Issuu on Google+

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ ФАКУЛЬТЕТ БІОТЕХНОЛОГІЇ Кафедра екобіотехнології та біорізноманіття

“ЗАТВЕРДЖУЮ” Декан факультету біотехнології ______________Ю. В. Коломієць “____” ________________ 2013 р.

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС З ДИСЦИПЛІНИ КЛІТИННА СЕЛЕКЦІЯ НА СТІЙКІСТЬ (шифр і назва навчальної дисципліни) напрям підготовки

0514 «Біотехнологія»

с спеціальність 8.051401 – «Екологічна біотехнологія та біоенергетика» с спеціалізація_________________________________________________ факультет Біотехнології

КИЇВ-2013


НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ ФАКУЛЬТЕТ БІОТЕХНОЛОГІЇ Кафедра екобіотехнології та біорізноманіття

“ЗАТВЕРДЖУЮ” Декан факультету біотехнології ______________ Ю. В. Коломієць “____” ________________ 2013 р.

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС З ДИСЦИПЛІНИ КЛІТИННА СЕЛЕКЦІЯ НА СТІЙКІСТЬ (шифр і назва навчальної дисципліни) напрям підготовки

0514 «Біотехнологія»

с спеціальність 8.051401 – «Екологічна біотехнологія та біоенергетика» с спеціалізація_________________________________________________ факультет Біотехнології

КИЇВ-2013


Робоча програма “клітинна селекція на стійкість” для студентів за напрямом підготовки фахівців напряму 0514 - «Біотехнологія». „___” ________, 2013 р. − 27 с. Розробник: Кляченко О.Л., доцент, кандидат біологічних наук Бородай В.В., доцент Робоча програма затверджена на засіданні кафедри екобіотехнології та біорізноманіття Протокол від «13» травня 2013 р. № 15 В.о. зав. кафедрою екобіотехнології та біорізноманіття к.б.н.

_______________________ (Кляченко О.Л.)

“_____”___________________ 2013 р. Схвалено вченою радою факультету біотехнології Протокол від «__» ___________ 2013 р. № 9 “_____”________________20__ р.

Голова ________ (Коломієць Ю.В..)

©Кляченко О.Л., 2013


1. Опис навчальної дисципліни

«Клітинна селекція на стійкість» Галузь знань, напрям підготовки, спеціальність, освітньокваліфікаційний рівень Галузь знань 0514 Біотехнологія Напрям підготовки 8.051401 - «Екологічна біотехнологія та біоенергетика» Освітньо-кваліфікаційний ОКР «Магістр» рівень Характеристика навчальної дисципліни Вид Загальна кількість годин Кількість кредитів ECTS Кількість змістових модулів Курсовий проект (робота) (якщо є в робочому навчальному плані) Форма контролю

Нормативна (вибіркова) 108 3 2 Залік

Показники навчальної дисципліни для денної та заочної форм навчання

Рік підготовки Семестр Лекційні заняття Практичні, семінарські заняття Лабораторні заняття Самостійна робота індивідуальні завдання Кількість тижневих годин для денної форми навчання: аудиторних: самостійної роботи студента:

денна форма навчання 2 3 10 год. 10 год. 88 год. -

заочна форма навчання -

1,2 год. 2 год.


