HAPLOIDYZACJA
Metody otrzymywania roślin haploidalnych
Eliminacja chromosomów w zarodkach mieszańców (m. bulbosowa)
Hordeum vulgare x Hordeum bulbosum - haploidalny jęczmień
Triticum aestivum x Zea mays- haploidalna pszenica
Androgeneza -
rozwój haploidalnego zarodka z mikrospory w kulturach
pylników lub izolowanych mikrospor
rzepak, kapusta, brokuł, kalafior, pszenica
Gynogeneza -
rozwój haploidalnego zarodka z gametofitu żeńskiego w kulturach niezapłodnionych zalążków, zalążni, pąków kwiatowych
cebula, lilie, burak ćwikłowy, gerbera, marchew
Indukowana partenogeneza -
rozwój haploidalnego zarodka po zapyleniu
pyłkiem napromieniowanym lub obcego gatunku
ogórek, marchew
Androgeneza u rodzaju Brassica
Haploidy otrzymywane drogą androgenezy od lat 70 XX wieku
Metodyka dobrze opracowana:
Kultury pylników: Kultury mikrospor
-bez dodatkowego wyposażenia lab. -wymaga dodatkowego wyposażenia lab.
-łatwa metodyka ale pracochłonna - trudniejsze ale mniej pracochłonne założenie
-eliminacja wpływu ścian komórkowych
-pewność gametycznego pochodzenia
-możliwość obserwacji rozwoju mikrospor
Wysoka częstotliwość spontanicznej diploidyzacji (ok. 50%)
Duża zależność efektu od genotypu i formy użytkowej
Łatwiej indukować androgenezę u kapusty brukselskiej, brokuła niż
u kapusty głowiastej i kalafiora
Diploidyzacja haploidalnych zarodków przy użyciu substancji zaburzających działanie wrzeciona kariokinetycznego:
Kolchicyna,
Trifluralin,
Oryzalina
Amiprofos metyl (APM)
Efektywność gametycznej embriogenezy
zależy od:
gatunku i genotypu roślin donorowych
warunków wzrostu roślin donorowych
stadium rozwoju eksplantatu
warunków prowadzenia kultury
-skład pożywki
-warunki termiczne (stres)
-inne
Zastosowanie systemów haploidalnych
Korzyści:
skrócenie czasu hodowli,
wysoki poziom homozygotyczności,
cenny materiał do badań (haploidy i linie DH) -
mapowanie genów, analiza genetyczna dziedziczenia cech, pokrewieństwa filogenetycznego, mutacje, zmienność soma- i gametoklonalna, somatyczna, hybrydyzacja, transformacja genetyczna.
Trudności:
niska efektywność uzyskiwania haploidalnych zarodków,
zmienność gametoklonalna,
anomalia indukowane przez zwiazki antymitotyczne podczas diploidyzacji,
brak naturalnej selekcji w procesie tworzenia linii DH,
wysokie koszty produkcji linii DH,
niska wartość gospodarcza linii DH (nagromadzenie genów recesywnych,
obniżona płodność).
Linie DH mogą być użyte w programach hodowlanych gdy:
uzyskiwanie haploidalnych zarodków jest efektywne,
rośliny DH są genetycznie normalne i stabilne.
donorowych
stadium rozwoju eksplantatu
warunków prowadzenia kultury
-skład pożywki
-warunki termiczne (stres)
-inne
Zakładanie kultur pylników kapusty
Określenie stadium rozwojowego mikrospor
Pąki ciemnozielone, zamknięte
długość ok. 3,5mm
Stosunek wys. płatków korony do pręcikowia- 3:4
Odkażanie wybranych pąków
50% alkohol etyl. 30s
10% chloramina 15 min
sterylna woda 3 x 5 min
Izolacja pylników bez nitek pręcikowych i umieszczenie
ich płaską stroną na pożywce
Szczelne zamknięcie szalki parafilmem
Umieszczenie w inkubatorze w temp. 34ºC na 24 godz. (ciemność)
Przeniesienie do inkubatora z temp. 25ºC (ciemność)
Pasaż zarodków na pożywkę regeneracyjną (fitotron - 16h światło)
Aklimatyzacja roślin do warunków ex vitro
Zakładanie kultur zalążków marchwi
Określenie stadium rozwojowego
Pąki ciemnozielone, zamknięte z drugiego okółka baldaszka
Odkażanie wybranych pąków
70% alkohol etyl. 2 min
sterylna woda 3 x 5 min
Izolacja zalążków i umieszczenie na pożywce
Szczelne zamknięcie szalki parafilmem
Umieszczenie w ciemności, temp. 25ºC
Pasaż zarodków na pożywkę regeneracyjną (fitotron - 16h światło)
Aklimatyzacja roślin do warunków ex vitro
1