Casses Städblogg En städblogg om vilka städtjänster man kan använda

Genteknik i fruktgrödor för hållbar produktivitetstillväxt

Indien har vuxit fram som en viktig aktör inom sektorn för trädgårdsodling. Idag är Indiens näst största producent av frukt och grönsaker i världen. Men för att producera 360 miljoner ton trädgårdsprodukter från nuvarande nivå på 150 miljoner ton år 2020 kräver noggrann planering och tillämpning av nya verktyg som bioteknik. Många viktiga frukt-grödor som mango, är papaya, Litchi, guava, aonla, Bael och många underutnyttjade grödor frukter odlas i subtropiska delar av Indien. Dock är produktionen av dessa grödor inte upp till märket. Brist på äkta plantmaterial, brist på karakterisering och dokumentation av arvsmassa av viktiga grödor, avsaknad av lämpliga metoder för att kontrollera stora skadedjur sjukdomar och efter förluster skörd av frukt är några av flaskhalsarna i utbyggnaden av dessa frukter grödor. Bioteknik kan bana väg för molekylär karakterisering av viktiga frukt arvsmassa och molekylära vid förädling, massa multiplikation av eliten frukt sorter mikroförökning och utveckling av genmodifierade grödor resistenta mot biotiska och abiotiska påfrestningar.

Enligt en rapport av ISAAA är Indien bland de tio länder i världen växer 50.000 hektar eller mer under transgena grödor. Vid sidan av Indien, andra utvecklingsländer är Kina, Indonesien, Argentina, Brasilien, Mexiko och Sydafrika har kommersialiserat genmodifierade grödor.

nu insett att den genetiska basen på vilken den konventionella aveln är beroende antingen krymper eller inte är tillgänglig på grund av crossability hinder. Därför har sökandet efter alternativa strategier blir obligatoriska om takten av trädgårdsväxter tillväxt måste matchas med den ständigt ökande efterfrågan på frukt och grönsaker. Lyckligtvis har framsteg gjorts under senare år inom rekombinant DNA-teknik gav en helt ny dimension till trädgårds forskning. Forskning om utveckling av transgena fruktgrödor har skapat intresse globalt. Men förutom transgena papaya resistenta mot virus som har kommersialiserats i Hawaii, USA, ingen av frukt eller grönsak grödor har kommit till slutanvändaren. Forskning om transgena grönsaker (brinjal, tomat, kål, blomkål) med hjälp av Bt-genen som händer i ICAR samt privata laboratorier. Forskning om transgena papaya och banan är redan utförs på ICAR institutet och privata laboratorier. Nyligen har Monsanto aviserat att Transgena papaya resistenta mot Papaya Ringen Spot Virus kommer att utvecklas i fyra år.

Det finns behov av att använda r-DNA-teknik i några kommersiella fruktgrödor för mycket specifika egenskaper som resistens mot biotiska (skadedjur, virus, svamp) och abiotiska (salt, fukt) betonar har näringsmässiga kvalitet etc. Genteknik aktiverat framgångsrik överföring av bakteriell gen, dvs delta endotoxin-genen från Bacillus thuringiensis in till grödor. Bt brinjal och linjer tomat har utvecklats och fält testas IARI, New Delhi och multilocational rättegång är under utveckling. Liknande arbete är redan på förhand scenen på IVRI, Varanasi. Forskning under de senaste två decennierna har gett en bättre förståelse för molekylärbiologi av stressreaktioner i växter. Detta har lett till identifiering av flera gener och gen produkt som induceras vid exponering för de växter till olika abiotiska påfrestningar dvs., Torka, salthalt och låg och hög temperatur Nyligen visade transgena tomat ectopically uttrycker Arabidopsis CBF1 genen förbättrad motståndskraft mot torka, kylning och oxidativ stress. Transgen potatis och tomat med osmotin och torsk En gener är också potentiella möjligheter till ökad tolerans mot abiotisk stress. Förr i tiden var det möjligt att öka den mängd mat korn med konventionella förädlingsmetoder, men avsevärd förbättring näringsmässiga kvaliteten på frukt och grönsaker kunde inte uppnås. En annan väg där förbättring inte kan uppnås genom klassisk avel är efter skörd hantering av frukt och grönsaker. En efter skörd förlust på 10-30% har rapporterats förekomma i frukt och grönsaker på grund av fysiska skador, patologiska förfall och över-mognad. En av de anmärkningsvärda framgångar i indiska sammanhang är överföring och uttrycket av en gen som kodar för ett protein med en väl avvägd sammansättning av alla åtta essentiella aminosyror, Ama1 från Amaranthus in till potatis för att öka näringsvärdet. Transgena tomat och många andra grödor frukt som för närvarande produceras med fördröjd mognad för att spara efter skörd förluster som uppstår främst på grund av över-mognaden. Tekniken kan även användas i mango att minska efter skörd förluster.

