Somatisk embryogenese

Somatisk embryogenese er den proces, der ligger til grund for vegetativ reproduktion , hvor totipotente celler dannes fra en somatisk celle, hvilket giver anledning til dannelsen af ​​en ny organisme uden en seksuel proces [1] [2] . Det mest slående eksempel på manifestationen af ​​somatisk embryogenese er dannelsen af ​​yngelknopper - specialiserede knopper, der falder af en voksen plante og giver anledning til nye planter. For eksempel formerer arter af slægten Kalanchoe ( Crassulaceae ) sig ukønnet og danner frøplanter langs kanterne af bladene.

Udviklingen af ​​bioteknologiske metoder ved hjælp af somatisk embryogenese gjorde det muligt at bruge det som en effektiv metode til hurtig storstilet reproduktion af "elite" plantesorter, for eksempel til at klone de bedste kaffehybrider [3] .

Somatisk embryogenese i ikke-embryogene callusceller initieres af forskellige faktorer såsom komponenterne i mediet, hvori de dyrkes, og eksterne signaler såsom lys og temperatur. Som et resultat af denne initiering differentierer celler med embryogent potentiale til embryogene callusceller, som er polariserede celler , der begynder at danne en sfærisk struktur [4] [5] .

Hos tokimbladede planter øges hyppigheden af ​​embryodannelse fra callus ved overekspression af BABY BOOM (BBM) genet [6] , men ikke i samme grad af effektivitet som hos monocots [7] .

De molekylære mekanismer, der ligger til grund for dette fænomen, er stadig dårligt forstået. Det er kendt, at phytohormonet auxin spiller en afgørende rolle i somatisk embryogenese i planter , hvilket forårsager cellens totipotente tilstand [1] [8] .

En sammenligning af transkriptomer har vist, at embryogenese fra en zygote og fra en somatisk celle kan følge forskellige veje, og somatisk embryogenese har et genekspressionsmønster, der minder mere om spirende frø [9] [10] . En vigtig rolle i de tidlige stadier af somatisk embryogenese spilles af DNA-demethylering [11] .

Se også

• Ring til os
• skæring
• Sporangium
• apogami

Noter

1. ↑ 1 2 Su, YH, Tang, LP, Zhao, XY og Zhang, XS (2021). Plantecelle-totipotens : Indsigt i cellulær 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). Signaleringsoversigt over plantesomatisk embryogenese. 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 embryogenese-afledte kaffeplanter kan effektivt formeres ved havebrugsrodede ministiklinger: et boost til somatisk embryogenese. 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-induceret signalprotein nanoclustering bidrager til cellepolaritetsdannelse. Naturformidling, 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). Feltposition: Hvordan planteceller polariserer langs akserne. Plantecellen. 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). Ektopisk ekspression af BABY BOOM udløser en konvertering fra vegetativ til embryonal vækst. Plantecellen, 14(8), 1737-1749. PMID 12172019 PMC 151462 doi : 10.1105/tpc.001941
7. ↑ Jha, P., & Kumar, V. (2018). BABY BOOM (BBM): et kandidat-transskriptionsfaktorgen i plantebioteknologi. 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 Transscriptional Regulatory Network Structure for Plant Somatic Embryogenese. 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 regulering af Auxin-induceret somatisk embryogenese i planter. International Journal of Molecular Sciences, 21(7), 2307. doi : 10.3390/ijms21072307 PMC 7177879 PMID 32225116
10. ↑ Wójcik, A.M. (2020). Forskningsværktøjer til den funktionelle genomik af plante miRNA'er under zygotisk og somatisk embryogenese. 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). Genomomfattende undersøgelse af DNA-methyleringsdynamik afslører en kritisk rolle for DNA-demethylering under den tidlige somatiske embryogenese af Dimocarpus longan Lour. Træfysiologi, tpaa097, https://doi.org/10.1093/treephys/tpaa097

Litteratur

• Ramírez-Mosqueda, M. A. (2022). Oversigt over somatisk embryogenese . I Somatisk Embryogenese (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., & Samynathan, R. (2022). Genetiske og epigenetiske metoder til regulering af somatisk embryogenese: en gennemgang. Biologi Futura, 1-19. doi : 10.1007/s42977-022-00126-3
• Alves, A., Cordeiro, D., Correia, S., & Miguel, C. (2021). Små ikke-kodende RNA'er ved krydset af regulatoriske veje, der kontrollerer somatisk embryogenese i frøplanter. Plants 2021, 10, 504. doi : 10.3390/plants10030504
• Salaun, C., Lepiniec, L., & Dubreucq, B. (2021). Genetisk og molekylær kontrol af somatisk embryogenese. Plants, 10(7), 1467. PMID 34371670 PMC 8309254 doi : 10.3390/planter10071467
• Méndez-Hernández, HA, Ledezma-Rodríguez, M., Avilez-Montalvo, RN, Juárez-Gómez, YL, Skeete, A., Avilez-Montalvo, J., ... & Loyola-Vargas, VM (2019). Signaleringsoversigt over plantesomatisk embryogenese. Frontiers in plant science, 10, 77. PMID 30792725 PMC 6375091 doi : 10.3389/fpls.2019.00077
• Gulzar, B., Mujib, A., Malik, MQ, Sayeed, R., Mamgain, J., & Ejaz, B. (2020). Gener, proteiner og andre netværk, der regulerer somatisk embryogenese i planter. 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 interagerer in vivo med Pinus pinaster AUXIN RESPONSFAKTOR 18 Målsted og regulerer negativt dets udtryk under somatisk embryoudvikling af nåletræer. Frontiers in plant 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). En sammenlignende transkriptomanalyse afslører de molekylære mekanismer, der ligger til grund for somatisk embryogenese i Peaonia ostii 'Fengdan'. International journal of molecular sciences, 23(18), 10595. PMID 36142512 PMC 9505998 doi : 10.3390/ijms231810595