Kultury in vitro tytoniu i ich znaczenie w rozwoju biotechnologii roślin ...

wartoœæ wzrasta³a oko³o trzykrotnie po potraktowaniu
jasmonianem metylu. Oznaczono
równie¿ miesiêczn¹ emisjê limonenu
przez hodowane w kolbach transgeniczne
roœliny tytoniu wysokoœci 12 cm. Ostatecznie
autorzy tych eksperymentów stwierdzili,
¿e produktywnoœæ limonenu przez tytoñ jest
niska (reprezentacyjna linia produkowa³a
143 nanog/g œwie¿ej masy liœcia). Wykazano
jednak mo¿liwoœæ in¿ynierii metabolicznej
monoterpenów w tytoniu i nakreœlono
kierunki dalszych badañ w celu poprawienia
wydajnoœci.
Biotransformacje w kulturze in vitro
tytoniu
Biotransformacja w biotechnologii polega
na chemicznej modyfikacji zwi¹zku obcego
(egzogennnego) dla fizjologii danej
komórki przez enzymy tej komórki, co jest
mo¿liwe dziêki niezbyt œcis³ej specyficznoœci
substratowej tych enzymów. Przyk³adem
tego zjawiska z wykorzystaniem kultur komórkowych
in vitro tytoniu jest biotransformacja
hydroksykumaryn do ich glukozydów
[6]. Stwierdzono, ¿e hydrokumaryny wywo-
³ywa³y fragmentacjê genomowego DNA i
wydzielanie do pod³o¿a kultury wewn¹trzkomórkowej
fitoaleksyny (zwi¹zek o funkcji
obronnej wydzielany na skutek czynników
stresowych odzia³ywuj¹cych na roœlinê) -
skopoletyny (zwi¹zek kumarynowy). Równoczeœnie
egzogenne hydroksykumaryny
ulega³y transformacji do ich beta-D-glukozydów,
które nie powoduj¹ fragmentacji
DNA. Badania te wykaza³y, z jednej strony
zdolnoœæ komórek do glukozydacji egzogennych
zwi¹zków fenolowych, stwierdzonej
tak¿e u innych roœlin, jak i mechanizm reakcji
obronnej tytoniu na te zwi¹zki.
Podsumowanie
Tytoñ w kulturach in vitro wystêpuje w
postaci kalusa, organów – pêdów, korzeni,
ca³ych roœlin, komórek w zawiesinie i protoplastów.
Otrzymuje siê z niego linie haploidalne
i transformowane genetycznie, mutanty
i hybrydy. Przebadano na nim mo¿liwoœci
biosyntezy i biotransformacji in vitro.
By³ i jest jedn¹ z najwa¿niejszych roœlin eksperymentalnych
w biotechnologii roœlin. Tym
samym przyczyni³ siê do odkrycia zjawisk o
potencjalnym zastosowaniu dla dobra ludzkoœci.
Tytoñ wiêc to nie tylko u¿ywka, niew¹tpliwie
dla pal¹cych przyjemna, lecz nios¹ca
zagro¿enie zdrowia i ¿ycia, ale bardzo
u¿yteczna, cenna roœlina badawcza.
Piœmiennictwo
1. Benchabane M., Saint-Jore-Dupas C. et al.: Targeting
and post-translational processing of human
a1-antichymotrypsin in BY-2 tobacco cultured cells.
Plant Biotechnol. J. 2009, 7, 146.
2. Dodds J.H., Roberts L.W.: Experiments in Plant Tissue
Culture (Third Edition). Cambridge University
Press, New York 1995.
3. Gális I., Simek P., Narisawa T. et al.: A novel R2R3
MYB transcription factor NtMYBJS1 is a methyl
jasmonate-dependent regulator of phenylpropanoid
conjugate biosynthesis in tobacco. Plant J. 2006, 46,
573.
4. Gilleta F., Mesnard F., Fliniauxa O. et al.:
Chlorogenic acid in a Nicotiana plumbaginifolia cell
suspension. Plant Physiol. Biochem., 1999, 37, 869.
5. Hickey M., King C.: Common Families of Flowering
Plants. Cambridge University Press 2005.
6. Hirata T., Shimoda K., Fujino T.: Biotransformation
of hydroxycoumarins by the cultured cells of Nicotiana
tabacum. J. Mol. Catalysis B: Enzymatic 2000, 10,
477.
7. Horsch R.B., Fry J.E., Hoffman N.L. et al.: A simple
and general method of transferring genes into
plants. Science 1985, 227, 1229.
8. Lienard D., Tran Dinh O., van Oort E. et al.: Suspension-cultured
BY-2 tobacco cells produce and
mature immunologically active house dust mite allergens.
Plant Biotechnol. J. 2007, 5, 93.
9. Murashige T., Skoog F.: A revised medium for rapid
growth and bioassays with tobacco tissue cultures.
Physiol. Plant. 1962, 15, 473.
10. Ohara K., Ujihara T., Endo T. et al.: Limonene production
in tobacco with Perilla limonene synthase
cDNA. J. Exp. Botany, 2003, 54, 2635.
11. Parc G., Rembur J., Rech P., Chriqui D.: In vitro
culture of tobacco callus on medium containing peptone
and phytate leads to growth improvement and
higher genetic stability. Plant Cell Reports 2007, 26,
145.
12. Pierik R.L.M.: In vitro Culture of Higher Plants.
Martinus Nijhoff Publishers Dordrecht 1987.
13. Reinert J., Yeoman M.M.: Plant Cell and Tissue
Culture. A Laboratory Manual. Springer- Verlag Berlin
Heidelberg New York1982.
14. Smith R.H.: Plant tissue culture. Techniques and
experiments. Second edition. Academic Press San
Diego 2000.
15. Strona internetowa organizacji RIKEN (Japonia):
http://mrg.psc.riken.go.jp/strc/BY-2.htm (dostêp dnia
27 sierpnia 2009).
16. Takebe I., Labib G., Melchers G.: Regeneration of
whole plants from isolated mesophyll protoplasts of
tobacco. Naturwiss. 1971, 58, 318.
17. Vasil I.K.: A short history of plant biotechnology.
Phytochem. Rev. 2008, 7, 387-394.
18. Vasil V., Hildebrandt A.C.: Differentiation of tobacco
plants from single, isolated cells in microcultures.
Science 1965, 150, 889.
19. Vasil V., Hildebrandt A.C.: Further studies on the
growth and differentiation of single, isolated cells of
tobacco in vitro. Planta 1967, 75, 139.
20. Yang S.W., Jin E.S., Chung I.K., Kim W.T.: Cell
cycle-dependent regulation of telomerase activity by
auxin, abscisic acid and protein phosphorylation in
tobacco BY-2 suspension culture cells. Plant J. 2002,
29, 617.
21. Zenkteler M. (red.): Hodowla komórek i tkanek
roœlinnych. Praca zbiorowa. Pañstwowe Wydawnictwo
Naukowe, Warszawa 1984.
Przegl¹d Lekarski 2009 / 66 / 10
893