Plantera genteknik erbjudanden i grunden med överföringen av önskad gen (vilket resulterar i önskad egenskap) från någon källa till en anläggning. Termen transgen används för att representera den överförda genen, och den genetiska omvandling i växter är i stort sett kallat transgena växter. Transgena växter utvecklas genom att integrera tillämpningen av rekombinant DNA-teknik, gen metoder överföring och vävnadsodling teknik. Det yttersta målet för transgena är att förbättra grödor, med den önskade egenskaper (table4). Några av de önskade egenskaper är följande:

Resistens mot biotiska påfrestningar dvs motståndskraft mot sjukdomar orsakade av insekter, virus, svampar och bakterier.Motstånd mot abiotisk betonar-herbicider, temperatur (värme, kylning, frysning), torka, salthalt, ozon, intensivt ljus.Förbättring av avkastning och kvalitet t.ex. lagring, längre hållbarhet av frukter och blommor.Transgena växter med förbättrad kostTransgena växter med önskade arkitekturTransgena växter som bioreaktorer för tillverkning av kommersiella produkter, t.ex. proteiner, vacciner och biologiskt nedbrytbara plaster.

Genetisk omvandling har öppnat nya perspektiv för att bekämpa olika stressrelaterade problem (biotiska och abiotiska) och även i förbättring av de grödan. Det har också gett förhoppningar att producera ätbara vacciner i olika frukter. Genetisk transformation erbjuder ett snabbt tillvägagångssätt för hybrid utveckling än konventionell frukt avel som står inför många problem som långa UNGDOM perioden, själv-inkompatibilitet, seedlessness, nucellar embryony, sterilitet, och kravet på relativt stora landareal.

                                                                 ]]>          

Virus motstånd kan fås genom att använda tekniken för PDR (patogen härrör motstånd) som följer av att införliva pälsen proteinet uttrycka gener i virala patogener. Införande av viral icke-strukturella gener (replicase, proteas, rörelse proteiner), har interferon-relaterade proteiner även visat tecken på virusresistens.

Flera naturligt antibakteriella gener som attacin, kyckling lysozym, T4phage lysozym, P22 fag gen 13 och 19, laktoferrin och Cecropein B eller syntetisk gen-SB37 (Shiva-serien) används som transgener att ge resistenta bakterier i växter. Bakteriell fördärv sjukdomar kan styras med hjälp av denna teknik.

Gener uttrycka insektsbekämpning proteiner (Cry gener) har isolerats från Bacillus thuringiensis. Cry protein som uttrycker genen CRYA (c) i allmänhet används för att omvandla växter för att ge motstånd mot ordningen fjärilar, Dipteran och skalbaggar insektslarver. (Kodning giftet HD 73 Bacillus thuringiensis var. Kurstak gen) BTK-ICP-genen är också införlivas i tranbär och har givit motståndet mot ett brett spektrum av insektslarver.

Flera transgener används för att ge värme tolerans och oxidativ stress. Osmoprotectant hyper ackumulator gener används för att få salt, kyla och frysa resistenta växter.

Flera gener som reglerar mognar i frukterna har identifierats och de har klonats i ULT-serien vektorer som ska användas för att generera transformants som visar kontrollerad mognad.

lyckade omvandlingen har gjorts på äpple med Gus, nptII, nopalinsyntasgenen genom Agrobacterium tumefaciens. Framgångsrik integration av följande gener har gjorts:

Cry1A från Bacillus thuringiensis att ge motstånd mot insektslarver.ICP uttrycka IPT gener kodar för iso-pentyl transferas, det första enzymet i cytokinin biosyntesen.Als gen (acetolactate syntas genen) för att ge motstånd herbiciden Glean.Ac-AMP2, MJ-AMP2, RS-2S albumin och RS-AFP2to uttrycka olika anti proteiner mikrobiell uttrycktes i CaMV 35-S promotor.

framgångsrik omvandling av päron har skett genom nptII och Gus gener, upp till 42% av de ympade explants produceras omvandlas knoppar. "Konferens", har "Doyenne du comice" och "Passe Crassane" sorter framgångsrikt förvandlats och acklimatiserad. Framgång har också uppnåtts för kvitten (Cydonia oblonga L.) grundstammen.

