История биотехнологии растений. Часть 1. Растение биота
Биотехнология растений - Биотехнологии
Еще первые люди, начиная заниматься сельскохозяйственной деятельностью, отбирали для посадки на следующий год лучшие семена, надеясь при этом повысить урожайность, устойчивость растений, тем самым осуществляя их генетическое модифицирование. Сегодня в этом направлении работают целые институты, исследовательские центры, но уже не столько скрещиванием, селекцией растений, а модификацией генома, внося необходимые изменения изнутри на более тонком уровне, что значительно позволяет увеличить урожайность, качество продукции, устойчивость растений к вредителям, неблагоприятным условиям среды. То есть широкое распространение получила биотехнология растений.
В чем преимущество данного метода? Обычное перекрестное скрещивание, гибридизация требуют очень много времени, дополнительных затрат, при этом существующие практические ограничения снижают эффективность данных методов. Например, чтобы создать традиционными методами новые сорта кукурузы устойчивые к ряду насекомых, для определенных посевных регионов на разработки необходимо затратить многие годы, причем без гарантии успешного результата. Другое дело биотехнологические подходы позволяющие выделить отдельный ген, отвечающий за желаемые признаки, из одного растения и спокойно переместить его в геном другого. Точность и избирательность процесса во многом превосходит традиционное скрещивание, при котором приходится дополнительно перемещать многие гены, обладающие неизвестными функциями.
Высокая эффективность биотехнологии в защите растений дополнительно повышает их урожайность. Например, для защиты растения от болезнетворного грибка достаточно будет встроить в него токсичный для вредителя ген. Растение при этом перестанет нуждаться в помощи извне, и для борьбы с грибком начнет самостоятельно синтезировать фунгицидный белок.
Поэтому на современном этапе деятельности ученых, в любом из институтов биологии и биотехнологии растений особое направление занимает биотехнология растений. Основной целью которой, при помощи биологических процессов, организмов является создание новых сортов растений, штаммов, разновидностей микроорганизмов, в промышленных масштабах биологически активных веществ, кормовых белков, аминокислот. При этом новые этапы развития широко используют культивирование клеток высших растений, животных, ферментных систем, искусственных новообразований созданных генной и клеточной инженерией.
mikrobiki.ru
История биотехнологии растений. Часть 1
Ввиду объективных причин и необходимой специальной материальной базы культура изолированных тканей (клеток) растений как самостоятельное направление исследований возникло не так давно. Т.е. начало Истории биотехнологии растений можно датировать 1839 г., когда Т. Schwann и М. Schleiden выдвинули основные положения клеточной теории, или теории тотипотентности. Впоследствии она была несколько дополнена и переработана и априори каждая соматическая клетка тотипотентна, т. е. способна к регенерации, к воспроизведению целого растения. Однако сегодня еще мало сведений о комплексе физических, трофических и гормональных факторов, необходимых для полной реализации генетической информации клетки в условиях in vitro, поэтому вопрос о тотипотентности соматических клеток интенсивно изучается и продолжает широко обсуждаться. Установлено, что в условиях in vitro клетки изолированных тканей, лишенные контроля со стороны органов растения, дедифференцируются, растут неорганизованно, образуя массу каллуса.
Формирование организованных структур в каллусной массе начинается с группы недифференцированных клеток меристемоида (Murashige, 1974, 1984) – структуры, состоящей из относительно небольших сгруппированных изодиаметрических клеток с тонкой оболочкой, плотной цитоплазмой и округлым ядром.
Родоначальником экспериментов в Истории биотехнологии растений был немецкий физиолог G. Haberlandt. Ему принадлежит заслуга разработки теоретических основ методов асептического выращивания изолированных органов и тканей растений в искусственных условиях. И хотя проводимые им работы (1902), в силу объективных причин, не дали положительных результатов, позднее, через несколько лет, опираясь на его данные, группа исследователей – G. Harrison, Y. Burows, Y. Carrel – смогла некоторое время поддерживать жизнь в асептических условиях (образцы тканей человека и животных). В 1922 г. появились первые публикации L. Knudson, в которых он описывал разработанную им методику асимбиотического проращивания семян орхидных.
В начале XX в. G. Robbins и S. Kotte независимо друг от друга положили начало культивированию in vitro кончиков корней орхидных и почек различных растений - История биотехнологии растений. Вслед за ними в 1934 г. М. White опубликовал результаты успешного изучения культивирования in vitro растительных тканей и целых органов. Ему первому удалось сохранить жизнедеятельность и спровоцировать рост корней томатов, используя в качестве основных компонентов питательной среды глюкозу и дрожжевую вытяжку.
