Somaattinen embryogeneesi

Somaattinen embryogeneesi on vegetatiivisen lisääntymisen taustalla oleva prosessi , jonka aikana somaattisesta solusta muodostuu totipotentteja soluja, mikä johtaa uuden organismin muodostumiseen ilman sukupuoliprosessia [1] [2] . Silmiinpistävin esimerkki somaattisen embryogeneesin ilmentymisestä on sikiön silmujen muodostuminen - erikoistuneita silmuja, jotka putoavat aikuisesta kasvista ja synnyttävät uusia kasveja. Esimerkiksi Kalanchoe -suvun lajit ( Crassulaceae ) lisääntyvät suvuttomasti ja muodostavat taimia lehtien reunoille.

Somaattista embryogeneesiä käyttävien bioteknisten menetelmien kehittäminen mahdollisti sen käytön tehokkaana menetelmänä "eliitin" kasvilajikkeiden nopeaan laajamittaiseen lisääntymiseen, esimerkiksi parhaiden kahvihybridien kloonaamiseen [3] .

Somaattinen embryogeneesi ei-embryogeenisissa kallussoluissa käynnistyy useiden tekijöiden, kuten viljelyalustan komponenttien ja ulkoisten vihjeiden, kuten valon ja lämpötilan, vaikutuksesta. Tämän aloituksen tuloksena solut, joilla on alkiopotentiaali, erilaistuvat embryogeenisiksi kallussoluiksi, jotka ovat polarisoituneita soluja , jotka alkavat muodostaa pallomaista rakennetta [4] [5] .

Kaksisirkkaisissa kasveissa BABY BOOM (BBM) -geenin yli-ilmentyminen lisää alkion muodostumista kalluksesta [6] , mutta ei samalla tehokkuudella kuin yksisirkkaisissa [7] .

Tämän ilmiön taustalla olevia molekyylimekanismeja ymmärretään edelleen huonosti. Tiedetään, että fytohormoniauksiinilla on ratkaiseva rooli kasvien somaattisessa alkionmuodostuksessa , mikä aiheuttaa solun totipotentin tilan [1] [8] .

Transkriptomien vertailu on osoittanut, että embryogeneesi tsygootista ja somaattisesta solusta voi seurata eri reittejä, ja somaattisella embryogeneesillä on geenien ilmentymismalli, joka muistuttaa enemmän itäviä siemeniä [9] [10] . DNA:n demetylaatiolla on tärkeä rooli somaattisen embryogeneesin alkuvaiheissa [11] .

Katso myös

• Kallus
• leikkaus
• Sporangium
• apogamia

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Su, YH, Tang, LP, Zhao, XY ja Zhang, XS (2021). Kasvisolujen totipotenssi : näkemyksiä solujen uudelleenohjelmoinnista. 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). Signalointikatsaus kasvien somaattisesta alkiosta. Kasvitieteen rajat , 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). Somaattisesta alkiosta johdettuja kahvikasveja voidaan lisätä tehokkaasti puutarhanviljelyssä juurtuneiden minipistokkaiden avulla: somaattisen alkion synnyn tehostin. 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). Auksiinin indusoima signalointiproteiinin nanoklusteroituminen edistää solun polariteetin muodostumista. Luontoviestintä, 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). Kentän sijainti: Kuinka kasvisolut polarisoituvat akseleita pitkin. Kasvisolu. 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). BABY BOOMin kohdunulkoinen ilmentyminen laukaisee siirtymisen vegetatiivisesta kasvusta alkiokasvuun. The Plant Cell, 14(8), 1737-1749. PMID 12172019 PMC 151462 doi : 10.1105/tpc.001941
7. ↑ Jha, P. ja Kumar, V. (2018). BABY BOOM (BBM): ehdokas transkriptiotekijägeeni kasvibiotekniikassa. 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 ja Wang, JW Kromatiinin saavutettavuusdynamiikka ja hierarkkinen transkription säätelyverkkorakenne kasvien somaattista embryogeneesiä varten. 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). Auksiinin aiheuttaman somaattisen embryogeneesin epigeneettinen säätely kasveissa. International Journal of Molecular Sciences, 21(7), 2307. doi : 10.3390/ijms21072307 PMC 7177879 PMID 32225116
10. ↑ Wójcik, A.M. (2020). Tutkimustyökalut kasvien miRNA:iden toiminnalliseen genomiikkaan tsygoottisen ja somaattisen embryogeneesin aikana. Int. J. Mol. Sei. 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). DNA:n metylaatiodynamiikan genominlaajuinen tutkimus paljastaa DNA-demetylaation kriittisen roolin Dimocarpus longan Lourin varhaisen somaattisen alkion synnyn aikana. Tree Physiology, tpaa097, https://doi.org/10.1093/treephys/tpaa097