T har med framgång genomfört med Gus och PPV-CP via Agrobacterium-medierad omvandling. Integrationen av PPV-CP gen i aprikos arvsmassa har visats med hjälp av Gus färgning analys och PCR.

Omvandling av körsbär pågår inItaly har framgångsrik förnyelse av transformants gjorts från somatiska vävnader av Vittoria körsbär (Prunus avium) och "Colt" rotstocken. I Ryssland har forskare fått hög frekvens (50-60%) av transgena surkörsbär Calli med en hög aktivitet av nptII och nopaline syntes.

Transformation experiment pågår i Peach via Agrobacterium tumefaciens. Den förnyelse av transformants var en begränsande steg som övervinnas med hjälp av en shooty mutant stam av A.tumefaciens. microprojectile medierad omvandling protokollet har också etablerat i persika, vilket har bekräftats av PCR och Gus-analyser.

: protokoll har fastställts för en lyckad integration och konstitutivt uttryck av att transgenen med Agrobacterium tumefaciens. Prunus domesticus har transformerats med CP-genen (Coat Protein gen) av plommon pox virus (PPV) med hjälp av Agrobacterium. Uttrycket av PPV-CP immunreaktivt protein och Western blotting.

Somatiska embryon av valnöt har förvandlats med hjälp av Agrobacterium. Integration av Gus, nptII och Cry1A proteinet i valnöt genomet har bekräftats med hjälp av Southern blot. Den genetiska förändring som används i valnöt har framgångsrikt tillämpats på pecan växter, bekräftas av S.blot och PCR, men framgången var genotyp beroende.

Atkinson och Gardner (1993) rapporterade omvandling av Tamarillo med Agrobacterium. Integrationen av nptII var Gus och ALS gener bekräftas av PCR, Southern hybridisering och arvedel kanamycinresistensgen.

Samtidig odling av embryogenic kulturer med Agrobacterium resulterade i bildandet av transgena mango (Mathews et al, 1992). En utdragen urval protokoll krävs för att eliminera den chimära klumpar. Kanamycin resistenta mango embryon uttrycker Gus genen utvecklades. Växterna misslyckades med att bli acklimatiserad till följd av icke-funktionella rot-formation.

studier för att utveckla en framgångsrik omvandling protokoll i druvor började redan 1985 med de ansträngningar som Hemstad och Reisch. Första transgen växt i Grapevine rotstocken Vitis rupestris gjordes av Mullins et.al. (1990) med bekräftelse av Gus, nptII och södra blot analys. Senare efter genetiska manipulationer har framgångsrikt uppnått i Grapevine:

Införande av GCMV-CP (Coat protein kodning gen från Grapevine krom viruset) med hjälp av Agrobacterium att ge resistens mot GCM virus. Uttryck bekräftades med ELISA och W. Blot.Framgångsrik integration och uttryck GFLV-CP (coat protein kodar genen från Grapevine fan leaf virus) med Arobacterium tumefaciens.

omvandling i citrusfrukter uppnåddes med hjälp av PEG (polyetylenglykol) medierad direkta DNA-Transfer Protocol. Vardi et.al. (1990) har framgångsrikt producerat rotade transgena växter av citrus uttrycka nptII. Transgena växter bekräftades av nptII aktivitet mätning. Agrobacterium medierad genetisk omvandling bildades när Hidaka et.al. (1990) produceras transformants uttrycka nptII-genen. Transgena Calli rapporterades att produceras med hjälp av PEG-medierad direkt överföring av DNA. Efter dessa försök har CTV-CP-genen (Coat protein genen från Citrus tristeza virus) har framgångsrikt integrerat och transgena växter producerades. Kobayashi et al. (1996) erhålls transgena växter av trifoliate apelsin uttrycka kodar för human epidermal tillväxtfaktor (HEGF) under kontroll av 35S-CAMV promotor. Sorten specifika förnyelse och genöverföring protokoll krävs citrus.