Бурное развитие исследований в области культуры тканей растений, т.е. развитие Истории биотехнологии растений началось после того, как С. Went и F. Thimann в 1935-1937 гг. обнаружили в растительных тканях ауксин – ИУК. В 1937-1939 гг. М. White и R. Gautherel, добавляя ИУК к питательным средам, инициировали пролиферацию каллуса, а позже и ризогенез. Открытие влияния ауксинов на рост и деление клеток сделало возможным исследование условий, необходимых для роста и развития клеток тканей и органов растений in vitro. Таким образом, появились практические предпосылки для искусственного размножения растений в асептической культуре.
Первые опыты по культивированию in vitro зародышей цветковых растений провел К. Hanning в 1902 г. Его работы продолжил A. Laibach: в 1929 г. он ввел в культуру зародыши льна. В 1941 г. R. Van Overbeek, используя эндосперм кокосового ореха в качестве компонента питательной среды, получил положительные результаты при культивировании зародышей дурмана.
Особенно важной датой в истории развития исследований культур in vitro стал 1946 г., когда Е. Ball получил целые растения из изолированных апексов побегов табака (Nicotiana tabacum) и люпина (Lupinus L.). В 1948 г. F. Skoog и L. Tsui, экспериментируя с концентрациями ауксинов и цитокининов для питательных сред, добились органогенеза из каллуса табака.
В начале второй половины прошлого столетия перед исследователями открылись предпосылки практического применения культур in vitro. F. Limasset и L. Comuet (1956), которые также работали над размножением растений из конусов нарастания в асептической культуре, отметили, что используя этот метод, можно получить оздоровленные растения. Апексы георгин, пораженные вирусом мозаики, освободились от патогенов. Возможность выращивания таких растений благодаря стерильной культуре в 1952 г. подтвердили G. Morel и Т. Martin. Работая с разными частями сильно зараженных разновидностей георгин, они в асептических условиях получили из верхушечных меристем этих растений потомство без вирусов.
Изучая процессы регенерации тканей в условиях in vitro, W. Tulecke в 1953 г. добилась пролиферации каллуса из пыльцевых зерен Ginkgo biloba L.
В 1954 г. W. Muir и его группа продолжила Историю биотехнологии растений и впервые получили в культуре in vitro целое растение из одной клетки.
В период 1954-1957 гг. результаты исследований С. Miller и F. Skoog, S. Okamyra, I. Jablonski и других внесли новые данное в понимание процессов размножения культур в условиях in vitro. В 1954 г. С. Miller и F. Skoog в лаборатории последнего открыли кинетин и доказали его роль в процессах органогенеза; с тех пор кинетин (6-фурфуриламинопурин) широко используется в работах по культуре тканей. В 1957 г., исследуя ткани каллуса табака, они установили, что в зависимости от количества ИУК и кинетина, используемых в питательной среде, можно избирательно добиться возникновения побегов или образования корней. В 1960-х годах F. Steward получил культуру прозародышей из культуры взвешенных клеток каллуса, а I. Reinert добился возникновения зародышей из ткани каллуса моркови Daucus carrota. В 1959 г. вышел первый учебник по культуре in vitro растительных тканей, составленный R. Gauther, а в 1960 г. G. Morel разработал методику размножения орхидей из меристем в асептической культуре.
Новые пути использования растительных культур in vitro в Истории биотехнологии растений были очерчены в период 1964-1966 гг., когда S. Guha и S. Maheshwari впервые получили гаплоидное растение из пыльцевого зерна дурмана Datura. В 1967 г. J. Bourgin и J. Nitsch добились образования каллуса, способного к органогенезу в культуре in vitro, из пыльцы табака. До 1979 г., по данным F. Preil и A. Hunke, с помощью культуры пыльников были получены гаплоиды от более чем 20 родов растений.
Эксперименты по индукции цветения в культуре in vitro начали в 1965 г., а в 1967 г. R. Pierik добился образования генеративных почек в каллусе лунника (Lunaria L.) после выдерживания растений при низкой температуре.
Попытки выделения протопластов уже в 1892 г. проводил J. Klercker, но впервые культуру изолированных протопластов получили в 1969 г. Т. Eriksson и К. Jonassen. В 1970 г. Е. Cocking добился восстановления клеточной стенки протопластов и индуцировал последующие клеточные деления.
Читайте продолжение статьи: История биотехнологии растений. Часть 2
Источник: Биотехнология тропических и субтропических растений in vitro
bio-x.ru
Биота восточная – растение лекарственное
Биота, Платикладус или Плосковеточник восточный, в переводе - Platycladus orientalis, представляет собой однодомное растение. Этот куст иногда достигает высоты до десяти метров. Крона пирамидальная яйцеобразная, с приподнятыми вверх ветвями, состоит из плоских побегов, которые расположены в вертикальной плоскости.
