БІОТЕХНОЛОГІЯ - Іншина Н.М. - 2009

РОЗДІЛ 3. КЛІТИННА ІНЖЕНЕРІЯ

Клітинна селекція

Клітини в культурі in vitro відрізняються за морфологією, біохімічними властивостями, фізіологічним станом, генетично. Це явище дістало назву амоклональної варіабельності. Генетична природа і механізм виникнення самоклональної варіабельності мало досліджені. Гетерогенність культури клітин зумовлена генетичною і модифікаційною мінливістю. Мутації відбуваються на генному, хромосомному і геномному рівнях. Клітини різного рівня плоїдності відрізняються за швидкістю поділу і росту, при цьому один із типів клітин стає домінуючим, здійснюється клітинна селекція. Модифікаційні зміни клітин у культурі мають адаптивний характер, забезпечують фізіологічну адаптацію. Спонтанне утворення різних варіантних форм клітин у культурі можна використовувати для покращання існуючих сортів сільськогосподарських культур. Практичне значення має створення форм рослин, стійких до несприятливої дії чинників зовнішнього середовища: низькі температури, засолення фунтів, забруднення довкілля токсичними речовинами, дія шкідників. Застосування клітинних технологій значно прискорює процес селекції.

Для прискорення селекції в культурі клітин використовують хімічні і фізичні мутагени. Найчастіше для підвищення частоти мутацій у соматичних клітинах використовують такі мутагени: нітрозогуанідин, нітрозометилсечовина, метилметансульфонат. Рідше застосовують опромінення ультрафіолетом, γ-квантами, ⁶⁰Со і нейтронами. Як селективні агенти використовуються антибіотики, інгібітори синтезу нуклеїнових кислот, аналоги пуринових і піримідинових азотистих основ, фітотоксини, аналоги амінокислот, речовини, що зумовлюють водний і сольовий стреси.

Як об’єкти у клітинній селекції в умовах in vitro можна використовувати каллусні культури та ізольовані протопласти, культури соматичних або андрогенних ембріонів, культури ізольованих зародків, органоїд ні експланти (сегменти листків, стебел).

Переваги методу клітинної селекції in vitro порівняно із селекцією на рівні цілих рослин:

- мутантні ознаки на рівні окремих клітин проявляються досить швидко;

- можна одержувати нові типи мутацій, у тому числі біохімічного характеру;

- економія площі: у чашці Петрі діаметром 10 см можна культивувати 10⁷— І0⁸ клітин, а для такої ж кількості рослин необхідно понад 1000 га землі;

- економія часу і праці під час одержання бажаної ознаки.

Здійснення селекції на клітинному рівні дозволяє створювати нові

форми рослин у 2 — 4 рази швидше порівняно із традиційними способами селекції. Наприклад, процес створення нових сортів з використанням клітинної селекції триває у середньому 3 — 4 роки, а під час селекції на рівні рослин - 10 - 12 років. Основною вимогою для успішного застосування клітинної селекції є ефективна система регенерації рослин.