Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
хромосомную ДНК хозяина.
Клетки опухоли растений могут расти на питательной среде в форме
недифференцированной массы, но иногда из них образуются тератомы, которые
порождают внешне нормальные растения. Эти тератомы все еще содержат
плазмидную ДНК и синтезируют опины, но обычно опухоли у них отсутствуют и
могут развиваться либо спонтанно, либо после повреждений.
Было показано, что плазмиду Ti методами генетической инженерии можно
модифицировать, в результате чего она приоб-
374
Глава 9
ретает способность переносить чужеродную ДНК в растение-хозяина.
Существование жизнеспособных тератом позволяет надеяться, что на основе
такого плазмидного переноса ДНК можно получить стабильно
трансформированные растения.
Любопытно, что хотя тератомы могут цвести и образовывать семена,
выращенные из таких семян растения не несут плазмиды Ti. Видимо, она
каким-то образом утрачивается при мейозе. Сегодня содержащие ДНК Ti-
плазмид растения размножают только вегетативно.
Agrobacterium tumefaciens не инфицирует однодольные растения, и поэтому
векторы на основе плазмиды Ti нельзя использовать в генетических
экспериментах с культивируемыми злаками.
Биологический контроль
В Австралии корончатые галлы очень часто встречаются у миндаля, персиков
и роз, и в 1973 г. садоводы-профессионалы разработали метод защиты этих
культур, состоящий в том, что саженцы (проростки, трансплантаты и
черенки) смачивают в суспензии бактерий, которые подавляют рост патогена.
Такая обработка почти полностью предотвращает заболевание и является
первым примером практического использования бактерий для борьбы с
корончатыми галлами.
Не все агробактерии являются патогенами. Многие их штаммы, выделенные из
почвы питомников, где выращивали косточковые культуры, были
непатогенными, но отличить их от патогенных по какому-либо иному, чем
степень патогенности, признаку было невозможно. Для почвы вокруг больных
растений отношение патогенных штаммов к непатогенным было высоким, а для
почвы вокруг здоровых растений - низким.
Изучение взаимоотношений между двумя формами в лаборатории, когда в
качестве типичной непатогенной формы был взят штамм 84, показало, что
если в опытах с проростками помидоров или персиков отношение числа
патогенных штаммов к непатогенным было меньше или равно 1, то галлы не
развивались. Конечная цель этих экспериментов заключалась в создании
условий, при которых указанное отношение для поверхности корней не
превышало бы единицы, для чего предпринимались попытки повысить
содержание непатогенных форм на семенах или корнях молодых деревьев при
пересадке. В опытах с персиками путем инокуляции корней удалось защитить
около 95% растений, росших год на почве без патогенов, и около 99%, когда
инокулировались и семена, и корни.
Сельское хозяйство и биотехнология
375
Способ обработки
Сама обработка крайне проста: семена, черенки или корни молодых растений
погружают в суспензию бактерий, а затем немедленно высаживают. Хорошие
результаты получают при плотности суспензии порядка 107-108 бактерий/мл;
при этом заболеваний практически не наблюдается. В Австралии, Новой
Зеландии и США такие инокуляты имеются в продаже; некоторые из них делают
на основе торфа, как и в случае Rhizobium, а другие представляют собой
культуры, выращенные на агаре.
Механизм контроля
Штамм 84 синтезирует высокоспецифичный антибиотик, который подавляет рост
большинства патогенных агробактерий. Это нуклеотидный бактериоцин,
известный под названием агро-цин 84. В клетках этого штамма содержится
небольшая плазмида с мол. массой 30-106, детерминирующая синтез агроцина,
и крупная плазмида с мол. массой 124-106, в которой закодирована
способность использовать нопалин - необычную аминокислоту типа опина,
присутствующую только в тканях корончатых галлов. Крупная плазмида Ti,
которая несет гены патогенности и чувствительности к агроцину, в этих
клетках отсутствует. Когда патогенный штамм выращивают в присутствии
агроцина 84, образуется небольшое количество устойчивых к нему колоний,
как правило непатогенных. При этом, видимо, либо теряется плазмида Ti,
либо происходит мутация (делеция), которая проявляется не только в форме
устойчивости к агроцину 84, но и в потере патогенности.
Проблемы борьбы с корончатыми галлами
К сожалению, метод борьбы с корончатыми галлами с помощью штамма 84 не
удается распространить на все подверженные этой болезни культуры, так как
некоторые из них, например винный виноград, инфицируются штаммами,
устойчивыми к агроцину 84. Кроме того, в некоторых полевых опытах из
галлов были выделены патогенные, образующие агроцин 84, штаммы. Все
известные синтезирующие агроцин 84 штаммы устойчивы к этому бактериоцину,
так что бороться с ними с помощью штамма 84 невозможно.
Опыты показали, что такие устойчивые патогенные штаммы могут появляться в
результате конъюгации между штаммом 84 и патогенными штаммами. В ходе
конъюгации две плазмиды штамма 84 передаются независимо друг от друга, в