2. Мета та задача навчальної дисципліни 1.1.Місце і роль дисципліни в системі підготовки фахівців Одне з важливих напрямків в біотехнології рослин займає клітинна селекція, при якій відбір клітинних ліній і рослин з новими спадковими ознаками проводиться на рівні культивованих in vitro клітин. Отримання рослин з відібраних в селективних умовах мутантних клітин можливо завдяки унікальній властивості рослинної клітини - її тотипотентності. Прийоми культивування рослинних клітин і регенерації з них рослин, розроблені для багатьох важливих сільськогосподарських культур, уже зараз дозволяють експериментально реалізувати можливості клітинної селекції, тобто застосовувати її для створення нових сортів рослин. Перелік мутантів з важливими сільськогосподарськими ознаками, селекція яких здійсненна на клітинному рівні, досить великий. До них відносяться мутанти стійкості до стресових факторів, гербіцидів, різних захворювань. Потужним джерелом генетичного різноманіття рослин є сомаклональна мінливість, що виникає при проходженні рослинами стадії неорганізованого росту, яка дозволяє вести ненаправлену селекцію in vitro. Прикладні напрямки досліджень, які вирішуються за допомогою клітинної селекції, не обмежуються створенням цінного вихідного матеріалу. Методи клітинної селекції лежать в основі ряду технологій промислового вирощування клітинних культур, продуцентів економічно значущих речовин. Вони також є важливими елементами експериментів по соматичній гібридизації та трансформації рослин. Поряд з біотехнологічними аспектами застосування нових підходів селекції має велике значення для розвитку фундаментальних питань мутагенезу, генетики, молекулярної біології, фізіології та біохімії рослин. Завдяки новим технологіям селекції отримані численні генетично маркірувані клітинні лінії і рослини, які широко використовуються в якості вихідного матеріалу для різних прикладних і в першу чергу теоретичних досліджень. Оволодіння теоретичною базою та практичними навиками роботи з культурою рослин in vitro, отримання сортів рослин, стійких до абіотичних та біотичних факторів методами клітинної селекції є необхідною умовою для формування висококваліфікованих спеціалістів агробіологічного напрямку. 1.2.Мета і завдання вивчення дисципліни Мета даного курсу є ознайомлення студентів з основними напрямами, сучасними завданнями та перспективами розвитку клітинної селекції в Україні та за кордоном; з теоретичними основами та методами одержання рослин, стійких до біотичних і абіотичних факторів. В процесі вивчення курсу студенти повинні оволодіти специфікою складання схем клітинної селекції у відповідності з поставленими задачами.


Завданням навчальної дисципліни «Клітинна селекція на стійкість» є формування знань про особливості мутагенезу і селекції мутантів in vitro, сомаклональну мінливість, хлорофілдефектні, ауксотрофні і температурочутливі мутанти, отримання ліній, стійких до гербіцидів, стресових факторів, хвороб. Крім того, завдання курсу полягає у виробленні у студентів навичок отримання сомаклональних варіантів та експериментального освоєння методів роботи з різними біотехнологічними об’єктами в умовах лабораторії. 1.3.Вимоги до знань і вмінь, набутих внаслідок вивчення дисципліни -

-

Магістри повинні знати: про основні об’єкти, що використовуються в якості вихідного матеріалу для мутагенезу та селекції; природу і механізми виникнення сомаклональної мінливості; залежність сомаклональної мінливості від вихідного матеріалу та прийомів культивування in vitro; різноманітність сомаклональних варіантів і їх практичне застосування; принципи отримання хлорофілдефектних мутантів з використанням клітинних технологій; галузі застосування пігментдефектних мутантів в клітинній інженерії; механізми дії гербіцидів на рослини, природу та механізм стійкості до окремих гербіцидів, практичне використання ліній, стійких до гербіцидів, отриманих методами клітинної селекції; методи виділення in vitro та шляхи використання варіантів, стійких до засолення, іонного стресу та засухи; заходи та клітинні технології, що використовуються для отримання in vitro стійких до хвороб рослин; види селекції ауксотроф них та ts-мутантів; шляхи створення нових форм рослин, що мають селективні маркерні ознаки. Магістри повинні уміти: створювати оптимальні умови та отримувати калусні, суспензійні культури та ізольовані протопласти для проведення клітинної селекції; отримувати хлорофілдефектні мутанти з використанням клітинних технологій; виділяти клітинні лінії та отримувати рослини-регенеранти, стійкі до гербіцидів; отримувати солестійкі, засухостійкі та стійкі до іонного стресу варіанти рослин in vitro; застосовувати клітинні технології для отримання in vitro рослин, стійких до хвороб; проводити селекцію ауксотрофних і ts-мутантів; формулювати завдання та створювати схеми клітинної селекції рослин;


- на основі новітніх досягнень, використовуючи методичні рекомендації. Планувати та обирати оптимальні умови для отримання ліній рослин, стійких до біотичних і абіотичних факторів методами клітинної селекції. 1.4.

