NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Hasonló dokumentumok
TRANSZGÉNIKUS NIKUS. GM gyapot - KÍNA. GM szója - ARGENTÍNA

Transzgénikus növények előállítása

A szamóca érése során izolált Spiral és Spermidin-szintáz gén jellemzése. Kiss Erzsébet Kovács László

Klónozás: tökéletesen egyforma szervezetek csoportjának előállítása, vagyis több genetikailag azonos egyed létrehozása.

GMO = genetikailag módosított organizmusok. 1. Gének megváltoztatása. Gének megváltoztatása. Pécs Miklós: A biológia alapjai

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

III/3. Gének átvitele vektorokkal

A KUKORICA ROVAR-REZISZTENCIA JAVÍTÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI Marton L. Csaba MTA Mezőgazdasági Kutatóintézete, Martonvásár

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

Transzgénikus (GM) fajták globális termesztésének eredményei és következményei

Gelencsér Tímea. Peszticidek alkalmazása helyett ellenálló GMO-k létrehozásának lehetőségei. Készítette: Budapest, 2004

KIEMELÉSEK. A kereskedelmi forgalomban lévő biotechnológiai/gm növények globális helyzete: Clive James, az ISAAA alapítója és elnöke

GENETIKAILAG MÓDOSÍTOTT SZERVEZETEK ALKALMAZÁSÁNAK VÉLT, ÉS/VAGY VALÓS ELŐNYEI ÉS HÁTRÁNYAI

BMGE, Alkalmazott biokémia, transzgénikus organizmusok, 2009 Transzformációs módszerek

NÖVÉNYVÉDELEM. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Transzgénikus állatok előállítása

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A búza termőterülete és termésátlaga között a Világon

Génmódosítás: bioszféra

A preventív vakcináció lényege :

A GMO-k szép új világa (?)

NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Gén technológia a mezőgazdaságban

A genetikailag módosított növények termesztésének környezeti kérdései

NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

In memoriam. Tisztelt Olvasó! S eldönti, ami nem az

1.ábra Az intront tartalmazó génkonstrukció felépítése.

R. W. Allard (1996) Nemesítési haladás

A gazdasági növények genetikai módosításának tudományos jelentősége és stratégiái

Heszky László Transzgénikus növények - az emberiség diadala vagy félelme?

A transzgén és funkciói

GM-fajta előállítása szabadalomvásárlással

c. Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei BUKOVINSZKI ÁGNES Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természettudományi Kar Biológia Doktori Iskola

GABONANÖVÉNYEK TERMESZTÉSE. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

ÉLELMISZERBIZTONSÁG 9.

I. A sejttől a génekig

Nemesítési haladás. Főbb trendek a növénynemesítésben. R. W. Allard (1996) Genetikai elszegényedés és a hasznos gének akkumulációja.

A molekuláris biológia eszközei

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Szerződő fél Ratifikáció/Csatlakozás Hatályba lépés dátuma. Albánia Csatlakozás: június szeptember 1.

A növény inváziójában szerepet játszó bakteriális gének

3.3 Gének átvitele vektorokkal

Tóth Pál Zöldborsó termékmenedzser. Rezisztencianemesítés szerepe a zöldborsó termesztésben

Pázmány Péter Katolikus Egyetem Jog és Államtudományi Kar. Tahyné Kovács Ágnes:

A kabakosok betegségei

Biológiai biztonság: Veszély: - közvetlen - közvetett

Genetika 2. előadás. Bevezető

13. RNS szintézis és splicing

Génkifejeződési vizsgálatok. Kocsy Gábor

TÁPLÁLKOZÁSI AKADÉMIA

módosított, akkor meg az a baj

Géntechnológia a mezőgazdaságban

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

BIOTECHNOLÓGIA: a jövő slágerágazata. Megrendelő: INNOVA Észak-Alföld Regionális Fejlesztési és Innovációs Ügynökség Nonprofit Kft.

