Növényi génsebészetKészítette:

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 génsebészetLépések

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 mutagenezisVéletlenszerű

rekombinálódás

A klasszikus és a molekuláris növénynemesítés kiegészíti egymást.

Génsebészet- Irányított génátvitel ill.

génmódosításVáltozás csak az adott

génben, tulajdonságban történik.

Bármely fajból származhat a transzgén, melyet módosíthatunk is.

Növényi génsebészet története

1970-19791977: somatostatin hormon

termelése baktériumban

1980-19891980: PCR

1983 első genetikailag módosított növény ( paradicsom, dohány)

1984: OncoMouse

1986: Bt gént tartalmazó dohány

1990-2000Genetikailag módosított

herbicid toleráns kukorica

1994: paradicsom- érése késleltetett, nem rothad

2000: rizs magas A-vitamin tartalommal

Transzgénikus növények

Első generációsCél: mezőgazdasági termelés segítéseMásodik generációsCél: konkrét genetikai módosítások a

növények anyagcseréjének és fejlődésének megváltoztatására.

Harmadik generációsCél: 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 vektorokHa 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

ElőnyökAgronómiailag előnyös

tulajdonságok- ellenállóság növényvédőszerekkel, rovarokkal, kártevőkkel szemben

Nagy hozam (növekvő népesség ellátása?)

Kevesebb növényvédőszer , műtrágya felhasználás

Táplálkozástani, tárolhatósági előnyök

HátrányokFajok közötti génátvitel

Gének „kiszökése” a természetbe

Rezisztens kártevők

Emberi egészségkárosító hatások lehetősége (allergia, toxikus hatás)

GMO-s növények termesztéseOrszág 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

Köszönöm a figyelmet!