Перелік дисциплін, засвоєння яких необхідне для вивчення дисципліни

Вивчення дисципліни «Клітинна селекція на стійкість» базується на знаннях, які студенти набувають при вивченні нормативної частини ОПП – циклів підготовки гуманітарної та соціально-економічної, природничонаукової, професійної та практичної і вибіркової частини – дисциплін за вибором університету та студента. Курс читається після одержання фундаментальної підготовки з дисциплін: «Біотехнологія рослин», «Діагностика та ідентифікація ГМО. ДНК-паспортизація», «Клітинна і молекулярна біологія», «Сільськогосподарська біотехнологія».


3. Програма навчальної дисципліни ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ I. Особливості мутагенезу та селекції мутантів in vitro , їх характеристика та використання Тема 1. Особливості мутагенезу та селекції мутантів in vitro. Вихідний матеріал для мутагенезу і селекції. Калусні та суспензійні культури. Ізольовані протопласти та інші об'єкти. Вплив мутагенів на життєздатність культивованих in vitro клітин. Мутагени та їх застосування на клітинних культурах. Життєздатність клітин після обробки мутагеном. Спонтанна та індукована частота виникнення нових варіантів. Селекція клітинних варіантів та регенерація рослин. Методи селекції. Експресія мутантних змін на рівні рослин. Тема 2. Сомаклональна мін��ивість. Термінологія та номенклатура. Природа та механізми виникнення сомаклональної мінливості. Природне генетичне різноманіття клітин рослин. Мінливість геному в процесі культивування in vitro. Мінливість цитоплазмона у сомаклональних варіантів. Залежність сомаклональної мінливості від вихідного матеріалу та прийомів культивування in vitro. Значення генотипу та вихідного експлантата. Вплив умов культивування та регенерація клітин. Різноманітність сомаклональних варіантів і їх практичне застосування. Спектр мінливості серед рослин-регенерантів. Генетичний аналіз сомаклонів. Перспективи практичного використання сомаклональної мінливості. Тема 3. Хлорофілдефектні мутанти. Хлорофілдефективні мутанти. Генетичні основи пігментних дефектів. Цитоплазматичні мутанти. Ядерні мутанти. Інші причини пігментних дефектів. Отримання хлорофілдефектних мутантів з використанням клітинних технологій. Експланти рослин з соматичними мутаціями. Культура пиляків та мікроспор. Культура клітин та тканин. Аналіз мутацій хлорофілдефектності за допомогою методу злиття протопластів. Комплексний аналіз. Статева гібридизація. Застосування пігментдефектних мутантів в клітинній інженерії. Отримання соматичних гібридів. Реконструювання цитоплазмона при соматичній гібридизації.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ II. Особливості клітинної селекції рослин, стійких до біотичних та абіотичних чинників Тема 1. Стійкість до гербіцидів