Géntranszfer technikák

A transzgénikus (GM) fajták fogyasztásának élelmiszer-biztonsági kockázatai

Biomassza alapú bioalkohol előállítási technológia fejlesztése metagenomikai eljárással

Antiszenz hatás és RNS interferencia (a génexpresszió befolyásolásának régi és legújabb lehetőségei)

Transzgénikus vírusrezisztencia II. Stratégiák, fajták, előnyök, kockázatok

DEBRECENI EGYETEM MEZŐGAZDASÁG-, ÉLELMISZERTUDOMÁNYI ÉS KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI KAR AGROBIOTECHNOLÓGIA. Egyetemi jegyzet

A BIZOTTSÁG 2009/120/EK IRÁNYELVE

NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

ADATBÁNYÁSZAT I. ÉS OMICS

NÖVÉNYNEMESÍTÉS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

A GMO-k szerepe az élelmiszeriparban és a kapcsolódó ágazatokban

A Gabonakutató 85. éve képekben és címszavakban /Dr. Matuz János összeállítása/

Transzgénikus. nikus állatok. Transzgénikus nikus minden olyan állat, melynek genomja emberi közremk bejuttatott DNS-t t tartalmaz.

A modern biotechnológia növénynemesítési eljárásai mindenkor megfelelnek a kötelező gondosság elvének?

Kromoszómák, Gének centromer

Komplex Záróvizsga tételek

EXIMBANK ZRT OKTÓBER 21-TŐL HATÁLYOS ORSZÁGKOCKÁZATI BESOROLÁS ÉS KOCKÁZATVÁLLALÁSI ELVEK

Géntranszformáció, transzgénikus növények előállítása

Kétszikű ill. kertészeti növényfajokon folytatott kísérletek. Dohány Burgonya Alma Nyárfa Szőlő Szegfű Repce Lucerna

Gén technológia a mezőgazdaságban

A nagy termés nyomában. Mezőhegyes, szeptember 11.

A géntechnológia kutatási és fejlesztési hiányosságaira visszavezethető veszélyek és kockázatok

Egy új, a szimbiotikus gümőfejlődésben szerepet játszó ubiquitin ligáz funkcionális jellemzése

Precíziós nemesítés Kulcs az agrárinnovációhoz Szerkesztők: Balázs Ervin és Dudits Dénes Agroinform Kiadó és Nyomda Kft., Budapest, 2017.

Szerződő fél Ratifikáció/Csatlakozás Hatályba lépés dátuma. Albánia Csatlakozás: december március 6.

Különböző Capsicum annuum var. grossum paprikafajták endofita baktériumainak izolálása, jellemzése és molekuláris biológiai vizsgálata

NANOTECHNOLOGIA 6. előadás

A Növényi Diverzitás Központ tevékenységei

Többgénes transzgénikus (GM) fajták előállítása

A GMO és a növényvédelem helyzete 2016-ban az USA-ban

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

Fehérjeexpressziós rendszerek

FEHÉRJE VAKCINÁK BIOTECHNOLÓGIAI ELŐÁLLÍTÁSA III.

Genetikai transzformáció, transzgénikus növények előállítása

Genomadatbázisok Ld. Entrez Genome: Összes ismert genom, hierarchikus szervezésben (kromoszóma, térképek, gének, stb.)

A búza rozsdabetegségei

A genetikailag módosított növények és élelmiszerek engedélyezését megelőző kockázatértékelés alapja

Evolúció ma: az antibiotikum rezisztencia a baktériumoknál

PRECÍZIÓS GÉN- ÉS GENOMSZERKESZTÉS AZ ÉLHETŐBB VILÁGÉRT a Magyar Tudományos Akadémia állásfoglalása

A transzgénikus (GM) fajták termesztésbiztonsági kockázatai (2): rizikótényezők a technológia egyes fázisaiban

A biotechnológia alapjai A biotechnológia régen és ma. Pomázi Andrea

6. Növényi biotechnológia

Transzgénikus (gm) fajták globális termesztésének eredményei és következményei

A transzformációs technológia és a hagyományos növénynemesítés integrálása a kalászos gabonaféléknél

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Nagykövetségek March 13.

