Спасение эмбрионов - Embryo rescue

Спасение эмбрионов одна из первых и успешных форм культура in vitro методы, которые используются для содействия развитию зародышей растений, которые могут не выжить, чтобы стать жизнеспособными растениями.[1] Спасение эмбрионов играет важную роль в современном мире. селекция растений, позволяя развивать многие межвидовой и межродовые гибриды пищевых и декоративных растений. Этот метод способствует развитию незрелого или слабого эмбриона, что дает ему шанс выжить. Эмбрионы растений - это многоклеточные структуры, которые могут развиться в новое растение. Наиболее широко используемая процедура спасения эмбрионов называется культивированием эмбрионов и включает удаление зародышей растений и их размещение в среде для культивирования.[2] Спасение эмбрионов чаще всего используется для создания межвидовых и межродовых скрещиваний, которые обычно дают абортированные семена. Межвидовая несовместимость у растений может возникать по многим причинам, но чаще всего происходит аборт эмбриона.[3] В селекции растений широкие гибридизационные скрещивания могут привести к небольшому сморщиванию. семена которые указывают на то, что оплодотворение произошло, но семена не развиваются. Во многих случаях удаленная гибридизация не может обеспечить нормальное половое воспроизводство, поэтому спасение эмбриона может помочь в решении этой проблемы.[4]

История

Спасение эмбриона было впервые задокументировано в 18 веке, когда Шарль Бонне вырезал Phaseolus и Фагопирум эмбрионы и добились успеха, посадили их в почву, и в результате скрещивания получили карликовые растения.[5] Вскоре после этого ученые начали помещать эмбрионы в различные питательные среды. В период с 1890 по 1904 год системы спасения эмбрионов стали систематическими за счет применения питательных растворов, содержащих соли и сахара, и применения асептическая техника.[6] Первый успешный in vitro Культивирование эмбрионов было выполнено Хэннингом в 1904 году, однако он описал проблемы с преждевременными зародышами, которые привели к появлению маленьких, слабых и часто нежизнеспособных проростков.[7]

Приложения

  • Выведение несовместимых межвидовых и межродовых видов
  • Преодоление покой семян
  • Определение жизнеспособности семян
  • Восстановление материнских гаплоидов, которые развиваются в результате хромосома устранение после межвидовой гибридизации
  • Используется в исследованиях по физиологии прорастание семян и развитие

Методы

В зависимости от культивируемого органа его можно назвать либо эмбрион, яйцеклетка, или же яичник культура. Культивирование яйцеклеток или культивирование эмбрионов в яйцеклетках - это модифицированный метод спасения эмбрионов, при котором эмбрионы культивируются, пока они еще находятся внутри своих яйцеклеток, чтобы предотвратить их повреждение во время процесса удаления.[8] С другой стороны, культура завязей или стручков предполагает использование всего яичника в культуре. Становится необходимым удалить весь маленький эмбрион, чтобы предотвратить преждевременный аборт эмбриона. Однако технически сложно изолировать крошечные неповрежденные эмбрионы, поэтому часто будут использоваться яичники с молодыми эмбрионами или целые оплодотворенные яйцеклетки.[9]

Факторы, которые следует учитывать

Эмбрионы вырезаются вручную и сразу помещаются на питательная среда который обеспечивает необходимые питательные вещества для поддержания выживания и роста (Miyajima 2006). Хотя процессы дезинсекции и удаления эксплантатов для этих трех методов различаются, многие факторы, способствующие успешному восстановлению жизнеспособных растений, схожи. Основные факторы, влияющие на успех: то время культуры, состав среды, и температура и свет. Время в основном относится к стадии созревания эмбриона перед удалением. Оптимальное время, особенно для спасения эмбрионов при несовместимых скрещиваниях, должно быть непосредственно перед абортом эмбриона. Тем не менее, из-за трудностей, связанных с выращиванием молодых эмбрионов по сравнению с эмбрионами, достигшими автотрофной фазы развития, эмбрионам обычно позволяют развиваться in vivo как можно дольше. Хотя в целом для исследований по спасению эмбрионов наиболее часто используются два основных типа базальных сред, т. Е. Мурашиге и Скуг средний (РС) [10] и Gamborg’s B-5[11] media (Bridgen, 1994), состав среды будет варьироваться в зависимости от требуемых концентраций добавок. Обычно это будет зависеть от стадии развития эмбриона. Например, молодым эмбрионам потребуется сложная среда с высокими концентрациями сахарозы, тогда как более зрелые эмбрионы обычно могут развиваться на простой среде с низким уровнем сахарозы. Требования к температуре и освещению, как правило, зависят от вида и, следовательно, обычно регулируются в пределах того же температурного требования, что и у его родителей с зародышами культур холодного сезона, требующих более низких температур, чем у культур теплого сезона.