Механізми дії гербіцидів. Гербіциди, які блокують фотосинтетичні процеси. Гербіциди – інгібітори біосинтезу амінокислот. Природа та механізм стійкості до окремих гербіцидів. Виділення та характеристика клітинних ліній та рослин-регенерантів, стійких до гербіцидів. Стійкість до карбаматів. Стійкість до біпіриділієвих гербіцидів. Стійкість до гліфосфату та Lфосфіноцитрину. Стійкість до піклораму. Стійкість до амітролу. Стійкість до феноксисполук. Стійкість до триазиновим гербіцидам. Стійкість до сульфонілмочевинам. Можливі області використання гербіцидів та мутантів. Тема 2. Стійкість до стресових факторів. Засолення. Вплив солі на рослини та механізми стійкості. Виділення солестійких варіантів in vitro та їх характеристика. Метали. Основи стійкості рослин до іонного стресу. Виділення та характеристика варіантів, стійких до іонного стресу. Засуха. Використання клітинних культур в селекції на засухостійкість. Екстремальні температури. Радіаційний стрес. Тема 3. Стійкість до хвороб Основні поняття та термінологія. Використання патогенів в селекції для стійкості до хвороб. Селекція до патотоксинів. Застосування для селекції клітинних фільтратів. Використання інших методів та технологій для отримання in vitro рослин стійких до хвороб. Тема 4. Ауксотрофні і температурочутливі мутанти Методи селекції ауксотрофних і ts-мутантів. Метод реплікації. Тотальна селекція. Методи преселекції. Негативна селекція. Пряма селекція. Характеристика ауксотрофів, отриманих шляхом клітинної селекції у рослин Nicotiana plumbaginifolia, Hyoscyamus muticus та інших об'єктів. Температурочутливі мутанти та їх характеристика. Практичне використання ауксотрофів. Тема 5. Отримання генетично маркованих рослин шляхом перенесення чужорідних селективних ознак Злиття протопластів і перенесення цитоплазматичних мутацій. Перенесення ядерних генетичних маркерів шляхом злиття протопластів у рослин N. plumbaginifolia + N. sylvestris, A. belladonna, S. tuberosum + S. Pinnatisectum, N. plumbaginifolia + Petunia hybrida, Lycopersicon esculentum.


4. Структура навчальної дисципліни Кількість годин Денна форма Заочна форма Назви змістових усьог у тому числі усьог у тому числі модулів і тем о о л п ла ін с.р л п ла ін с.р б д . б д . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 0 Змістовий модуль 1. Особливості мутагенезу та селекції мутантів in vitro , їх характеристика та використання

Тема 1.

13

1,2

1,2

11

13

1,2

1,2

11

13

1,2

1,2

11

Особливості мутагенезу та селекції мутантів in vitro

Тема 2. Сомаклональна мінливість

Тема 3. Хлорофілдефектні мутанти

Змістовний модуль 2. Особливості клітинної селекції рослин, стійких до біотичних та абіотичних чинників

Тема 1. Стійкість

13

1,2

1,2

11

Тема 2. Стійкість до стресових факторів. Тема 3. Стійкість до хвороб Тема 4. Ауксотрофні і температурочутли ві мутанти Тема 5. Отримання генетично маркованих рослин шляхом перенесення чужорідних селективних ознак

13

1,2

1,2

11

13

1,2

1,2

11

13

1,2

1,2

11

13

1,2

1,2

11

Разом за змістовим модулем 2

67

6

6

55

до гербіцидів


Усього годин Курсовий проект (робота) з__________ Усього годин

108

10

10

88

108

10

10

88

5. Теми семінарських занять № з/п 1

Назва теми

Кількість годин

Не передбачено робочим навчальним планом 6. Теми практичних занять

№ з/п 1

№ з/п 1 1 2 3. 4

5

6 7 8.

Назва теми

Кількість годин

Не передбачено робочим навчальним планом 7. Теми лабораторних занять Назва теми

2 Отримання калюсних тканин як об’єкту для індукованого мутагенезу Отримання суспензійних культур як об’єкту для індукованого мутагенезу в клітинній селекції Отримання резистентних форм калюсних ліній та рослин-регенерантів, стійких до гербіцидів Отримання калюсних ліній та рослин-регенерантів, стійких до хлоридного й сульфатного засолення методами прямої селекції Отримання калюсних ліній та рослин-регенерантів, стійких до солей важких металів методами ступінчастої селекції Отримання посухостійких калюсних ліній та рослинрегенерантів методами жорсткої селекції Отримання морозостійких калюсних ліній та рослинрегенерантів методами ступінчастої селекції Клітинна селекція рослин на стійкість до збудників бактеріальних хвороб