Kirjallisuus

• Ramírez-Mosqueda, M. A. (2022). Yleiskatsaus somaattiseen embryogeneesiin . Somatic Embryogenesisissä ( s. 1-8). Humana, New York, NY. PMID 35951179 doi : 10.1007/978-1-0716-2485-2_1
• Sivanesan, I., Nayeem, S., Venkidasamy, B., Kuppuraj, S. P. ja Samynathan, R. (2022). Somaattisen alkiogeneesin säätelyn geneettiset ja epigeneettiset tavat: katsaus. Biology Futura, 1-19. doi : 10.1007/s42977-022-00126-3
• Alves, A., Cordeiro, D., Correia, S. ja Miguel, C. (2021). Pienet ei-koodaavat RNA:t siemenkasvien somaattista embryogeneesiä säätelevien säätelypolkujen risteyksessä. Kasvit 2021, 10, 504. doi : 10.3390/kasvit10030504
• Salaun, C., Lepiniec, L., & Dubreucq, B. (2021). Somaattisen embryogeneesin geneettinen ja molekyylinen hallinta. Plants, 10(7), 1467. PMID 34371670 PMC 8309254 doi : 10.3390/plants10071467
• Méndez-Hernández, HA, Ledezma-Rodríguez, M., Avilez-Montalvo, RN, Juárez-Gómez, YL, Skeete, A., Avilez-Montalvo, J., ... & Loyola-Vargas, VM (2019). Signalointikatsaus kasvien somaattisesta alkiosta. Kasvitieteen rajat , 10, 77. PMID 30792725 PMC 6375091 doi : 10.3389/fpls.2019.00077
• Gulzar, B., Mujib, A., Malik, MQ, Sayeed, R., Mamgain, J. ja Ejaz, B. (2020). Geenit, proteiinit ja muut verkostot, jotka säätelevät somaattista embryogeneesiä kasveissa. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 18(1), 1-15. PMID 32661633 PMC 7359197 doi : 10.1186/s43141-020-00047-5
• Alves, A., Confraria, A., Lopes, S., Costa, B., Perdiguero, P., Milhinhos, A., ... & Miguel, CM (2022). miR160 on vuorovaikutuksessa in vivo Pinus pinaster AUXIN RESPONSE FACTOR 18 -kohdealueen kanssa ja säätelee negatiivisesti sen ilmentymistä havupuun somaattisen alkion kehityksen aikana. Frontiers in kasvi science, 13, 857611-857611. PMID 35371172 PMC 8965291 doi : 10.3389/fpls.2022.857611
• Ci, H., Li, C., Aung, TT, Wang, S., Yun, C., Wang, F., ... & Zhang, X. (2022). Vertaileva transkriptioanalyysi paljastaa molekyylimekanismit, jotka ovat somaattisen embryogeneesin taustalla Peaonia ostii "Fengdanissa". International Journal of Molecular Sciences, 23(18), 10595. PMID 36142512 PMC 9505998 doi : 10.3390/ijms231810595