Somatická embryogeneze

Somatická embryogeneze je proces, který je základem vegetativní reprodukce , během níž se ze somatické buňky tvoří totipotentní buňky, které vedou ke vzniku nového organismu bez sexuálního procesu [1] [2] . Nejvýraznějším příkladem projevu somatické embryogeneze je tvorba plodových pupenů - specializovaných pupenů, které odpadávají z dospělé rostliny a dávají vzniknout novým rostlinám. Například druhy rodu Kalanchoe ( Crassulaceae ) se rozmnožují nepohlavně a tvoří semenáčky podél okrajů listů.

Rozvoj biotechnologických metod využívajících somatickou embryogenezi umožnil její využití jako efektivní metodu rychlého velkoplošného rozmnožování „elitních“ odrůd rostlin, například ke klonování nejlepších kávových hybridů [3] .

Somatická embryogeneze v neembryogenních buňkách kalusu je iniciována různými faktory, jako jsou složky média, ve kterém jsou kultivovány, a vnější podněty, jako je světlo a teplota. V důsledku této iniciace se buňky s embryogenním potenciálem diferencují na embryogenní kalusové buňky, což jsou polarizované buňky , které začínají vytvářet kulovitou strukturu [4] [5] .

U dvouděložných rostlin je frekvence tvorby embryí z kalusu zvýšena nadměrnou expresí genu BABY BOOM (BBM) [6] , ale ne na stejnou míru účinnosti jako u jednoděložných [7] .

Molekulární mechanismy, které jsou základem tohoto jevu, jsou stále špatně pochopeny. Je známo, že fytohormon auxin hraje rozhodující roli v somatické embryogenezi rostlin a způsobuje totipotentní stav buňky [1] [8] .

Srovnání transkriptomů ukázalo, že embryogeneze ze zygoty a ze somatické buňky může sledovat různé dráhy a somatická embryogeneze má vzorec genové exprese, který je více podobný klíčícím semenům [9] [10] . Důležitou roli v raných fázích somatické embryogeneze hraje demetylace DNA [11] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Su, YH, Tang, LP, Zhao, XY a Zhang, XS (2021). Totipotence rostlinných buněk : Pohledy do buněčného přeprogramování. Journal of Integrative Plant Biology, 63(1), 228-243. PMID 32437079 doi : 10.1111/jipb.12972
  2. ↑ Méndez-Hernández, HA, Ledezma-Rodríguez, M., Avilez-Montalvo, RN, Juárez-Gómez, YL, ... & Loyola-Vargas, VM (2019). Přehled signalizace somatické embryogeneze rostlin. Frontiers in plant science, 10, 77. doi : 10.3389/fpls.2019.00077 PMC 6375091 PMID 30792725
  3. ↑ Georget, F., Courtel, P., Garcia, EM, Hidalgo, M., Alpizar, E., Breitler, JC, ... & Etienne, H. (2017). Kávové rostlinky pocházející ze somatické embryogeneze lze účinně množit pomocí miniřízků zakořeněných v zahradnictví: podpora pro somatickou embryogenezi. Scientia Horticulturae, 216, 177-185. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.12.017
  4. ↑ Pan, X., Fang, L., Liu, J., Senay-Aras, B., Lin, W., Zheng, S., ... & Yang, Z. (2020). Auxinem indukované nanoklastrování signálních proteinů přispívá k tvorbě polarity buněk. Přírodní komunikace, 11(1), 1-14. PMID 32764676 PMC 7410848 doi : 10.1038/s41467-020-17602-w
  5. ↑ Ramalho, JJ, Jones, VAS, Mutte, S., & Weijers, D. (2021). Pozice pole: Jak se rostlinné buňky polarizují podél os. Rostlinná buňka. PMID 34338785 doi : 10.1093/plcell/koab203
  6. ↑ Boutilier, K., Offringa, R., Sharma, VK, Kieft, H., Ouellet, T., Zhang, L., ... & van Lookeren Campagne, MM (2002). Ektopická exprese BABY BOOM spouští přeměnu vegetativního růstu na embryonální. The Plant Cell, 14(8), 1737-1749. PMID 12172019 PMC 151462 doi : 10.1105/tpc.001941
  7. ↑ Jha, P., & Kumar, V. (2018). BABY BOOM (BBM): kandidátní gen transkripčního faktoru v rostlinné biotechnologii. Biotechnology letters, 40(11), 1467-1475. PMID 30298388 doi : 10.1007/s10529-018-2613-5
  8. ↑ Wang, FX, Shang, GD, Wu, LY, Xu, GZ, Zhao, XY a Wang, JW Dynamika dostupnosti chromatinu a struktura hierarchické transkripční regulační sítě pro rostlinnou somatickou embryogenezi. Developmental Cell 54(6), P742-757.E8. PMID 32755547 doi : 10.1016/j.devcel.2020.07.003
  9. ↑ Wójcikowska, B., Wójcik, A.M., & Gaj, M.D. (2020). Epigenetická regulace auxinem indukované somatické embryogeneze u rostlin. International Journal of Molecular Sciences, 21(7), 2307. doi : 10.3390/ijms21072307 PMC 7177879 PMID 32225116
  10. ↑ Wójcik, AM (2020). Výzkumné nástroje pro funkční genomiku rostlinných miRNA během zygotické a somatické embryogeneze. Int. J. Mol. Sci., 21(14), 4969; https://doi.org/10.3390/ijms21144969
  11. ↑ Chen, X., Xu, X., Shen, X., Li, H., Zhu, C., Chen, R., ... & Lin, Y. (2020). Zkoumání dynamiky methylace DNA v celém genomu odhaluje kritickou roli demetylace DNA během rané somatické embryogeneze Dimocarpus longan Lour. Fyziologie stromů, tpaa097, https://doi.org/10.1093/treephys/tpaa097

Literatura

 Klonování