Кількість годин 3 1 1 1 1

1

1 1 1


9 10

Клітинна селекція рослин на стійкість до збудників грибних хвороб Отримання рослин-регенерантів, стійких до хвороб

1 1

8. Індивідуальні завдання Не передбачено робочим навчальним планом 9. Методи навчання Успіх навчання загалом залежить від внутрішньої активності студентів, від характеру їхньої діяльності, то саме характер діяльності, ступінь самостійності та творчості мають бути важливими критеріями у виборі методу. Пояснювально-ілюстративний метод. Студенти здобувають знання, слухаючи розповідь, лекцію, з навчальної або методичної літератури, через екранний посібник у "готовому" вигляді. Сприймаючи й осмислюючи факти, оцінки, висновки, вони залишаються в межах репродуктивного (відтворювального) мислення. Такий метод якнайширше застосовують для передавання значного масиву інформації. Його можна використовувати для викладення й засвоєння фактів, підходів, оцінок, висновків. Репродуктивний метод. Ідеться про застосування вивченого на основі зразка або правила. Діяльність тих, кого навчають, є алгоритмічною, тобто відповідає інструкціям, розпорядженням, правилам - в аналогічних до представленого зразка ситуаціях. Метод проблемного викладення. Використовуючи будь-які джерела й засоби, педагог, перш ніж викладати матеріал, ставить проблему, формулює пізнавальне завдання, а потім, розкриваючи систему доведень, порівнюючи погляди, різні підходи, показує спосіб розв'язання поставленого завдання. Студенти стають ніби свідками і співучасниками наукового пошуку. Частково-пошуковий, або евристичний метод. Його суть - в організації активного пошуку розв'язання висунутих педагогом (чи самостійно сформульованих) пізнавальних завдань або під керівництвом педагога, або на основі евристичних програм і вказівок. Процес мислення набуває продуктивного характеру, але його поетапно скеровує й контролює педагог або самі студенти на основі роботи над програмами (зокрема й комп'ютерними) та з навчальними посібниками. Такий метод, один з різновидів якого є евристична бесіда, - перевірений спосіб активізації мислення, спонукання до пізнання. Дослідницький метод. Після аналізу матеріалу, постановки проблем і завдань та короткого усного або письмового інструктажу ті, кого навчають, самостійно вивчають літературу, джерела, ведуть спостереження й виміри та виконують інші пошукові дії. Ініціатива, самостійність, творчий пошук виявляються в дослідницькій діяльності найповніше. Методи навчальної


