Transzgénikus növények előállítása

Átírás

1 Transzgénikus növények előállítása

2 Növényi biotechnológia Területei: A növények szaporításának új módszerei Növényi sejt és szövettenyészetek alkalmazása Mikroszaporítás Vírusmentes szaporítóanyag előállítása Mesterséges mag In vitro tenyészetek alkalmazása a növénynemesítésben Szomaklón növény Mutáns sejtekből mutáns növény Protoplasztok fúziójával hibrid növény Transzgénikus növények előállítása

3 Növényi sejt és szövettenyészetek Anövényi sejtek regenerációs képessége nagy növény Sejt/szövettenyészet Kallusz Regenerált növény embrió Az izolált növényi sejtből mesterséges körülmények között újra növény regeneráltatható (totipotencia; 1902 Haberlandt)

4 Növényi sejt és szövettenyészetek

5 Transzgénikus növények előállítása A DNS sejtbe juttatása Közvetlenül Génpuskával Protoplasztok transzformálásával Közvetítők által (természetes transzformációs rendszerek kihasználása) Baktérium fertőzés ( Agrobaktériumok által) Agrobacterium rhizogenes (transzgenikus gyökér) Agrobacterium tumefaciens (transzgenikus növény) Vírus fertőzés

6 Az Agrobaktériumok ok természetes transzformációs rendszere Fertőzési mechanizmus Ti plazmidok

7 Klónozás Ti plazmiddal Ti plazmidok, mint vektorok virulencia szekvenciák többszörös klónozóhely markergének növényi promoter a tumoros fejlődésért felelős hormon gének eliminálása A módszer korlátja, hogy csak kétszikűekben alkalmazható, mert az egyszikűeket nem fertőzi a baktérium

8 Klónozás génpuskával A DNS-t aranyszemcséken rögzítik, majd belövik a sejtekbe (sejttenyészetet alkalmaznak) Egyszikűek transzformálására is alkalmas

9 Első generációs GM növények Cél a termesztés segítése, hatékonyságának növelése, olcsóbbá tétele Ellenállóság növelése Rovar rezisztens Kórokozó rezisztens Herbicid rezisztens Szélsőséges termőhelyek kihasználása Szárazságtűrő növények Hidegtűrő növények

10 Kukoricamoly rezisztens transzgénikus kukorica előállítása Bacillus thuringiensis BT toxin termelése a toxin több rovarfajra hatásos, de igen specifikusak A baktérium gént izolálták A gént génpuskával vitték be Kártétel a kontroll és a GM növény esetében

11 Herbicid-rezisztens rezisztens szója glifozát gátolja az aromás aminosavak szintézisét néhány baktérium tartalmaz olyan enzimet, mely bontja a glifozátot ilyen enzim génjét vitték be szójába A GM nönény és a kontroll növény a növényvédő szeres permetezés után

12 Második generációs GM növények Növekedésükben, fejlődésükben, anyagcseréjükben módosított transzgénikus növények Cél lehet: Termés érésének szabályozása Puhulás gátlása Virágszín módosítása Táplálóbb élelmiszerek előállítás Fehérje tartalom növelése és aminosav összetétel módosítása Vitamin tartalom növelése Keményítő szerkezetének módosítása Más stratégia kell a megvalósításhoz Komplex ismeretek

13 Aranyrizs A ß-karotin tartalom növelése (az A vitamin provitaminja) 3 enzimgént kellett klónozni Később az egyik gént hatékonyabb enzimnek a génjére cserélték Több ß-karotin termelés 1. Változat 2. változat

14 Nem puhuló és későn érő paradicsom Különleges géntechnikával állították elő Lényegében megakadályozzák, hogy a növény génjeiről fehérje termék képződjön (mrns kicsapása) Enzim termelés blokkolódása Poligalakturonáz felelős a puhulásért, ezt blokkolják 1994-ben a flawr-sawr paradicsom az USA-ban kereskedelmi forgalomba kerül

15 Harmadik generációs GM növények Cél: növények alkalmazása biorektorként Olyan anyagok termeltetése, melyre az iparnak van szüksége Gyógyszeripar (Pharming for Farmaceuticals) Ehető vakcinák (pl Hepatitisz B, HIV ellen, már klinikai kipróbálás alatt USA-ban) Ipari enzimek Diagnosztikumok

16 A géntechnikán alapuló növénynemesítés hatékonysága A fejlesztés lépései: Molekuláris vizsgálatok (gének izolálása,funkció elemzése) Klónozás kidolgozása (vektor fejlesztés, transzformálás) Transzgénikus növények vizsgálata (transzgén megnyilvánulása, öröklődése, stb.) Szántóföldi kísérlekek (fajta szabadalmaztatása) Egy GM növény előállítása 8-12 évig tart, és kb. 100 millió dollárba kerül

17 Előnyök a transzformált növények esetében Az előállított termékek magasabb beltartalmi értéke Megnövekedett ellenálló képesség, rezisztencia Rövidebb tenyészidő Biztoságosabb terméshozam Kisebb költségek Nagyobb élelmiszer biztonság

18 GM növények termesztése a világban

19 GM élelmiszer Olyan GM szervezet, amelyet közvetlenül, élelmiszerként fogyasztunk, vagy Olyan élelmiszer, mely GM szervezetet tartalmaz, vagy GM szervezetből állították elő,vagy GM szervezetből előállított összetevőt tartalmaz. Jelölési kötelezettség

20 Veszélyek, aggályok allergiás reakciók antibiotikum rezisztencia teredése a transzgének nemkívántterjedése GMO jelölése