ХімТехДопомога

Допомога в питаннях, пов'язаних з хімічною промисловістю починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком

Стійкість до біотичних факторів

Культурні рослини страждають від різних типів біоти, що призводить до зниження врожайності, вилягання, в’янення, усихання і може закінчитися повною загибеллю рослини.   Пошкодження рослин спричиняється шкідниками – комахами, нематодами, гризунами тощо. Хвороби рослин викликають грибні, бактеріальні та вірусні патогени.sreda

У рослин існує певна природна стійкість до  пошкоджуючих біотичних факторів, яка ґрунтується на   генетично обумовлених  анатомічних, морфобіологічних, фізіологічних, біохімічних особливостях. Але в сучасних умовах інтенсивного агропромислового виробництва, за  впровадження монокультур з’являються і швидко розповсюджуються нові види шкідників і хвороб, до яких у рослин немає природного імунітету. Важливу роль в боротьбі з біологічним пошкодженням рослин відіграють технологічні заходи, зокрема, використання хімічних засобів боротьби – інсектицидів, але останні є екологічно небезпечними  при виробництві івикористанні  та  здатні накопичуватися в ґрунті, воді, живих істотах.  Більш ефективним і екологічно безпечним є підвищення генетичного потенціалу  стійкості шляхом селекції, в якій широко використовуються досягнення генетичної інженерії.

   Стійкість до комах. Важливим здобутком генетичної інженерії рослин, який  має практичне значення,  є вбудовування в геном рослин Bt-генів, які здатні надати рослинам стійкість до комах.  Ці гени кодують інсектицидні білки і виділені з геному бактерії  Bacillus thuringiensis (тюрингська бацила).  Інсектицидні білки Bacillus thuringiensis  відносяться до дельтаендотоксинів (?-токсини)  та позначаються як CRY-білки, оскільки виробляються бактерією як параспоральні тільця кристалічної (crystal) форми.  Різні  штами  Bacillus thuringiensis продукують різні форми  CRY-білків, які забезпечують високоспецифічний   ентомоцидний ефект по відношенню до різних груп комах. Зокрема, на стадії личинки  для  лускокрилих (Lepidoptera) токсичними є CRY-білки класів CRY1, CRY2  і CRY9, для твердокрилих (Coleoptera)  - класу CRY3, для двокрилих (Diptera) - класів CRY2, CRY4 і  CRY11. CRY-білки є протоксинами. У кишківнику комахи протоксин під дією ферментів кишківникового соку переходить у токсин. Далі токсин зв’язується з рецепторами епітеліальних клітин кишківника, що призводить до конфірмаційних змін в молекулі токсину. Після цього    альфа-спіралі   N- кінцевого домену токсину  утворюють в клітинній мембрані  іонні канали, що призводить до загибелі клітин. Зв’язування токсину з рецепторами кишківника є високоспецифічним.

 Модифіковані спеціально для експресії в рослинах Bt-гени використовують для контролю за  лускокрилими та твердокрилими  шкідниками у томату (стійкість до декількох видів шкідників), картоплі (стійкість до колорадського жука), тютюну (стійкість до тютюнового бражника), бавовника (стійкість до тютюнової совки) та інших культур.  У кукурудзи  гени    Bt   застосовуються для створення стійкості до європейського кукурудзяного метелика.  Існують відомості про активність специфічних білків  B. thuringiensis проти лучного метелика, кукурудзяної  молі та совки. Для достатньої експресії у клітинах еукаріотів прокаріотичні гени Bt  повинні бути модифіковані. Зокрема, для генетичної трансформації кукурудзи методом  біолістики  були використані копії гена cryIA(b),  які  містили модифіковану кодуючу послідовність, під контролем сильного конститутивного промотора CaMV 35S,  з використанням  лідерної послідовності інтрона гена  білка теплового шоку HSP70 кукурудзи. В зареєстрованих генотипах кукурудзи присутні інтродуковані гени    сry1A.105, сry2Ab2,  cry1F. У 2007 році трансгенна кукурудза, стійка до кукурудзяного метелика за рахунок присутності в геномі   Bt-генів, вже вирощувалася в Європейському Союзі на 110 тис. га. На сьогодні Bt-рослини  займають  основну частку у загальному обсязі виробництва  генетично модифікованої кукурудзи та бавовника.

Серед твердокрилих шкідників дуже небезпечним є  західний кукурудзяний кореневий жук  діабротика    (Diabrotica virgifera virgifera), який віднедавна з’явився у Європі. Діабротика пошкоджує корені, викликає полягання і відмирання рослин, причому рослини  не мають природньої стійкості  цього жука. Створена генетично модифікована кукурудза,  яка  набуває  стійкості до твердокрилих, зокрема до діабротики,   за рахунок Bt-генів cry34Ab1, cry35Ab1  cry3Bb. Також запропоновано метод боротьби з цим шкідником шляхом  вбудовування в геном кукурудзи   гена (Е)-?-каріофілінсинтази з геному  з геному рослини  орігано (Origanum vulgare). Корні трансгенних рослин  виділяють  (Е)-?-каріофілін, здатний приваблювати ентомопатогенних  нематод – природних ворогів діабротики.  Отримані томати, стійкі до кореневої нематоди  за рахунок використання гену інгібітору цистинових протеїназ з геному рослини таро (Colocasia esculenta, Araceae).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

ХімТехДопомога © 2015 Сайт присвячений хімічній промисловості, починаючи від важкого машинобудування і закінчуючи поліграфією та друком. Детальні огляди можливостей промислових досягнень. На сайті згадуються такі теми як: протикорозійний захист, методи другу видавничої продукції, технології виробництва термопластів, додрукарська підготовка видання та багато іншого.