роботи безпосередньо переходять у методи, які імітують, а іноді й реалізують науковий пошук. Отже, розглянуто шість підходів до класифікації методів навчання, шість 10. Методи контролю Контроль знань і умінь студентів (поточний і підсумковий) з дисципліни здійснюють згідно з кредитно-модульною системою організації навчального процесу. Рейтинг студента із засвоєння дисципліни визначається за 100 бальною шкалою. Він складається з рейтингу з навчальної роботи, для оцінювання якої призначається 70 балів, і рейтингу з атестації (екзамену) – 30 балів. Критерiї оцiнки рiвня знань на лабораторних, семiнарських та практичних заняттях. На лабораторних заняттях кожен студент з кожної теми виконує iндивiдуальнi завдання. Рiвень знань оцiнюється: “відмінно” – студент дає вичерпнi, обгрунтованi, теоретично i практично вiрнi вiдповiдi не менш нiж на 90% запитань, рiшення задач та лабораторнi вправи вiрнi, демонструє знання пiдручникiв, посiбникiв, iнструкцiй, проводить узагальнення i висновки, акуратно оформляє завдання, був присутнiй на лекцiях, має конспект лекцiй чи реферати з основних тем курсу; “добре”– коли студент володiє зна��нями матерiалу, але допускає незначнi помилки у формуваннi термiнiв, категорiй i розрахункiв, проте за допомогою викладача швидко орiєнтусться i знаходить правильнi вiдповiдi, був присутнiй на лекцiях, має конспект лекцiй чи реферати з основних тем курсу; “задовільно”– коли студент дає правильну вiдповiдь не менше нiж на 60% питань, або на всi запитання дає недостатньо обгрунтованi, невичерпнi вiдповiдi, допускає грубi помилки, якi виправляє за допомогою викладача. При цьому враховується наявнiсть конспекту за темою завдань та самостiйнiсть; “незадовiльно з можливiстю повторного складання” – коли студент дає правильну вiдповiдь не менше нiж на 35% питань, або на всi запитання дає необгрунтованi, невичерпнi вiдповiдi, допускає грубi помилки. Має неповний конспект лекцiй. Пiдсумкова (загальна оцiнка) курсу навчальної дисципліни. Є сумою рейтингових оцiнок (балiв), одержаних за окремi оцiнюванi форми навчальної дiяльностi: поточне та пiдсумкове тестування рiвня засвоєностi теоретичного матерiалу пiд час аудиторних занять та самостiйної роботи (модульний контроль); оцiнка (бали) за виконання лабораторних дослiджень. Пiдсумкова оцiнка виставляється пiсля повного вивчення навчальної дисциплiни, яка виводиться як сума промiжних оцiнок за змiстовнi модулi. Остаточна оцiнка рiвня знань складається з рейтингу з навчальної роботи, для оцінювання якої призначається 70 балів, і рейтингу з атестації (екзамену) – 30 балів.


11. Розподіл балів, які отримують студенти Рейтинг з Рейтинг Підсумкова Рейтинг з Загальна додаткової штрафний атестація навчальної кількість роботи Змістовий Змістовий (екзамен R ШТР роботи балів R ДР модуль 1 модуль 2 чи залік) R НР Поточний контроль

0-100

0-100

0-70

0-20

0-5

0-30

0-100

Примітки. 1. Відповідно до «Положення про кредитно-модульну систему навчання в НУБіП України», затвердженого ректором університету 03.04.2009 р., рейтинг студента з навчальної роботи R НР стосовно вивчення певної дисципліни визначається за формулою 0,7· (R(1)ЗМ · К(1)ЗМ + ... + R(n)ЗМ · К(n)ЗМ ) RНР = -------------------------------------------------------- + R ДР - RШТР, КДИС де R(1)ЗМ, … R(n)ЗМ − рейтингові оцінки змістових модулів за 100-бальною шкалою; n − кількість змістових модулів; К(1)ЗМ, … К(n)ЗМ − кількість кредитів ЕСТS, передбачених робочим навчальним планом для відповідного змістового модуля; КДИС = К(1)ЗМ + … + К(n)ЗМ − кількість кредитів ЕСТS, передбачених робочим навчальним планом для дисципліни у поточному семестрі; R ДР − рейтинг з додаткової роботи; R ШТР − рейтинг штрафний. Наведену формулу можна спростити, якщо прийняти К(1)ЗМ = …= К(n)ЗМ. Тоді вона буде мати вигляд 0,7· (R(1)ЗМ + ... + R(n)ЗМ ) RНР = ------------------------------------

+ RДР - RШТР.

n Рейтинг з додаткової роботи R ДР додається до R НР і не може перевищувати 20 балів. Він визначається лектором і надається студентам рішенням кафедри за виконання робіт, які не передбачені навчальним планом, але сприяють підвищенню рівня знань студентів з дисципліни. Рейтинг штрафний R ШТР не перевищує 5 балів і віднімається від R НР.


