Культура волосатого корня

Культура волосатых корней , также называемая культурой трансформированных корней , представляет собой тип культуры тканей растений , который используется для изучения метаболических процессов растений или для производства ценных вторичных метаболитов или рекомбинантных белков, часто с помощью генной инженерии растений . ^{[ 1 ]}

Встречающаяся в природе почвенная бактерия Agrobacterium rhizogenes , содержащая плазмиды, индуцирующие корни (также называемые Ri-плазмидами ), может инфицировать корни растений и заставлять их производить источник пищи для бактерии, опины , и аномально расти. ^{[ 2 ]} Аномальные корни особенно легко культивировать в искусственных средах, поскольку в отличие от придаточных корней не требуются гормоны. ^{[ 2 ]} и они неопластические , с неопределенным ростом. Неопластические корни, вызванные инфекцией A. rhizogenes, обладают высокой скоростью роста (по сравнению с нетрансформированными придаточными корнями ), а также генетической и биохимической стабильностью.

В настоящее время основным препятствием для коммерческого использования культуры волосатых корней является разработка и расширение соответствующих сосудов ( биореакторов ) для нежных и чувствительных волосатых корней. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Некоторые прикладные исследования по использованию культур волосатых корней проводились и проводятся в Центре технических исследований VTT в Финляндии . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Другими лабораториями, работающими над волосатыми корнями, являются лаборатория фитотехнологии Амьенского университета и Арканзасский институт биологических наук.

Метаболические исследования

Культуры волосатых корней можно использовать для фиторемедиации , и они особенно ценны для изучения метаболических процессов, участвующих в фиторемедиации. ^{[ 2 ]}

Дальнейшие применения включают детальные исследования фундаментальных молекулярных, генетических и биохимических аспектов генетической трансформации и индукции волосатых корней. ^{[ 7 ]}

Генетически трансформированные культуры

Плазмиды Ri можно сконструировать так, чтобы они также содержали Т-ДНК , используемую для генетической трансформации растительных клеток. Полученные генетически трансформированные корневые культуры могут продуцировать высокие уровни вторичных метаболитов, сравнимые или даже более высокие, чем у интактных растений. ^{[ 8 ]}

Использование при размножении растений

Культуру волосатых корней можно использовать также для регенерации целых растений и получения искусственных семян . ^{[ 7 ]}

См. также

Корончатый галл, болезнь растений с аналогичным применением, вызываемая родственной бактерией Agrobacterium tumefaciens.

Ссылки

^ Севон, Нина; Оксман-Калденти, Кирси-Марья (октябрь 2002 г.). « Трансформация, опосредованная Agrobacterium rhizogenes : корневые культуры как источник алкалоидов» . Медицинский завод . 68 (10): 859–868. дои : 10.1055/s-2002-34924 . ПМИД 12391546 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шанкс, Жаклин В.; Морган, Джон (апрель 1999 г.). «Растительная культура волосатого корня». Современное мнение в области биотехнологии . 10 (2): 151–5. дои : 10.1016/S0958-1669(99)80026-3 . ПМИД 10209145 .
^ Гийон, Стефани; Тремуйо-Гиллер, Жоселин; Пати, Пратап Кумар; Ридо, Марк; Ганте, Паскаль (июнь 2006 г.). «Исследование волосатого корня: недавний сценарий и захватывающие перспективы». Современное мнение в области биологии растений . 9 (3): 341–346. дои : 10.1016/j.pbi.2006.03.008 . ПМИД 16616871 .
^ Ковальчик, Томаш; Ситарек, Пшемыслав; Тома, Моника; Рихо, Патрисия; Домингес-Мартин, Ева; Фалько, Ирен; Санчес, Глория; Сливинский, Томаш (август 2021 г.). «Повышенное накопление бетулиновой кислоты в трансгенных волосатых корнях сенны туполистной, растущих в опрыскивающем биореакторе, и оценка их биологических свойств на различных биологических моделях» . Химия и биоразнообразие . 18 (8): e2100455. дои : 10.1002/cbdv.202100455 . hdl : 10261/247635 . ISSN 1612-1872 . ПМИД 34185351 . S2CID 235672736 .
^ Хаккинен, Суви Т.; Мояно, Элизабет; Кусидо, Роза М.; Паласон, Хавьер; Пиньоль, М. Тереза; Оксман-Калденти, Кирси-Марья (1 октября 2005 г.). «Усиленная секреция тропановых алкалоидов в волосатых корнях Nicotiana tabacum, экспрессирующих гетерологичную гиосциамин-6β-гидроксилазу» . Журнал экспериментальной ботаники . 56 (420): 2611–2618. дои : 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 терпеноидного индольного алкалоида». Журнал биотехнологии . 176 : 20–28. doi : 10.1016/j.jbiotec.2014.01.031 . ПМИД 24530945 .
^ Jump up to: ^а ^б Георгиев, М.И.; Людвиг-Мюллер, Дж; Блей, Т (2010). «Культура волосатых корней: копирование природы в новых биопроцессах (глава 10)». В Ароре, А. (ред.). Биотехнология лекарственных растений . Дели: Институт ядерной медицины и прикладных наук. дои : 10.1079/9781845936785.0156 . ISBN 978-1-84593-678-5 .
^ Георгиев Милен И.; Павлов, Атанас И.; Блей, Томас (апрель 2007 г.). «Растения с волосатыми корнями в системах in vitro как источники биологически активных веществ». Прикладная микробиология и биотехнология . 74 (6): 1175–1185. дои : 10.1007/s00253-007-0856-5 . ПМИД 17294182 . S2CID 27553987 .