Листья растения чешуеобразные, они зелёного цвета, яйцевидно-ромбической формы. Шишки с сросшимися чешуйками направленными вверх, мясистые, длиной до пятнадцати миллиметров. В недозревшем виде они голубовато-зелёные, а зрелые становятся сухими, они преимущественно красновато-коричневого окраса.
Семена биоты бескрылые, у основания с белым пятном, яйцевидной формы, длина их достигает, до пяти миллиметров, а ширина – два, три. Цветёт растение с марта, по апрель.
• Распространение
Родиной этого растения считается Китай. В качестве декоративной культуры его выращивают в России и в Украине, также можно увидеть этот кустарник во многих ботанических садах, скверах и парковых зонах.
• Используемая часть
У растения используются ядрышки семян, а также и листья. Биота восточная не только красива, но она обладает и лекарственными свойствами. В листьях и в древесине выявлено эфирное масло, сесквитерпеноиды, цедрол, видлен, кариофиллен, аромадендрен.
Есть пинипикрин, пиллен, присутствуют дубильные вещества и некоторые смолы. Кроме этого в древесинеприсутствует токсифоллин, а в семенах есть жирное масло. Надо отметить, что одним из компонентов эфирного масла является хиникитиол, который оказывает на организм противогрибковое действие.
• Сбор и заготовка сырья
Собранное сырье необходимо высушить, для этого подойдет вентилируемое сухое место, это может быть чердачное помещение или навес. Когда оно будет готово, его помещают в пакет из натуральной ткани, и хранят на протяжении двадцати четырех месяцев.
Если сырье необходимо приготовить довольно быстро, то лучше воспользоваться специальной сушилкой. В этом аппарате поддерживается постоянный температурный режим, в данном случае он составит тридцать, сорок градусов.
• Выращивание и размножение
Биота растет довольно – таки медленно, растение светолюбиво, легко переносит жаркий климат, нетребовательно к почве, хорошо растет в сухой земле. Кустарнику можно придавать форму путем его стрижки, лучше проводить ее в молодом возрасте, этот прием подойдет для декоративного оформления на дачных участках.
Размножается плосковеточник восточный семенами, а также и черенками, но они укореняются не очень хорошо, поэтому чаще всего прибегают к прививочному методу. Выращивают его и в комнатных условиях, но в этом случае используют формы с серебристо и золотисто-пестрыми листьями.
Растение довольно красиво смотрится, и вполне подойдет для украшения ландшафта вашего дачного участка, его можно посадить вдоль забора на одинаковом расстоянии, и аккуратно подстригать все кустарники, чтобы они смотрелись ухоженно.
• Применение
Это растение не применяется в официальной медицине. Народные целители используют листья биоты, которые обладают вяжущим действием, а также и кровоостанавливающим свойством. Снадобья из них эффективны при заболеваниях дыхательной системы, например, при бронхиальной астме.
Применяют его и при кровотечениях, локализующихся в матке и кишечнике, при кровохарканье. Конечно, при этих симптомах следует первым делом, обратиться к врачу, а не пытаться самостоятельно излечиться при помощи этого растения.
Хинокитиол, который входит в состав эфирного масла этого растения, оказывает на человеческий организм противогрибковое действие. Ядра семян биоты восточной применяются в качестве общеукрепляющего и тонизирующего средства.
А также семена растения можно применять в качестве отхаркивающего средства при заболевании органов дыхания, например, при бронхитах острого и хронического характера.
Из листьев готовится порошок, который применяется для обработки кожных покровов при красной волчанке, так как обладает фотозащитным действием.
• Рецепты
- Можно приготовить порошок из ядер семян или листьев, с этой целью понадобится сухое измельченное сырье, которое необходимо привести в мелкодисперсный вид, с этой целью рекомендуется воспользоваться обычной мельничкой или кофемолкой.
После того как сырье тщательно измельчено, и достигло кондиции порошка, его можно принимать по три грамма на один прием.
- Можно приготовить 10 % настойку, для этого вам понадобится этиловый спирт или водка, а также сухие листья растения. Ингредиенты необходимо аккуратно перемешать, и убрать в темное место примерно на неделю.
Затем необходимо профильтровать снадобье через мелкое сито. Или же воспользоваться двойным слоем марли, и можно применять настойку, например, для обработки кожных покровов при красной волчанке.
Заключение
Конечно же, уважаемый читатель, перед применением лекарственных форм, приготовленных из плосковеточника восточного, необходимо обратится за советом к врачу, если это будет необходимо, фитотерапевт подберет нужные дозировки растения, и расскажет все тонкости его приготовления с лечебной целью.
Можно посадить биоту восточную в своем саду, и она украсит своим красивым внешним видом ваш дачный участок, только не забывайте ее вовремя подстригать.
Будьте здоровы!
Татьяна, medic-ya.ru
Далее видео по теме
Поделись в социальных сетях:Похожие
withrupe.ru
