Chlupatá kořenová kultura - Hairy root culture

Chlupatá kořenová kultura, také zvaný transformovaná kořenová kultura, je typ rostlinná tkáňová kultura který se používá ke studiu metabolických procesů rostlin nebo k produkci cenných látek sekundární metabolity nebo rekombinantní proteiny, často s rostlinou genetické inženýrství.[1]

Přirozeně se vyskytující půdní bakterie Agrobacterium rhizogenes který obsahuje plazmidy indukující kořeny (nazývané také Ri plazmidy), může infikovat kořeny rostlin a způsobit, že produkují potravu pro bakterii, opiny a nenormálně růst.[2] Abnormální kořeny se obzvláště snadno pěstují v umělých médiích, protože na rozdíl od náhodných kořenů nejsou hormony potřeba,[2] a jsou neoplastický, s neurčitým růstem. Neoplastické kořeny produkované A. rhizogenes infekce mají vysokou míru růstu (ve srovnání s netransformovanými náhodné kořeny ), stejně jako genetická a biochemická stabilita.

V současné době je hlavní překážkou komerčního využití kultury vlasatých kořenů vývoj a rozšiřování vhodných (bioreaktory ) nádoby na jemné a citlivé chlupaté kořeny.[2][3]

Některé z aplikovaného výzkumu využití kultur vlasových kořenů byly a jsou prováděny ve VTT Technical Research Center of Finland Ltd.[4][5]Dalšími laboratořemi zabývajícími se chlupatými kořeny jsou fytotechnologická laboratoř Amiens University a Arkansas Biosciences Institute.

Metabolické studie

Mohou být použity chlupaté kořenové kultury fytoremediace, a jsou zvláště cenné pro studium metabolických procesů podílejících se na fytoremediaci.[2]

Mezi další aplikace patří podrobné studie základních molekulárních, genetických a biochemických aspektů genetické transformace a indukce vlasových kořenů.[6]

Geneticky transformované kultury

Ri plazmidy mohou být inženýrství také obsahovat T-DNA, který se používá pro genetickou transformaci (biotransformaci) rostlinných buněk. Výsledné geneticky transformované kořenové kultury mohou produkovat vysoké hladiny sekundárních metabolitů, srovnatelné nebo dokonce vyšší než u intaktních rostlin.[7]

Použití při množení rostlin

Chlupatou kořenovou kulturu lze také použít k regeneraci celých rostlin a k produkci umělá semena.[6]

Viz také

Reference

  1. ^ Sévon a Oksman (říjen 2002). „Transformace zprostředkovaná Agrobacterium rhizogenes: kořenové kultury jako zdroj alkaloidů“. Planta Med. 68 (10): 859–68. doi:10.1055 / s-2002-34924. PMID  12391546.
  2. ^ A b C d Shanks JV, Morgan J (duben 1999). "Rostlinná kultura" chlupatých kořenů ". Curr. Opin. Biotechnol. 10 (2): 151–5. doi:10.1016 / S0958-1669 (99) 80026-3. PMID  10209145.
  3. ^ Guillon S, Tremouillaux-Guiller J, Pati PK, Rideau M, Gantet P (2006). „Chlupatý kořenový výzkum: nedávný scénář a vzrušující vyhlídky“. Curr Opin Plant Biol. 9 (3): 341–346. doi:10.1016 / j.pbi.2006.03.008. PMID  16616871.
  4. ^ Häkkinen S; et al. (Srpen 2005). "Zvýšená sekrece tropanových alkaloidů ve vlasových kořenech Nicotiana tabacum exprimujících heterologní hyoscyamin-6beta-hydroxylázu". J. Exp. Bot. 56 (420): 2611–8. doi:10.1093 / jxb / eri253. PMID  16105856.
  5. ^ Ritala A; et al. (Duben 2014). „Hodnocení tabákových (Nicotiana tabacum L. cv. Petit Havana SR1) vlasových kořenů pro produkci geraniolu, první spáchaný krok v terpenoidní indolové alkaloidové cestě“. J. Biotechnol. 176: 20–28. doi:10.1016 / j.jbiotec.2014.01.031. PMID  24530945.
  6. ^ A b Georgiev M; Ludwig-Müller J; Bley Th (2010). „Chlupatá kořenová kultura: Kopírování přírody v nových bioprocesech (kapitola 10)“. In R Arora (ed.). Léčivé rostliny biotechnologie. Dillí: Ústav nukleární medicíny a aplikovaných věd. ISBN  978-1-84593-678-5.
  7. ^ Georgiev M; Pavlov A; Bley Th (2007). "Chlupatá kořenová rostlina in vitro systémy jako zdroje bioaktivních látek". Appl. Microbiol. Biotechnol. 74 (6): 1175–1185. doi:10.1007 / s00253-007-0856-5. PMID  17294182. S2CID  27553987.