Культура волосатых корней , также называемая культурой трансформированных корней , представляет собой тип культуры растительной ткани , которая используется для изучения процессов метаболизма растений или для получения ценных вторичных метаболитов или рекомбинантных белков, часто с помощью генной инженерии растений . [1]
Встречающаяся в природе почвенная бактерия Agrobacterium rhizogenes , которая содержит плазмиды, индуцирующие корни (также называемые плазмидами Ri ), может инфицировать корни растений и заставлять их производить источник пищи для бактерии, опины , и расти ненормально. [2] Аномальные корни особенно легко культивировать в искусственных средах, поскольку гормоны не нужны в отличие от придаточных корней, [2] и они являются неопластическими , с неограниченным ростом. Неопластические корни, полученные в результате заражения A. rhizogenes, имеют высокую скорость роста (по сравнению с нетрансформированными придаточными корнями ), а также генетическую и биохимическую стабильность.
В настоящее время основным ограничением для коммерческого использования культуры волосатых корней является разработка и масштабирование соответствующих сосудов ( биореакторов ) для нежных и чувствительных волосатых корней. [2] [3] [4]
Некоторые прикладные исследования по использованию культур волосатых корней проводились и проводятся в Техническом исследовательском центре VTT в Финляндии . [5] [6] Другие лаборатории, работающие с волосатыми корнями, — это фитотехнологическая лаборатория Университета Амьена и Институт биологических наук Арканзаса.
Метаболические исследования
Культуры волосатых корней могут быть использованы для фиторемедиации и представляют особую ценность для изучения метаболических процессов, участвующих в фиторемедиации. [2]
Дальнейшие приложения включают детальные исследования фундаментальных молекулярных, генетических и биохимических аспектов генетической трансформации и индукции волосистых корней. [7]
Генетически трансформированные культуры
Плазмиды Ri могут быть сконструированы так, чтобы также содержать T-ДНК , используемую для генетической трансформации растительных клеток. Полученные генетически трансформированные корневые культуры могут производить высокие уровни вторичных метаболитов, сопоставимые или даже превышающие уровни интактных растений. [8]
Использование в размножении растений
Культуру волосатых корней можно также использовать для регенерации целых растений и для производства искусственных семян . [7]
Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, дополнив его. ( Август 2010 )
Смотрите также
Корончатый галл, заболевание растений со схожим действием, вызываемое родственной бактерией Agrobacterium tumefaciens.
Ссылки
^ Севон, Нина; Оксман-Калденти, Кирси-Марья (октябрь 2002 г.). «Трансформация, опосредованная Agrobacterium rhizogenes: корневые культуры как источник алкалоидов». Планта Медика . 68 (10): 859–868 . doi : 10.1055/s-2002-34924 . ПМИД 12391546.
^ abcd Шанкс, Жаклин В.; Морган, Джон (апрель 1999 г.). «Культура 'волосатого корня' растений». Current Opinion in Biotechnology . 10 (2): 151– 5. doi :10.1016/S0958-1669(99)80026-3. PMID 10209145.
^ Гийон, Стефани; Тремуйо-Гийе, Жоселин; Пати, Пратап Кумар; Ридо, Марк; Ганте, Паскаль (июнь 2006 г.). «Исследования волосатых корней: недавний сценарий и захватывающие перспективы». Current Opinion in Plant Biology . 9 (3): 341– 346. doi :10.1016/j.pbi.2006.03.008. PMID 16616871.
^ Ковальчик, Томаш; Ситарек, Пшемыслав; Тома, Моника; Рихо, Патрисия; Домингес-Мартин, Ева; Фалько, Ирене; Санчес, Глория; Сливиньский, Томаш (август 2021 г.). «Повышенное накопление бетулиновой кислоты в трансгенных волосистых корнях сенны туполистной, растущих в биореакторе Sprinkle, и оценка их биологических свойств в различных биологических моделях». Химия и биоразнообразие . 18 (8): e2100455. doi :10.1002/cbdv.202100455. hdl : 10261/247635 . ISSN 1612-1872. PMID 34185351. S2CID 235672736.
^ Häkkinen, Suvi T.; Moyano, Elisabeth; Cusidó, Rosa M.; Palazón, Javier; Piñol, M. Teresa; Oksman-Caldentey, Kirsi-Marja (1 октября 2005 г.). «Усиленная секреция тропановых алкалоидов в волосистых корнях Nicotiana tabacum, экспрессирующих гетерологичную гиосциамин-6β-гидроксилазу». Journal of Experimental Botany . 56 (420): 2611– 2618. doi : 10.1093/jxb/eri253 .
^ Ритала, Аннели; Донг, Леменг; Имсенг, Николь; Сеппянен-Лааксо, Тууликки; Васильев, Николай; ван дер Крол, Сандер; Ришер, Хейко; Маахеймо, Ханну; Виркки, Архо; Брендли, Йоханна; Шилберг, Стефан; Эйбл, Регина; Бауместер, Харро; Оксман-Калденти, Кирси-Марья (апрель 2014 г.). «Оценка волосатых корней табака ( Nicotiana tabacum L. cv. Petit Havana SR1) на предмет производства гераниола, первого серьезного шага на пути терпеноидных индольных алкалоидов». Журнал биотехнологии . 176 : 20–28 . doi :10.1016/j.jbiotec.2014.01.031. PMID 24530945.
^ ab Georgiev, MI; Ludwig-Müller, J; Bley, T (2010). "Культура волосатых корней: копирование природы в новых биопроцессах (глава 10)". В Arora, A (ред.). Биотехнология лекарственных растений . Дели: Институт ядерной медицины и прикладных наук. doi : 10.1079/9781845936785.0156. ISBN978-1-84593-678-5.
^ Георгиев, Милен И.; Павлов, Атанас И.; Блей, Томас (апрель 2007 г.). «Системы in vitro растений типа волосатых корней как источники биоактивных веществ». Прикладная микробиология и биотехнология . 74 (6): 1175– 1185. doi :10.1007/s00253-007-0856-5. PMID 17294182. S2CID 27553987.