Первое сообщение о гибридизации растений табака путем слияния со-
Матических клеток появилось в 1972 г. С тех пор появились сотни успеш-
ных работ по парасексуальной гибридизации. Среди полученных форм –
Внутривидовые, межвидовые, межродовые, межтрибные и межсемейст-
Венные гибриды. Методика наиболее отработана применительно к видам
Семейства пасленовых. Получены парасексуальные гибридные растения в
Родах Nicotiana (в том числе табака), Solanum (картофель), Lucopersicum
(томат); крестоцветных, зонтичных. Получены плодовитые, фенотипиче-
Ски нормальные межвидовые гибриды табака, картофеля, капусты с тур-
Непсом. Имеются стерильные межвидовые гибриды картофеля и томатов
(поматы), табака и картофеля, табака и беладонны, образующие нормаль-
Ные стебли и корни. Удается получать растения, гетерозиготные по вне-
Ядерным генам; гибриды, в которых от одного родителя получено ядро, а
от другого – цитоплазма.
В настоящее время исследования и уровень данной технологии дос-
Тигли такого состояния, при котором становится возможным практиче-
Ское применение метода для улучшения ряда культурных видов растений.
I
II
Б в г
А б в г д
д
Гибридный
Протопласт
Гибридный
Протопласт
Гибридный
Протопласт
Время
а
Электроды
Поле
Рис. 6.6. Схема и этапы слияния протопластов растений
Под действием полиэтиленгликоля (I) и электрического поля (II) (по Х. Борман, 1991).
Основными направлениями работ по соматической гибридизации высших
растений являются: гибридизация клеток как средство расширения рамок
Скрещивания; слияние клеток и перенос или реконструкция генов цито-
Плазмы; слияние клеток с целью переноса отдельных небольших фрагмен-
Тов генома. При гибридизации соматических клеток возможно получение
Асимметричных гибридов, что может способствовать получению более
Устойчивых и функционально совершенных растений.
Генетическая инженерия растений
Исследования в области генетической инженерии растений только на-
Чинаются. При использовании новейших генетических методов примени-
Тельно к высшим растениям возникают не только технические трудности;
Процедура также осложняется необходимостью решать дополнительные
Проблемы, связанные с нарушением структуры генома культивируемых
Растительных клеток (изменение плоидности, хромосомные перестройки).
Имеются определенные успехи в разработке систем клонирования неко-
торых важных сельскохозяйственных культур по схеме «протопласт –
суспензионная культура – каллус – целое растение». Интенсивно иссле-
Дуются структура и функции плазмидных ДНК растений и возможности
Их использования в качестве векторов.
Проблема создания векторов для введения чужеродной ДНК в протопла-
Сты растений является наиболее сложной. Здесь наметились следующие
подходы: 1) использование плазмид бактерий, заражающих растения в есте-
Ственных условиях; при этом часть плазмиды встраивается в ядерный геном
Растения-хозяина и функционирует в составе его генома; 2) использование
бактериальных плазмид, «сшитых» с фрагментами ДНК хлоропластов или
Митохондрий растений, для создания челночных векторов, способных к ре-
Пликации в клетках прокариот и экспрессии в эукариотических клетках; 3)
Использование ДНК-содержащих вирусов растений; в такой системе ДНК
Функционирует автономно от генома растения-хозяина.
Для защиты чужеродного генетического материала, вводимого в про-
Топласты растений, от разрушающего действия нуклеаз также разрабаты-
Ваются новые методы. Применяются ингибирование нуклеаз и создание
Механической защиты рекомбинантных ДНК. Для такой защиты исполь-
Зуют липосомы. С помощью липосом в клетки или протопласты эукариот
введены крупная РНК вируса табачной мозаики (размером около 2⋅106),
Еще более крупные ДНК вируса ОВ40 и Ti-плазмида Agrobacterium