Genetic engineering: An additional tool for plant improvement

Abstract

Geeninsiirtoteknologiassa tapahtunut edistys on tehnyt mahdolliseksi yksi- ja kaksisirkkaisten siirtogeenisten kasvien tuotannon. Biolistisella menetelmällä voidaan siirtää geenejä vaikeasti käsiteltäviin viljelykasveihin Ja metsäpuihin riippumatta niiden genotyypistä. Pysyvää ja lyhytaikaista geenien siirtoa varten on kehitetty halvempia menetelmiä: ultraäänimetodi, suora DNA-siirto liotusvaiheessa käyttäen kuivia somaattisia alkioita ja silikoni karbiidikuidut. Agrobacterium -välineistä kloonattujen geenien siirtoa kasvisoluihin voidaan tehostaa. Molekyylimerkkien - RELP't, RAPD'T ja DNA-sormenjälki - analysointi voi täydentää viljelykasvien kuvailua, geenikartoitusta ja tunnistamista, takuutodistuksen antoa sekä patenttien suojaamista. PCR:N avulla voidaan valikoidusti monistaa spesifinen DNA-segmentti ottamalla vain pieni määrä organismin koko DNA:sta ja tunnistaa siirtogeeninen viljelykasvi. Kohteena olevan geenin toiminta voidaan estää antisense RNA'lla. Toistaiseksi geeniteknologian avulla on tunnistettu ja kloonattu rajoitettu määrä geenejä. Spesifillä geeninsiirrolla päästään moniin päämääriin: tuhohyönteisten ja sienien biologiseen torjuntaan, koiras-steriiliyteen, viruskestävyyteen, siemenproteiinien parantamiseen ja siirtogeenisten kasvien käyttöön bioreaktoreina. T-DNA mutageneesin avulla voidaan saada tietoa kasvin kehityksen ja morfogeneesin geneettisestä säätelystä sekä eristää hyödyllisiä mutantteja. Ennen kuin geeniteknologia voi olla luotettava keino jalostaa kasveja, olisi kiinnitettävä enemmän huomiota kasvien geneettisten varojen selvittämiseen, jotta voitaisiin löytää ja kloonata uusia geenejä. Samoin olisi selvitettävä selektiivisten ja raportoivien merkkigeenien vaikutuksia kasveissa ja tutkittava kenttäoloissa siirtogeenejä ja siirtogeenisiä kasveja.

Advances in gene transfer technologies have enabled the production of both monocot and dicot transgenic plants. With the biolistic method, genes can be transferred in recalcitrant crop plants and forest trees, independent of their genotype. Inexpensive methods for both stable and transient gene transfers - ultrasonication, direct DNA insertion during imbibition using somatic embryos, and silicon carbide fibres - have been developed. The frequency of Agrobacterium-mediated transformation rates of cloned genes can be enhanced in plant cells. The analysis of molecular markers (RFLPs, RAPDs, DNA fingerprints) can accomplish the characterization, gene mapping and identification and certification and patent protection of cultivars. With PCR, selective amplification of a specific DNA segment from a small amount of an organism's total DNA can be used to identify transgenic cultivars. The expression of a target gene can be inhibited with antisense RNA. So far, a limited number of genes have been identified and cloned with genetic engineering. With specific gene transfers, many goals such as biological control of insect pests and fungi, male sterility, virus resistance, improving seed protein, and production of transgenic plants as "bioreactors" can be accomplished. T-DNA mutagenesis may lead to learning more about the genetic control of plant development and morphogenesis, and isolation of useful mutants. Before genetic engineering becomes a reliable tool of plant breeding, more attention is needed to explore: (a) new plant genetic resources in order to identify and clone new genes, (b) fate of selective and scorable marker genes, and (c) field evaluation of transgenes in transgenic plants.