• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania dr Wiszniewskiej wpłyną na poprawę wartości roślin motylkowatych

    15.02.2012. 07:47
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Do motylkowatych należą ważne rośliny uprawne: spożywcze - soja, fasole, groch, soczewica, pastewne - koniczyna, wyka, lucerna, łubin lub przemysłowe - traganek. Zdolności regeneracyjne in vitro roślin motylkowatych na poziomie wybranych struktur komórkowych bada dr inż. Alina Wiszniewska z Katedry Botaniki i Fizjologii Roślin na Wydziale Ogrodniczym Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Badaczka chce pokonać trudności z regeneracją tych roślin w warunkach kultur tkanek i komórek.

    "Wysoka wartość odżywcza i zdolność do symbiozy z bakteriami wiążącymi azot atmosferyczny nadaje wielu gatunkom motylkowatych status ważnych roślin uprawnych. Ich znaczenie gospodarcze nadal może być znacznie podwyższone, dzięki m.in. eliminacji związków antyżywieniowych, optymalizacji składu białek, czy zwiększeniu odporności na choroby" - tłumaczy PAP dr inż. Wiszniewska.

    Jak wyjaśnia, kultury tkanek i komórek są biotechnologicznymi metodami, wykorzystywanymi powszechnie do doskonalenia roślin na potrzeby żywienia człowieka, zrównoważonego rolnictwa czy farmacji. Stosowane z powodzeniem w hodowli wielu gatunków uprawnych, mają jednak ograniczoną skuteczność w przypadku roślin motylkowatych.

    Dzięki zastosowaniu kultur tkankowych, zwanych kulturami in vitro (z łac. "w szkle"), pożądane cechy mogą być wprowadzone znacznie szybciej niż poprzez klasyczne metody hodowli. Problemem jest jednak niska wydajność metod in vitro wśród roślin motylkowatych. U podstaw tych metod leżą bowiem zdolności regeneracyjne roślin.

    Badaczka podkreśla, że wysoka wrażliwość tych roślin sprawia, że ich zdolności regeneracyjne staja się ograniczone lub ulegają całkowitemu zahamowaniu. Zamysł problemu badawczego wykluł się w trakcie badań do pracy doktorskiej, jakie dr inż. Wiszniewska prowadziła na łubinie żółtym, jednej z trudniejszych roślin do manipulowania w warunkach in vitro.

    "Silnie ograniczone zdolności regeneracyjne tego gatunku, szczególnie w kulturach pojedynczych komórek skłoniły mnie do postawienia pytania o przyczyny tej wrażliwości. Z jednej strony wciąż podejmuję badania mające na celu metodyczną optymalizację warunków kultury, z drugiej staram się poznać podłoże zaburzeń, by móc im przeciwdziałać" - wspomina badaczka.

    Celem projektu badawczego dr inż. Wiszniewskiej jest próba identyfikacji i przezwyciężenia tych barier, występujących na poziomie budowy komórki. Sama badaczka zaznacza, że podjęty przez nią problem jest trudny i nawet drobne kroczki przyczyniające się do zrozumienia jego istoty mogą być uważane za sukces.

    "Poznanie przyczyn niskich zdolności regeneracyjnych umożliwi w przyszłości taką konstrukcję doświadczeń i opracowanie wskazówek technicznych, które pozwolą wyeliminować zaburzenia na etapie kultury, a w konsekwencji wyzwolą większy/pełniejszy potencjał regeneracyjny. To bezpośrednio przyczyni się do szerszego wykorzystania metod in vitro w hodowli cennych roślin motylkowatych, zwiększając tym samym ich wartość użytkową" - mówi dr inż. Wiszniewska.

    Dodaje, że projekt ma także znaczenie poznawcze, pozwala zgłębiać budowę i funkcjonowanie pewnych struktur komórek roślinnych w warunkach odróżnicowania, czyli przeprogramowania jej drogi rozwoju. Jej zdaniem dla nauki ma to obecnie duże znaczenie, zwłaszcza że podobny problem dotyczy badań nad ludzkimi i zwierzęcymi komórkami macierzystymi oraz terapiami antynowotworowymi.

    W ciągu ostatnich lat zdolności regeneracyjne komórek roślinnych w warunkach in vitro stały się botanicznym modelem do badania zjawisk związanych z najwcześniejszymi stadiami rozwoju organizmów.

    PAP - Nauka w Polsce, Karolina Olszewska

    agt/


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Zmienność somaklonalna – wszelkie odchylenia od wyjściowego materiału genetycznego danej jednostki. W hodowli in vitro zmienność somaklonalna odnosi się do hodowli komórek roślinnych lub tkanek roślinnych, w których następują genotypowe lub często także fenotypowe zmiany w porównaniu do rośliny wyjściowej. Zjawisko to występuje często po różnicowaniu tkanki kalusa z komórek roślinnych. Podczas masowego rozmnażania kultur roślinnych, gdzie zależy nam na zachowaniu identycznej replikacji rośliny czyli wytwarzania klonów w hodowli in vitro, zmienność somaklonalna jest niepożądana. Kultury komórkowe - procesy prowadzone in vitro mające na celu utrzymanie przy życiu, ekspansję i wykorzystywanie komórek organizmów żywych. Mogą to być kultury zarówno prokariotyczne jak i eukariotyczne. Do pierwszych należą między innymi kultury bakterii i mykoplazm, do drugich - hodowle drożdży, pierwotniaków, komórek roślinnych i zwierzęcych, w tym ludzkich. Pożywka Murashige & Skoog (medium Murashige & Skoog, MSO lub MS0 (MS-zero)) – podstawowe podłoże hodowlane wykorzystywane w kulturach in vitro roślin, tkanek roślinnych i kulturach zawiesinowych komórek roślinnych.

