18. Устойчивость растений к фитопатогенам и насекомым вредителям, гербицидам, абиотическим стрессам.

Гербициды в сельском хозяйстве применяются для борьбы с сорняками. Они способны подавлять рост не только сорных растений, но и культурных. Создание растений, устойчивых к гербицидам, позволяет решить проблему борьбы с сорняками. При обработке гербицидами посевов культур, устойчивых к ним (гербицидам), сорняки будут избирательно подавляться, а культурные растения будут нормально развиваться.

Устойчивость к гербицидам можно достичь за счет:

• снижения проникновения гербицида в растение;

• инактивации гербицида в растении;

• изменения структуры белка (или фермента), на который гербицид оказывает повреждающее действие. В результате такого изменения белок (или фермент) оказывается полностью или в значительной степени не чувствительным к гербициду;

• усиленного синтеза белка (или фермента), чув-ствительного к гербициду. В этом случае повышенное содержание белка (или фермента) нивелирует действие гербицида.

Устойчивые к насекомым-вредителям

Бактерия Bacillus thuringiensis продуцирует протоксин (Bt-протеин), являющийся токсичным белком для насекомых. Попав в пищеварительный тракт насекомого, молекула протоксина подвергается модификации и превращается в токсин. Токсин образует поры в клетках кишечника насекомых, что приводит к их лизису. Насекомое при этом погибает. Так же были выделены гены Bt-протеина из различных штаммов, для создания трансгенных растений, устойчивых к насекомым-вредителям (картофель, кукуруза, соя). Для получения трансгенных растений, устойчивых к насекомым-вредителям, могут быть использованы гены ингибиторов амилаз и протеаз. Насекомые, поедающие трансгенные растения, продуцирующие такие ингибиторы, не способны переваривать пищу, потому что ингибиторы будут подавлять пищеварительные ферменты и тем самым препятствовать гидролизу крахмала и растительных белков.

19. Использование генетической инженерии в животноводстве

Генетическую инженерию используют с целью изменения ряда свойств организма: повышения продуктивности, резистентности к заболеваниям, увеличения скорости роста, улучшения качества продукции и других. Животных, несущих в своем геноме рекомбинантный ген, принято называть трансгенными, а ген, интегрированный в геном реципиента – трансгеном. Продукт этого гена (белок) является трасгенным.

Получение трансгенных животных предусматривает ряд этапов: приготовление раствора ДНК для микроинъекции, извлечение эмбрионов из донорных организмов, микроинъекция ДНК и пересадка инъецированных эмбрионов в яйцеводы или, после культивирования, в матку синхронизированных реципиентов. У родившегося потомства исследуют экспрессию трансгена на уровне транскрипции и трансляции.

Для трансформирования генов используют следующие приемы:

– микроинъекцию ДНК в пронуклеус зигот или в два пронуклеуса;

– введение ДНК с помощью ретровирусных векторов;

– получение трансгенных химер из генетически трансформированных клеток.

№20Требования, предъявляемые к питательным субстратам, использующимся в биотехнологических процессах.

Превалирующим компонентом всех биотехнологических процессов является вода. Если процесс крупномасштабный, то важным моментом будет доступность субстрата для культивирования: наличие его в требуемых количествах, стабильность, восполняемость, легкость в обращении и сохранении, рН среды, аэрация, стерильность и т.д. Стоимость материалов является важным фактором, поскольку внедрение любого биотехнологического процесса зависит от его стоимости по сравнению с существующими методами производства продукта.

Среды неподходящего состава обусловят низкий уровень ростовых процессов и, следовательно, низкий уровень выхода целевого продукта.

 

№21Биотехнологические процессы основаны на взаимодействии трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Существуют процессы, в которых роль жидкой фазы сведена до минимума: она лишь используется для увлажнения твердой поверхности или воздуха (газа). В зависимости от превалирующей фазы процессы и соответствующие им аппараты подразделяются на твердофазные и газофазные. Питательные среды для выращивания объектов биотехнологии, т. е. продуцентов тех или иных соединений, могут быть неопределенного состава и включать различные биогенные добавки (растительные, животные или микробные) – мясной экстракт, кукурузную муку, морские водоросли и т. п. Применяются также среды из чистых химических соединений определенного состава - синтетические. Компонентный состав сред определяется питательными потребностями продуцента. Во многих процессах используют в качестве объектов организмы – гетеротроф., которые в наст. время подр. на: органоавтотрофы (употребляющие органические вещ. как источники энергии), литогете..фы ( органические вещ. как источники углерода), органогете..фы (для которых органические вещ. служат и источниками энергии, и источниками углерода). Требования к питательным средам, в биотех-ии, ничем не отличаются от требований, предъявляемым к средам, в микроб-гии для культивирования микроорганизмов (рН, темп. И.д.).