Tvorba genetické variability transgenozí

Prezentace na téma: "Tvorba genetické variability transgenozí"— Transkript prezentace:

1 Tvorba genetické variability transgenozí

2 Transgenoze = přenos genů - transgen
Transformace (transdukce, transfekce) Evoluční výsledek spojený s parazitizmem genů a jejich nositelů Nedílná součást života virů a některých bakterií Výsledek = geneticky pozměněná buňka Přirozeně „plní požadavky“ parazitické DNA Produkce bílkovin či sekundárních metabolitů Nekontrolovaný růst a množení – tvorba kalusů či rhizoidů Malá stabilita pletiv ovlivněných transformací

3 Tvorba výchozí variability Produkce rozmnožovacího materiálu
Šlechtění rostlin NOVOŠLECHTĚNÍ Genetické zdroje Tvorba výchozí variability Hybridizace Mutageneze Transgenoze Udržovací šlechtění Výběrové systémy Produkce rozmnožovacího materiálu Registrace odrůdy

4 Globální přínos? Význam biotechnologií se klade do souvislostí s udržitelností zemědělského růstu Vývoj využitelné zemědělské půdy na obyvatele dle FAO 1961 – 0,5ha 1997 – 0,25ha 2050 – 0,15ha Nároky na snížení spotřeby neobnovitelných zdrojů – ropy a vody Snížení produkce skleníkových plynů

5 Reálný přínos pro odvětví
Zvýšení konkurenceschopnosti odrůd Odolnost Speciální určení a vhodnost k technologii Zlepšení hygienických parametrů produktu Zlepšení ekonomiky výroby Snížení ztrát ve výnosu Snížení variabilních nákladů

6 Plochy s GM odrůdami - svět
Změny ploch ve světě (ISAAA, Canola council of Canada: Stewart, 2008) Globální produkce GMR v roce 2005

7 GM odrůdy v ČR Registr povolených GMO Registrované odrůdy
Slivoň Stanley Brambor BT Kukuřice Hrách setý Len setý Tabák virginský Registrované odrůdy Odrůdy kukuřice na bázi Bt-linie MON810 Amflora - GM odrůda bramboru (BASF)

8 Hlavní hráči ve vývoji GM plodin
Monsanto První transgenní kukuřice v roce 1992 YieldGard® odrůdy typu BT registrovány a užívány v EU od roku 1998. Vazba GM produktů na užívání herbicidních přípravků typu Roundup (Roundup Ready) systém

9 První transformace Frederick Griffith ( ) Objevil schopnost transformace avirulentních kmenů bakterií Streptococcus pneumoniae mrtvými kmeny virulentní povahy

10 První transformace rostlin
Prof. Marc von Montagu Spolu s Jeffem Schellem 1983 objevili a realizovali první transformaci pomocí Agrobacterium tumefaciens

11 Možnosti transformace
Graham a Eb, 1973 Transformace buněk pomocí Ca3 (PO4)2 a CaCl2

12 Možnosti transformace
Dendrimery Polymerní sloučeniny složité struktury Hydrofobní – umožní fixaci DNA na povrchu

13 Možnosti transformace
Přenos liposomy DNA je obalována ve vodném roztoku fosfolypidovou mebránou a do buňky směrovány endocytózou Je vysoce účinný u živočichů i rostlin

14 Možnosti transformace
Nanočástice Bio-balistika helium + zlato wolfram „Gene gun“

15 Možnosti transformace
Agrobacterium tumefaciens Gramnegativní tyčinka Parazitický organismus Plazmidy typu Ti (180 kb)

16 Transformace pomocí agrobakterií
Úprava Ti - plasmidu

17 Směrování exprese genu
Exprese je řízena promotory Konstitutivní promotory nos – promotor genu pro nopaline synthase S35 promotor CAMV Tkáňově specifické promotory Promotor genu pro patatin (hlízy bramboru) Promotor pro phaseolin (dělohy fazolu) T29 specifická exprese v prašnících Indukovatelné promotory Promotory genů pro bílkoviny vázající chlorofyl – aktivní na světle

18 Běžně používané transgeny
Rezistence k hmyzu Gen Bt - cry – rezistence k motýlům

19 Běžně používané transgeny
Tolerance k herbicidům Silná exprese cílového enzymu EPSPS (5-enolpyruvylšikimát–3–fosfát syntáza) blokovaného glyphosatem (Roundup) Včlenění mutantní EPSPS (Roundup Ready) Gen bar dekomponuje gluphosinate-NH4

20 Běžně používané transgeny
Samčí sterilita řepky Barnase – cytotoxická RNasa, Ms2 samičí komponenta Barstar – inhibitor barnázy, Rf3 samčí komponenta TMV rezistence TMV coat protein – obalový protein Viru mozaiky tabáku

21 Rostliny s limitovanou reprodukcí
Cytotoxická RNasa - saporin Exprese směrovaná do zárodku ve druhé etapě embryogeneze Omezuje produkci farmářského osiva

22 Rizika ze zavedení GM plodin
Diskuse o bezpečnosti od prvopočátku Stala se pilotním tématem antiglobalizačních a ekoteroristických skupin napojených na Greenpeace, u nás například Hnutí duha Další rozvoj výzkumu rizik (100 mil USD/denně) Evropská Unie vychází z principu předběžné opatrnosti Ctí se zásady koexistence s ne-GM porosty Rizika omezuje systém registrace a dozoru nad porosty GM plodin

23 Konkrétní příklady rizik
Ekologická rizika GMO unikne a díky výhodě se rozšíří Vznik rezistence – antirezistentní ochrana Hygienická rizika Toxicita GM produktu Zásah necílových organismů

24 Antirezistentní strategie
Zásady ochrany před vznikem rezistence hmyzích škůdců regulovaných BT toxinem Refugia (porost neBT odrůdy v blízkosti porostu BT odrůdy - poměr GM : ne-GM = alespoň 4 : 1) Stejná agrotechnika základního porostu i refugia + insekticidní ošetření v refugiích Refugium může vypadat různě (po obvodu nebo v blocích) Refugium musí být do 750m od porostu BT odrůdy