    Hodowla pierwotna - hodowla in vitro komórek lub tkanek pobranych bezpośrednio z organizmu (nie dotyczy to eksplantatów guzów powstałych po wszczepieniu zwierzętom komórek z hodowli).Termin ten odnosi się jedynie do pierwszego pasażu Mieszaniec wegetatywny, mieszaniec szczepieniowy – roślina powstała w wyniku wegetatywnego połączenia się tkanek (w wyniku uprzedniego szczepienia) lub komórek (w fuzji dokonywanej w hodowli in vitro) dwóch różnych genetycznie osobników.

    Pluripotencja (pluripotencjalność) jest zdolnością pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu, które w późniejszych stadiach rozwoju tworzą łożysko. Z pluripotencjalnych komórek macierzystych pochodzących z najwcześniejszego stadium zarodka – 5-dniowej blastocysty biorą początek komórki wszystkich tkanek i narządów. Zaledwie 30-35 tych komórek, z których składa się węzeł zarodkowy blastocysty "gromadzi" instrukcje dla 100 bilionów (10) komórek tworzących ludzki organizm. Rośliny haploidalne, haploidy – rośliny o gametycznej, zredukowanej o połowę liczbie chromosomów (n), uzyskiwane metodą hodowli kultur tkankowych in vitro. Hodowla roślin tego typu pozwala błyskawicznie uzyskać czystą linię do wykorzystania w uprawie – tzw. podwójne haploidy. Pomijany jest długi proces chowu wsobnego. Chociaż rośliny haploidalne powstają także naturalnie, jest to wyjątkowo rzadkie zjawisko. Rośliny takie mogą być zarówno monoploidem, jeżeli powstały z osobnika diploidalnego, lub poliploidem, jeżeli osobnik użyty do hodowli miał zwielokrotniony genom.

    Mikropropagacja fotoautotroficzna - (ang. photoautotrophic micropropagation PAM; photoautotrophic tissue culture system PTCS) - jest to mikrorozmnażanie (rozmnażanie wegetatywne in vitro) w warunkach fotoautotroficznych. Jeżeli środowisko zostanie tak zmodyfikowane, aby umożliwić fotosyntezę, to zielone eksplantaty roślinne mogą rosnąć in vitro na pożywkach nie zawierających cukru. Regeneracja – odtwarzanie przez rośliny i zwierzęta utraconych lub uszkodzonych części ciała, narządów, tkanek lub komórek. Powiązana jest z faktem, że prawie każda komórka organizmu zawiera prawie jednakowy materiał genetyczny, może więc teoretycznie dać początek każdej części ciała. W rzeczywistości regeneracja możliwa jest tylko u organizmów o mało wyspecjalizowanej budowie, np. u gąbek. U tych organizmów cały organizm może zostać odtworzony z fragmentu złożonego z kilku zaledwie komórek. Stawonogi mają zdolność do regeneracji odnóży. U kręgowców regeneracja zachodzi tylko wyjątkowo, np. jaszczurki po autotomii mają zdolność regeneracji ogona.

    Ex vivo - odmiana technik in vitro, różniąca się od nich tym, że materiał biologiczny jest pozyskiwany z żywego organizmu w celu jego modyfikacji in vitro i ponownego podania z powrotem do organizmu, z którego go pozyskano.

    Krzyżowanie, hybrydyzacja – proces, w wyniku którego z komórek (zwykle gamet) osobników o odmiennym genotypie, w istotny sposób różniących się pewnymi cechami genetycznymi, powstaje organizm potomny, zwany mieszańcem (też hybrydą, krzyżówką lub bastardem). W taksonomii termin stosowany jest w odniesieniu do krzyżowania różnych taksonów, czego wynikiem jest powstawanie mieszańca taksonomicznego (międzygatunkowego, międzyrodzajowego). W zoologii i hodowli zwierząt proces krzyżowania zwierząt spokrewnionych gatunków określany jest mianem bastardyzacji. W szczególnych sytuacjach (w hodowli in vitro lub w wyniku szczepienia) dojść może do powstania mieszańców wegetatywnych, będących mieszaniną komórek lub tkanek pochodzących od różnych taksonów.

    Zapłodnienie pozaustrojowe, zapłodnienie in vitro (ang. in vitro fertilisation, IVF; (łac.) in vitro, dosł. "w szkle") – metoda zapłodnienia polegająca na doprowadzeniu do połączenia komórki jajowej i plemnika w warunkach laboratoryjnych, poza żeńskim układem rozrodczym. Zaliczana do technik rozrodu wspomaganego medycznie. Czasami leczy niepłodność. W USA blisko 100% wspomaganych rozrodów dokonuje się przy użyciu in vitro. Anaplazja – brak zróżnicowania lub proces odróżnicowania się komórek, powstawanie z komórek zróżnicowanych nowych pokoleń komórek o coraz to mniejszym stopniu zróżnicowania albo też zatrzymanie różnicowania (dojrzewania) komórki wraz z zachowaną zdolnością do mnożenia się. Charakterystyczna dla nowotworów złośliwych. Obecnie uważa się, że raczej nowotwory powstają z komórek macierzystych niż że dochodzi do procesu odróżnicowania.

    Dodano: 15.02.2012. 07:47  


    Najnowsze