[Sévon_and_Oksman-1] Севон, Нина; Оксман-Калденти, Кирси-Марья (октябрь 2002 г.). « Трансформация, опосредованная Agrobacterium rhizogenes : корневые культуры как источник алкалоидов» . Медицинский завод . 68 (10): 859–868. дои : 10.1055/s-2002-34924 . ПМИД 12391546 .

[Shanks-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шанкс, Жаклин В.; Морган, Джон (апрель 1999 г.). «Растительная культура волосатого корня». Современное мнение в области биотехнологии . 10 (2): 151–5. дои : 10.1016/S0958-1669(99)80026-3 . ПМИД 10209145 .

[3] Гийон, Стефани; Тремуйо-Гиллер, Жоселин; Пати, Пратап Кумар; Ридо, Марк; Ганте, Паскаль (июнь 2006 г.). «Исследование волосатого корня: недавний сценарий и захватывающие перспективы». Современное мнение в области биологии растений . 9 (3): 341–346. дои : 10.1016/j.pbi.2006.03.008 . ПМИД 16616871 .

[4] Ковальчик, Томаш; Ситарек, Пшемыслав; Тома, Моника; Рихо, Патрисия; Домингес-Мартин, Ева; Фалько, Ирен; Санчес, Глория; Сливинский, Томаш (август 2021 г.). «Повышенное накопление бетулиновой кислоты в трансгенных волосатых корнях сенны туполистной, растущих в опрыскивающем биореакторе, и оценка их биологических свойств на различных биологических моделях» . Химия и биоразнообразие . 18 (8): e2100455. дои : 10.1002/cbdv.202100455 . hdl : 10261/247635 . ISSN 1612-1872 . ПМИД 34185351 . S2CID 235672736 .

[Häkkinen-5] Хаккинен, Суви Т.; Мояно, Элизабет; Кусидо, Роза М.; Паласон, Хавьер; Пиньоль, М. Тереза; Оксман-Калденти, Кирси-Марья (1 октября 2005 г.). «Усиленная секреция тропановых алкалоидов в волосатых корнях Nicotiana tabacum, экспрессирующих гетерологичную гиосциамин-6β-гидроксилазу» . Журнал экспериментальной ботаники . 56 (420): 2611–2618. дои : 10.1093/jxb/eri253 .

[Ritala-6] 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 терпеноидного индольного алкалоида». Журнал биотехнологии . 176 : 20–28. doi : 10.1016/j.jbiotec.2014.01.031 . ПМИД 24530945 .

[Georgiev-7] Jump up to: ^а ^б Георгиев, М.И.; Людвиг-Мюллер, Дж; Блей, Т (2010). «Культура волосатых корней: копирование природы в новых биопроцессах (глава 10)». В Ароре, А. (ред.). Биотехнология лекарственных растений . Дели: Институт ядерной медицины и прикладных наук. дои : 10.1079/9781845936785.0156 . ISBN 978-1-84593-678-5 .

[8] Георгиев Милен И.; Павлов, Атанас И.; Блей, Томас (апрель 2007 г.). «Растения с волосатыми корнями в системах in vitro как источники биологически активных веществ». Прикладная микробиология и биотехнология . 74 (6): 1175–1185. дои : 10.1007/s00253-007-0856-5 . ПМИД 17294182 . S2CID 27553987 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]