Transformation studier i papaya inleddes i slutet av 80-talet när Pang och Sanford (1988) produceras stabilt omvandlas Calli med hjälp av Agrobacterium infektion i löv-skivor. År 1990 Fitch et.al. producerade den första transgena papaya anläggningen med biolistics (microprojectile partiklar belagda med genen av intresse). Transgena papaya växter har utvecklats för att ge motstånd mot PRSV (papaya ring spot virus) med PRSV-CP som transgenen. Tennant et.al. (1992) rapporterade att transgena papaya växter som uttrycker PRSV-CP ut differential skydd mot PRSV. Transgena papay växter uttrycka bar, har Gus och nptII geges framställts med hjälp av zygotic embryon och embryogenic förhårdnader som målceller för partikel beskjutning (Cabrera-Ponce et. Al., 1995). År 1996 var transgena papaya plantor erhållits med hjälp av Agrobacterium rhizogenes medierad genetisk omvandling (Cabrera-Ponce et.al., 1996). Yang et.al. (1996) erhålls transgena papaya anläggningar som använder Agrobacterium tumefaciens. Cheng et.al. (1996) erhålls omvandlas växter genom att såra den Explantation med Carborendum före Agrobacterium infektion. Detta protokoll ökade omvandlingseffektiviteten till 15,9%. Närvarande i Indien på Central Institutet för subtropiska trädgårdsodling (CISH), försöker man att producera transgena papaya plantor uttrycker PRSV-CP och PaLCuV-rep gener (Replicase gen från Papaya leaf curl-viruset) att bekämpa PRSV och PaLCuV (papaya leaf curl-viruset) infektioner.

Försök görs att standardisera den omvandling protokollet för guava växter. Under 2007 Biswas et.al. redovisade behovet av utveckling av transgena guava att se kallt härdighet förbättring i guava. I Indien på CISH, Chandra et.al. har utvecklat en teknik för att omvandla guava skjuta knoppar med hjälp av Agrobacterium tumefaciens medierad genetisk förändring. Omvandlingseffektiviteten ökade när såra gjordes genom att bombardera volfram (0,6-1,0 μ) microprojectile partiklar med hjälp av gen pistol HE-GenePro2000.

Cervera, M., Pina, JA, Juárez, J., Navarro, L. och Peña, L.. (1998) Agrobacterium-medierad omvandling av citrange: faktorer som påverkar omvandling och förnyelse. Plant Cell Rapporter 18: 271-278. DOI: 10.1007/s002990050570

Cheng, Y.H., Yang, J., och Yeh, S. (1996). Effektiv omvandling av papaya med päls protein genen av papaya ringspot virus medierad av Agrobacterium efter flytande fas sårade av embryogenic vävnader med caborundum. Plant Cell Rapporter 16:127-132. DOI: 10.1007/BF01890852

James, DJ, Passey, AJ, Webster, AD, Barbara, DJ, Dandekar, AM, Uratsu, SL och VISS, P. (1993). Transgena äpplen och jordgubbar: framsteg i omvandling, införande av gener för resistens mot insekter och fältstudier av vävnad odlade växter. Acta Horticulturae, 336:179-182

Mathews, H., Wagoner, W., Cohen, C., Kellogg, J. och Bestwick, R. (1995). Effektiv genetisk omvandling av röda hallon, Rapporter Rubus ideaus L. Plant Cell 14:471-476. DOI: 10.1007/BF00232777

McGranahan, GH, Leslie, CA, Dandekar, AM, Uratsu, SL och Yates, IE (1993). Omvandling av pecan och regeneration av transgena växter. Plant Cell Rapporter 12 :634-638. DOI: 10.1007/BF00232814

Peña, L., Cervera, M., Juárez, J., Navarro, A., Pina, JA, Durán-Vila, N. och Navarro L. (1995). Agrobacterium-medierad omvandling av söt apelsin och regeneration av transgena växter. Plant Cell Rapporter 14:616-619. DOI: 10.1007/BF00232724

Scorza, R., Cordts, J.M., rammar, D.W. och Emershad, R.L. (1995). Omvandling av vindruvor (Vitis vinifera L.) zygotic som härrör från somatiska embryon och regeneration av transgena växter. Plant Cell Rapporter 14: 589-592. DOI: 10.1007/BF00231944

Yao, JL, Cohen, D., Atkinson, R., Richardson, K. och Morris, B. (1995). Regeneration av transgena växter från den kommersiella äpple sorten Royal Gala. Plant Cell Rapporter 14:407-412. ISSN: 0721-7714 (Print) 1432-203X (Online)