Він визначається лектором і вводиться рішенням кафедри для студентів, які матеріал змістового модуля засвоїли невчасно, не дотримувалися графіка роботи, пропускали заняття тощо. 2. Згідно із зазначеним Положенням підготовка і захист курсового проекту (роботи) оцінюється за 100 бальною шкалою і далі переводиться в оцінки за національною шкалою та шкалою ECTS. Шкала оцінювання: національна та ECTS Сума балів за всі види навчальної діяльності 90 – 100 82-89 74-81 64-73 60-63 35-59

0-34

Оцінка ECTS А В С D Е

Оцінка за національною шкалою для заліку для екзамену, курсового проекту (роботи), практики відмінно добре

зараховано

задовільно

FX

незадовільно з можливістю повторного складання

F

незадовільно з обов’язковим повторним вивченням дисципліни

не зараховано з можливістю повторного складання не зараховано з обов’язковим повторним вивченням дисципліни

12. Методичне забезпечення Науково-методичне забезпечення навчального процесу передбачає: державні стандарти освіти, навчальні плани, навчальні програми з усіх нормативних і вибіркових навчальних дисциплін; програми навчальної, виробничої та інших видів практик; підручники і навчальні посібники; інструктивно-методичні матеріали до семінарських, практичних і лабораторних занять; індивідуальні навчально-дослідні завдання; контрольні роботи; текстові та електронні варіанти тестів для поточного і підсумкового контролю, методичні матеріали для організації самостійної роботи студентів.


13. РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА Базова 1. Мельничук М. Д., Новак Т. В., Кунах В. А. Біотехнологія рослин. К., Поліграфконсалтінг, 2003. – 520 с. 2. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. Пер. с анг. – М.: Мир, 2002 – 589 с. 3. Кушнір Г. П., Сарнацька В. В. Мікроклональне розмноження рослин. К., Наукова думка, 2003. – 528 с. 4. Сидоров В. А. Биотехнология растений. Клеточная селекция. К., Наукова думка, 1990. – 280 с. 5. Сингер М., Берг П. Гены и геномы. Перевод с англ., в 2-х томах. / М.: Мир, 2002. – 764 с. 6. Введение в генетику, биоинформатика, ДНК-технология, генная терапия, ДНК-экология, протеомика, метаболика: Навч. посіб. / В. И. Глазко, Г. В. Глазко; Ин-т аргоєкологии и биотехнологии УААН. – 2-е изд., испр. и доп. – К.: КВЦ, 2003. – 640 с. Допоміжна 1. Альбертс Б. Молекулярная біологія клетки. М., Мир, 1994. 2. Уотсон Д. Молекулярная біологія гена. М., Мир, 1978. 3. Инге-Вечтомов С. Г. Введение в молекулярную генетику. М.: Вісш. шк., 1983. 4. Глеба Ю. Ю., Сытник К. М. Слияние протопластов и генетическое конструирование высших растений. К., 1982. – 102 с. 5. Глеба Ю. Ю. Сытник К. М. Клеточная инженерия растений. К., Наукова думка, 1984. – 159 с.


НУБіП України

Ф-7.5-2.1.8-03

«Протокол погодження навчальної дисципліни з іншими дисциплінами» Протокол Погодження навчальної дисципліни «Клітинна селекція на стійкість» з Іншими дисциплінами спеціальності «Екологічна біотехнологія та біоенергетика» Дисципліна та її розділи, що передують вивченню даної спеціальності

ПІБ, вчена ступінь та вчене звання викладача, що забезпечує попередню дисципліну

Підпис

Наступна дисципліна та її розділи, які використовують матеріали даної дисципліни

ПІБ, вчена ступінь та вчене звання викладача, що забезпечує наступну дисципліну

Підпис

Радіобіологія і радіоекологія Біологія (біологія, мікробіологія, вірусологія) Екологічна токсикологія

Голова вченої ради, доцент

Коломієць Ю.В..