В искусственной питательной среде в контролируемых лабораторных условиях можно использовать как растительные, так и животные клетки, ткани и культуру органов. Многие желаемые продукты можно получить с помощью культуры ткани, например, фармацевтические препараты, вакцины, моноклональные антитела.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Sage, T.L .; Strumas, F .; Cole, W.W .; Баррет, S (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний в роду Hylocereus (Cactaceae) ". Euphytica. 174: 73–82. Дои:10.1007 / s10681-010-0135-х.
  2. ^ Мияджума, Д. (2006). «Семяпочки, которые не смогли образовать семена у циннии (Цинния виолончельная Cav) ". Sci Hortic. 107 (2): 176–182. Дои:10.1016 / j.scienta.2005.06.014.
  3. ^ Рид, Сандра (2005). Роберт Н. Тригиано; Деннис Дж. Грей (ред.). Развитие растений и биотехнология (PDF). CRC Press. С. 235–239. ISBN  0-8493-1614-6. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-03-12. Получено 2011-04-18.
  4. ^ Бриджен, Марк П. (1994). «Обзор культуры зародышей растений». HortScience. 29: 1243–1246. Дои:10.21273 / hortsci.29.11.1243.
  5. ^ Sharma, D.R .; Daur, R .; Кумар К. (1996). «Спасение эмбрионов растений - обзор». Euphytica. 89: 325–337. Дои:10.1007 / BF00022289.
  6. ^ Amanate-Bordeos, AD; Nelson, R.J .; Oliva, N.P .; Dalmacio, R.D .; Leung, H .; Ситч, Л.А. (1992). «Перенос устойчивости к бактериальным болезням и бактериальным болезням от тетраплиодного дикого риса. Орыза минута к культивированному рису, O. sativa". Теор. Appl. Genet. 84: 345–354. Дои:10.1007 / bf00229493.
  7. ^ Mehetre, S. S; Ахер, А. Р. (2004). «Спасение эмбрионов: инструмент для преодоления несовместимой межвидовой гибридизации в Госсипиум Линн. --Обзор". Индийский журнал биотехнологии. 3: 29–36.
  8. ^ Сиснерос, Арольдо; Тел-Зур (2010). «Спасение эмбрионов и регенерация растений после межвидовых скрещиваний в роду Hylocereus (Cactaceae) ". Euphytica. 174: 73–82. Дои:10.1007 / s10681-010-0135-х.
  9. ^ Ikeda, N .; Ниими, Ю. Хан Д. (2003). «Получение рассады из семяпочек, вырезанных на стадии зиготы в Лилия spp ". Культ растительных клеток, тканей, органов. 73 (2): 159–166. Дои:10.1023 / А: 1022818413617.
  10. ^ Мурашиге, Т; Скуг, Ф. (1962). «Обновленная среда для быстрого роста и биологических анализов с культурами тканей табака». Physiol. Растение. 15 (3): 473–497. Дои:10.1111 / j.1399-3054.1962.tb08052.x.
  11. ^ Гамборг, О.Л .; Miller, R.A .; Одзима, К. (1968). «Потребность в питательных веществах суспензионных культур клеток корня сои». Exp. Cell Res. 50 (1): 151–158 [157]. Дои:10.1016/0014-4827(68)90403-5. PMID  5650857.

внешняя ссылка