Átírás:

NÖVÉNYNEMESÍTÉS Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0010

Előadás áttekintése GM növények Promóterek Transzgén Rekombináns DNS technológia Marker gének Transzformációs módszerek Transzformáció céljai

A termés 30-40 %-a elvész a termesztés, szállítás és tárolás során. Herbicideket, peszticideket és fungicideket használnak védekezésre. Ezek a vegyszerek nem specifikusak, szennyezik a környezetet (talajt, vizet), és károsak az egészségre.

Egy szervezet génállományát fel tudjuk térképezni. Génszekvenciákat tudunk egyik élőlényből átvinni egy másikba, vagy mesterséges szekvenciákat juttatni bármely genomba. Ezt a technikát REKOMBINÁNS DNS- TECHNOLÓGIÁNAK nevezik.

Géntechnológia 1. Meghatározott tulajdonságokért felelős gének izolálása, jellemzése, felszaporítása (klónozása). 2. Gazdasági szempontból fontos tulajdonságokat hordozó gén vektorba építése, a vektor segítségével a gén átvitele a recipiens sejtbe (géntranszformáció). 3. A genetikailag módosított sejtekből az intakt növények (transzgénikus növény) előállítása, regenerációja. 4. A transzgén beépülésének, kifejeződésének (génexpresszió) és örökölhetőségének vizsgálata.

Genetikai transzformáció részletei jó regenerálódó fajta alapanyag kiválasztása el kell dönteni a génbejuttatás módszerét sikeres beépülés bizonyítása (riporter, marker génekkel)

GM-növényfajta előállítás 1. Gén izolálás 2. Transzformációs vektorba építés 3. Géntranszfer 4. Transzformáns sejtek szelekciója 5. Transzgénikus növényregenerálás 6. Transzgénikus növények laboratóriumi vizsgálata 7. Transzgénikus növények szántóföldi tesztelése 8. Transzgénikus növények minősítése 9. Élelmiszerek forgalmazása

A transzgén felépítése Promoter: gén működését meghatározó szekvencia Gazdaságilag jelentős gén Marker gén Riporter gén/gének Intronok Célbajuttató szekvenciák Terminátor

Génmódosított növények előállítása A transzgén új gazdaszervezetbe juttatásához szükség van a több DNS-t tartalmazó vektorra/konstruktra és a génátvitelhez szükséges plazmidra. Ez ún. parazita elemeket tartalmaz (olyanokat, amelyek képesek a sejt védőrendszerét áttörni): promótert transzgént transzkripciót lezáró terminátor szekvenciát szelekciós és riporter gén(eke)t

A PROMÓTER FELADATA az utána következő géneket átírható állapotban, azaz bekapcsolva tartsa a sejtben A promóterek fajtái Általános promóter Specifikus promóter

Általános promóter A növény minden sejtjében ugyanaz a genetikai információ található. Az általános promóterek azok, amelyek a géneket minden sejtben és folyamatosan bekapcsolva tartják.

Specifikus promóter A különféle sejtek feladata különböző. Az egyes sejtek működéséhez szükséges géneket sejtspecifikus promóterek működtetik. A sejt élete során nem mindig ugyanazon géneket használja. Bizonyos fejlődési szakaszokra jellemző géneket is a specifikus promóterek működtetik

LEGGYAKRABBAN HASZNÁLT PROMÓTEREK karfiolmozaik vírus 35S promóterét kukorica ubiquiton promóterét Ezek 7/24 promóterek, azaz a géneket napi 24 órán át, heti 7 nap bekapcsolva tartják, azaz a génterméket minden egyes sejtben folyamatosan termelik.

A TRANSZGÉN Az eukarióták génjei nem folyamatosak,exonokból és intronokból állnak. A transzkripció során az RNS polimerázok (I és II) a teljes gén átírásra kerül a prekurzor RNS-be, de onnan a mrns-be általában csak az exonok kerülnek át.

