1. Embryogeneze
zygotická
somatická
2. Rostlinné embryo charakterizuje:
původ
morfologie
vývoj v čase
Původ: zygotická embrya vznikají ze zygoty, která je výsledkem fůze gametických buněk;
somatická embrya (syn. asexuální embrya, adventivní embrya, embryoidy) se vyvíjejí ze somatických buněk
Morfologie: plně vyvinuté embryo je bipolární struktura se stonkovým meristémem na jednom konci a kořenovým meristémem na konci druhém; dále je charakterizováno
specifickým typem listů, tzv. dělohami.
Vývoj embrya v čase: je charakterizován sledem typických morfologických stadií
zygota
globulární embryo
srdcovité embryo
hruškovité (torpédovité)
zralé embryo
3. Kultura izolovaných zygotických embryí
aseptické vyjmutí embrya a jeho přenos do vhodného média a optimálních kultivačních podmínek
relativní snadnost získání embryí bez patogenů (povrchová desinfekce semen nebo plodů)
semena s tvrdým osemením - měkčení vodou, pak opakovaná desinfekce
podmínka nutná pro vývoj izolovaných embryí = nepoškození embrya (suspenzor)
výběr média - čím mladší embryo, tím větší nároky
4. Použití kultur izolovaných embryí
- překonání aborce embryí („embryo rescue“) mezidruhové hybridy: bavlník, ječmen, rýže, juta, tabák
- mezirodové hybridy: Hordeum x Secale, Triticum x Secale, Hordeum x Hordelymus, Tripsacum x Zea
- monoploidní ječmen
- překonání dormance semen
- studie experimentální embryogeneze
- zdroj mladého materiálu pro mikropropagaci
5. Začátky experimentální embryologie
Bonnet (1754) - klíčení zárodků fazolu zbavených děloh
Sachs - 19. stol.- špatné klíčení embryí bez endospermu
van Tieghem - pěstování izolovaných embryí na rozetřeném endospermu jiného druhu
Brown a Morris (1890) - transplantace embryí ječmene do endospermu pšenice
Hannig (1904) - nezralá i zralá embrya Raphanus a Cochlearia
Knudson (1920 - 1930) rostliny ze zárodků Orchidaceae - kultivace na agarovém médiu s cukrem bez symbiotických hub
Dieterich (1924) - možnost zkrácení dormance
Raghavan
Torrey
Monnier
Norstog
Preťová
Rangaswamy
Bajaj
Zenkteler
6. Somatická (adventivní) embryogeneze
vývoj bipolární struktury embryonálními stadii bez fůze gamet (ze somatických buněk)
1. spontánní SE in vivo
somatická pletiva - kapradiny, orchideje, Kalanchoe
reprodukční pletiva - Citrus, Mangifera
2. indukovaná SE in vitro (1958 Reinert a Stewart – Daucus)
nepřímá - přes stadium kalusu
přímá - meristémy, zygotická embrya, semenáčky
7. Totipotence somatických buněk
Každá buňka obsahuje celou sadu genetických informací, které jsou nezbytné k vytvoření celé rostliny. Časová a prostorová exprese genů je přesně regulována, aby došlo k diferenciaci různých orgánů.
Indukce SE musí sestávat z ukončení exprese genů vedoucích k diferenciaci orgánů a jejich nahrazení programem embryogenních genů („přepnutí morfogenetického programu“)
8. Jednobuněčný versus mnohobuněčný původ SE
Hacciusová (1978)
SE - nová individua vznikající z jedné buňky a jsou bez spojení s cévními svazky mateřského pletiva
Raghavan (1976) a jiní
mnoho případů, kde zjevně bipolární embryoidy vznikly z agregátů buněk
Maheswaran a Williamsová (1985) - u přímé SE - gradient spojený s postupnou diferenciací pletiv
9. Rozdíly mezi přímou a nepřímou SE (Sharp et al. 1980)
přímá SE - embryogenní buňky jsou již přítomny na explantátu = pre-embryogenně determinované buňky (PEDC), které potřebují pouze vhodné podmínky, aby došlo k expresi embryogeneze
nepřímá SE - napřed musí dojít k redeterminaci diferencovaných buněk = proliferace kalusu a v něm u části buněk se uskuteční indukce embryogenně determinovaného stavu (IEDC)
10. Umělá semena
Syntetická nebo umělá semena jsou jednotlivá enkapsulovaná somatická embrya. Termín 'embling' se často používá pro označení rostlinek pocházejících ze somatických embryí nebo syntetických semen.
Na-alginát se často používá pro enkapsulaci embrya.
Byly vyvinuty rovněž speciální gely, které se samovolně rozkládají.
Limitující faktory pro širší použití a tvorbu umělých semen ve větším měřítku:
kvalita a pravidelná tvorba somatických embryí
konverze embryí
Zajímavé www adresy
Embryogeneze u Arabidopsis
Dr. Daniel M. Vernon
Department of Biology, Whitman College, Walla Walla, Washington
http://people.whitman.edu/~vernondm/index.html
Somatická embryogeneze užitkových rostlin (kaučukovník, banánovník, citrusy, kakaovník)
http://wwww.cirad.fr/presentation/programmes/biotrop/resultats/biositecirad/es.htm
http://www.cropsoil.uga.edu/homesoybean/embryo.htm
Tkáňové kultury jehličnanů, somatická embryogeneze smrku
http://www.botanic-garden.ku.dk/eng/forskning/vaev2.htm
somatická embryogeneze – mrkev, jehličnany
http://hugroup.cems.umn.edu/Research/plant/plant.html
|