Somatisk embryogenes

Somatisk embryogenes är den process som ligger till grund för vegetativ reproduktion , under vilken totipotenta celler bildas från en somatisk cell, vilket ger upphov till bildandet av en ny organism utan en sexuell process [1] [2] . Det mest slående exemplet på manifestationen av somatisk embryogenes är bildandet av yngelknoppar - specialiserade knoppar som faller av en vuxen växt och ger upphov till nya växter. Till exempel förökar arter av släktet Kalanchoe ( Crassulaceae ) asexuellt och bildar plantor längs kanterna på bladen.

Utvecklingen av biotekniska metoder med hjälp av somatisk embryogenes gjorde det möjligt att använda det som en effektiv metod för snabb storskalig reproduktion av "elit" växtsorter, till exempel för att klona de bästa kaffehybriderna [3] .

Somatisk embryogenes i icke-embryogena kallusceller initieras av olika faktorer såsom komponenterna i mediet där de odlas och externa signaler såsom ljus och temperatur. Som ett resultat av denna initiering differentierar celler med embryogen potential till embryogena kallusceller, som är polariserade celler som börjar bilda en sfärisk struktur [4] [5] .

Hos tvåhjärtbladiga växter ökar frekvensen av embryobildning från kallus genom överuttryck av BABY BOOM (BBM) genen [6] , men inte i samma grad av effektivitet som i enhjärtblad [7] .

De molekylära mekanismerna bakom detta fenomen är fortfarande dåligt förstådda. Det är känt att fytohormonet auxin spelar en avgörande roll i somatisk embryogenes i växter , vilket orsakar cellens totipotenta tillstånd [1] [8] .

En jämförelse av transkriptomer har visat att embryogenes från en zygot och från en somatisk cell kan följa olika vägar, och somatisk embryogenes har ett genuttrycksmönster som är mer likt groande frön [9] [10] . En viktig roll i de tidiga stadierna av somatisk embryogenes spelas av DNA-demetylering [11] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Su, YH, Tang, LP, Zhao, XY och Zhang, XS (2021). Växtcells-totipotens : Insikter i cellulär omprogrammering. 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). Signaleringsöversikt över växtsomatisk embryogenes. 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). Somatisk embryogenes-härledda kaffeplantor kan effektivt förökas av trädgårdsrotade ministicklingar: ett uppsving för somatisk embryogenes. 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). Auxin-inducerad nanoklustring av signalproteiner bidrar till cellpolaritetsbildning. Naturkommunikationer, 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). Fältposition: Hur växtceller polariserar längs axlarna. Växtcellen. 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). Ektopiskt uttryck av BABY BOOM utlöser en omvandling från vegetativ till embryonal tillväxt. 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): en kandidatgen för transkriptionsfaktor inom växtbioteknik. 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, & Wang, JW Chromatin Accessibility Dynamics and a Hierarchical Transcriptional Regulatory Network Structure for Plant Somatic Embryogenesis. 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). Epigenetisk reglering av Auxin-inducerad somatisk embryogenes i växter. International Journal of Molecular Sciences, 21(7), 2307. doi : 10.3390/ijms21072307 PMC 7177879 PMID 32225116
  10. ↑ Wójcik, A.M. (2020). Forskningsverktyg för funktionell genomik av växtmiRNA under zygotisk och somatisk embryogenes. 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). Genomomfattande undersökning av DNA-metyleringsdynamik avslöjar en kritisk roll för DNA-demetylering under den tidiga somatiska embryogenesen av Dimocarpus longan Lour. Trädfysiologi, tpaa097, https://doi.org/10.1093/treephys/tpaa097

Litteratur

 Kloning