A TRANSZGÉNSZINTÉZIS LÉPÉSEI A transzgén mrns szintézise mrns kettősszálú cdns-sé alakítása (reverz transzkripció)

Rekombináns DNS technológia mrns reverz transzkriptáz mrns/cdns alkalikus kezelés degradálódott mrns DNS polimeráz dupla szálú cdns klónozáshoz cdns klónozás

A MARKER GÉNEK

A MARKER/RIPORTER GÉN Az átalakított sejtek megkülönböztetése az át nem alakítottaktól. Leggyakrabban használt gének: Antibiotikum-rezisztenciát kódolók Herbicid-rezisztenciát kódolók Fluoreszkáló anyagot kódolnak luciferáz béta-glükuronidáz béta-galaktozidáz

A MARKER/RIPORTER GÉN Antibiotikum-rezisztenciát kódoló gének: NPT kanamicin és neomicin Bla ampicillin, penicillin Dhfr metotrexát Aph IV higromicin CAT - kloramfenikol

Transzgénikus növényről és genetikai transzformációról csak abban az esetben beszélhetünk, ha a bevitt idegen gén stabilan integrálodott a növények genomjába. Géntranszfer alatt azt a folyamatot értjük, aminek során egy meghatározott DNS molekuladarab (egy vagy több gén) bejutatásra kerül a protoplasztba vagy növényi sejtbe.

Transzformációs módszerek Közvetett (indirekt) transzformáció közvetítő vagy közbülső organizmus segítségével történik a DNS bejutatása Közvetlen (direkt) transzformáció közvetlenül juttatjuk be a DNS-t a recipiens szervezetbe fizikai kémiai hatás segítségével

Indirekt transzformáció Direkt transzformáció Protoplaszt transzformáció kémiai fizikai Intakt sejt, szövet transzformáció PEG Elektroporáció Génpuska Agrobaktérium ssp. CaCl 2 Elektrofúzió Makroinjektálás Vektorok Virális vektorok Ultrahangos kezelés, szonikáció Mikroinjektálás Szilikonkarbid kristályos

Forrás:Michael D. Peel, 2001 NDSU Extension Service http://www.ag.ndsu.edu/pubs/plantsci/crops/a1219w.htm

Talajlakó baktérium Agrobacterium tumefaciens Növényi kórokozó, kétszikű növény gyökértumor Tumorképződést Ti plazmid okozza (tumor indukáló) Ti plazmid része a transzfer-dns, amely átkerül a növényi sejtbe és integrálódik a magi DNS-be Egyszerű, kevés anyag és eszközigény

GM-növények Későn puhuló paradicsom Későn érő paradicsom Round-Up Ready rendszerek: szója,kukorica: herbicidrezisztencia Keményítőben gazdag burgonya Vakcinát termelő Gm-banán Rizs, amely nem termel allergén faktort Színes szálakat termelő gyapot, dohány

Genetikailag módosított növények Nápoly környékén termesztett San Marzano paradicsomfajta súlyos víruskárosodást (CMV, uborka mozaik vírus) szenvedett. A termőterület 90% megsemmisült. A fertőzést levéltetvek terjesztik. Genetikai módosítással a paradicsomfajtát immunissá tették a CMV burokfehérje ellen. Penszilvániában az őszibarack és nektarin ültetvényeket a szilva himlő vírus (sharka) fertőzés miatt ki kellet irtani. Levéltetű a vektor. A szilva himlő vírus védettség vírus burok fehérje elleni immunitást eredményező genetikai módosítással kivédhető (Bluebird C-5). A védettség a fertőzött fákon oltvánnyal is megoldható. A módosításokat nem sikerült bevezetni a termesztésbe!

