшие образовать семена у циннии ( Zinnia violacec Cav)». Научный Хортик . 107 (2): 176–182. doi : 10.1016/j.scienta.2005.06.014.
  3. ^ Рид, Сандра (2005). Роберт Н. Триджано; Деннис Дж. Грей (ред.). Развитие растений и биотехнология (PDF) . ЦРК Пресс. стр. 235–239. ISBN 0-8493-1614-6. Архивировано из оригинала (PDF) 12 марта 2012 г. Проверено 18 апреля 2011 г.
  4. ^ Бриджен, Марк П. (1994). «Обзор культуры эмбрионов растений». ХортСайенс . 29 (11): 1243–1246. дои : 10.21273/hortsci.29.11.1243 .
  5. ^ Шарма, ДР; Даур, Р.; Кумар К. (1996). «Спасение эмбрионов у растений-обзор». Эвфитика . 89 (3): 325–337. дои : 10.1007/BF00022289. S2CID  206766831.
  6. ^ Аманат-Бордеос, AD; Нельсон, Р.Дж.; Олива, НП; Далмачо, Род-Айленд; Люнг, Х.; Ситч, Луизиана (1992). «Перенос устойчивости к бактериальному и бактериальному ожогу от тетраплиодного дикого риса Oryza minuta к культурному рису O. sativa ». Теор. Прил. Жене . 84 (3–4): 345–354. дои : 10.1007/bf00229493. PMID  24203194. S2CID  6451011.
  7. ^ Мехетре, СС; Ахер, А.Р. (2004). «Спасение эмбрионов: инструмент для преодоления несовместимой межвидовой гибридизации у Gossypium Linn. --Обзор». Индийский журнал биотехнологии . 3 : 29–36.
  8. ^ Сиснерос, Арольдо; Тель-Зур (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний рода Hylocereus (Cactaceae)». Эвфитика . 174 : 73–82. дои : 10.1007/s10681-010-0135-x. S2CID  7837522.
  9. ^ Икеда, Н.; Ниими, Ю. Хан Д. (2003). «Получение рассады из семяпочек, вырезанных на стадии зиготы у Lilium spp». Культ органов и тканей растений . 73 (2): 159–166. дои : 10.1023/А: 1022818413617. S2CID  7305410.
  10. ^ Мурасиге, Т; Скуг, Ф. (1962). «Пересмотренная среда для быстрого роста и биоанализов с культурами тканей табака». Физиол. Растение . 15 (3): 473–497. doi :10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x. S2CID  84645704.
  11. ^ Гамборг, OL; Миллер, РА; Одзима, К. (1968). «Потребность в питательных веществах суспензионных культур клеток корня сои». Эксп. Сотовый Res . 50 (1): 151–158 [157]. дои : 10.1016/0014-4827(68)90403-5. ПМИД  5650857.

Внешние ссылки