Ország Vetésterület, millió ha Főbb GM növények Amerikai Egyesült Államok 62,5 Szója, kukorica, gyapot, cukorrépa repce, lucerna, tök, papaya Argentína 21,0 Szója, kukorica, gyapot Brazília 15,8 Szója India 7,6 Gyapot Kanada 7,6 Repce, kukorica, szója, cukorrépa Kína 3,8 Gyapot, paradicsom, nyár, petunia, papaya, paprika Paraguay 2,7 Szója Dél Afrikai Köztársaság 1,8 Kukorica, szója, gyapot Uruguay 0,7 Szója, kukorica Bolívia 0,6 Szója Fülöp Szigetek 0,4 Kukorica Ausztrália 0,2 Gyapot, repce, szekfu Mexikó 0,1 Gyapot, szója Spanyolország 79269 ha Kukorica Chile <0,1 Szója Kolumbia <0,1 Kukorica, szekfu Honduras <0,1 Kukorica Burkina Faso <0,1 Gyapot Cseh Köztársaság 8380 ha kukorica Románia 7146 ha Kukorica Portugália 4851 ha Kukorica Németország 3173 ha Kukorica Lengyelország 3000 ha Kukorica Szlovákia 1900 ha Kukorica Egyiptom <0,1 Kukorica Forrás: Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2008, www.isaa.org

HT: herbicide tolerance

Transzformáció céljai Betegség ellenállóság kialakítása Terméshozam növelése Termésminőség javítása Gének és termékeik funkciójának vizsgálata

A GM-előállítás potenciális előnyei ELSŐ GENERÁCIÓS TRANSZGÉNIKUS NÖVÉNYEK MÁSODIK GENERÁCIÓS TRANSZGÉNIKUS NÖVÉNYEK HARMADIK GENERÁCIÓS TRANSZGÉNIKUS NÖVÉNYEK Abiotikus és Biotikus stresszrezisztencia kialakítása Életfolyamatok módosítása Speciális molekulák termeltetése:bioreaktor GM-növények Herbicidrezisztencia: -Round-Up Ready szója:glifozát rezisztencia, Inszekticid rezisztencia: Star Link kukoricamoly-rezisztens kukorica(cry-géncsalád) Anyagcsere módosítása: Például:fehérje,szénhidrát anyagcsere -új fehérje termeltetése, -fehérjék túltermeltetése, -fehérjetermelés-gátlás(poligalakturonáz antiszensz génnel), Fejlődés módosítása: például:hímsterilitás,érés a gyógyszer, műanyag-és az élelmiszeripar számára emberi fehérjék, vakcina stb. alfa-amiláz,fitáz,stb. GM-banán fogyasztható vakcinája A növénytermesztési technológiák fejlesztése Javul a termék minősége Javul az emberek életminősége,ipari alapanyagok előállítása Forrás:Növényi biotechnológia és géntechnológia,heszky-dudits, 2000.

A GMO-előállítás potenciális veszélyei HUMÁN/EGÉSZSÉGÜGYI PROBLÉMÁK Antibiotikum rezisztencia gének hatása Toxicitás,fehérjeallaergia Az anyagcseréjükben módosított növények fehérjéket,enzimeket termelnek,vagy túltermelnek. JOGI PROBLÉMA Szabadalmi monopol helyzet Globális szabadalmak A vetőmag termesztő cégekellentétes érdekeinek ütközése. POLITIKAI PROBLÉMA Genetikai gyarmatosítás Kiszolgáltatott térségek:a génekkel rendelkező és a géneket felhasználó országok közötti érdekek ütközése. NEM CÉLZOTT GAZDASÁGI HATÁSOK Koegzisztencia Transzgénikus és hagyományos (bio) termesztők közötti ellentétes érdekek ütközése Forrás:Növényi biotechnológia és géntechnológia,heszky-dudits, 2000.

Előadás összefoglalása GM növények Promóterek Transzgén Rekombináns DNS technológia Marker gének Transzformációs módszerek Transzformáció céljai

Előadás ellenőrző kérdései Melyek a GM növények előállításának fontosabb lépései? Hogyan épül fel a transzgén? Mit ért rekombináns DNS technológia alatt? Mi az indirekt és direkt transzformáció?

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET KÖVETKEZŐ ELŐADÁS CÍME Hazai és nemzetközi génbanki tevékenység Előadás anyagát készítették: Dr. Pepó Pál