НУБіП України

Ф-7.5-2.1.8-05 «Календарний план навчальних занять»

1

Особливості мутагенезу та селекції мутантів in vitro. Сомаклональна мінливість

2 3 4

Практичні заняття

Кількість ггодин

Лекції

Кількість ггодин

Тижні

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН НАВЧАЛЬНИХ ЗАНЯТЬ для студентів ОКР «Магістрр» з дисципліни „Клітинна селекція на стійкість ” факультет біотехнології 2 семестр 2013-2014 навчальний рік

„ЗАТВЕРДЖУЮ” Декан факультету біотехнології ____________ Коломієць Ю.В. „____” _________________ 2013 р. Лектор: Бородай В.В. Курс 2 Лекцій 10 Лабораторних занять 10 Самостійна робота студентів 88 Всього 108 Кредитів 3

Кількість ггодин

Національний університет біоресурсів і природокористування України

Самостійна робота

Мутагени та їх використання клітинних культурах Отримання калюсних тканин та суспензійних культур як об’єкту для індукованого мутагенезу.

Хлорофілдефектні мутанти Отримання резистентних форм калюсних ліній та рослинрегенерантів, стійких до гербіцидів. Отримання калюсних ліній та

на

10

виникнення

10

Отримання хлорофіл дефектних мутантів за допомогою клітинних технологій Природа і механізми стійкості до окремих гербіцидів

10

Природа і механізми сомаклональної мінливості

10


рослин-регенерантів, стійких до хлоридного й сульфатного засолення методами прямої селекції. 5

Стійкість до гербіцидів

6

7

Отримання калюсних ліній та рослин-регенерантів, стійких до солей важких металів методами ступінчастої селекції. Отримання посухостійких калюсних ліній та рослин-регенерантів методами жорсткої селекції. Стійкість до стресових факторів та до хвороб

8

9

Отримання морозостійких калюсних ліній та рослинрегенерантів методами ступінчастої селекції. Клітинна селекція рослин на стійкість до збудників бактеріальних хвороб. Ауксотрофні і температурочутливі мутанти. Отримання генетично маркованих рослин шляхом перенесення чужорідних селективних ознак

10

Викладач_______________

Клітинна селекція рослин на стійкість до збудників грибних хвороб. Отримання рослин-регенерантів, стійких до хвороб. /____В.В.Бородай_____

В.о. завідувача кафедри______________ /_______О.Л.Кляченко

Виділення і характеристика клітинних ліній і рослин-регенерантів, стійких до гербіцидів Стійкість до стресових факторів

10

Використання патогенів в селекції на стійкість до хвороб

15

Характеристика ауксотрофів, отриманих шляхом клітинної селекції

13

10


ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ 1.Мутагени та їх використання на клітинних культурах 2.Спонтанна та індукуємо частота виникнення нових варіантів. 3.Експресія мутаційних змін на рівні рослин. 4.Мутанти рослин, отримані з використанням технологій культивування in vitro. 5.Природа і механізми виникнення сомаклональної мінливості. 6.Мінливість геному в процесі культивування in vitro. 7.Значення генотипу та вихідного експлантату. 8.Вплив умов культ��вування і регенерації рослин. 9.Різноманітність сомаклональних варіантів та їх практичне використання. 10.Отримання хлорофілдефектних мутантів за допомогою клітинних технологій. 11. Аналіз мутацій хлорофіл дефектності за допомогою злиття хлоропластів. 12. Отримання соматичних гібридів. 13. Реконструкція цитоплазмону при соматичній гібридизації. 14. Природа і механізми стійкості до окремих гербіцидів. 15. Виділення і характеристика клітинних ліній і рослин-регенерантів, стійких до гербіцидів. 16.Стійкість до стресових факторів. 17. Вплив солі на рослини та механізми стійкості. 18.Сучасні дослідження та використання клітинних культур в селекції на засухостійкість. 19. Використання патогенів в селекції на стійкість до хвороб. 20. Застосування для селекції культуральних фільтратів. 21. Характеристика ауксотрофів, отриманих шляхом клітинної селекції


Тезисний варіант лекцій Клітинна селекція на стійкість


Лекція 1. Особливості мутагенезу та селекції мутантів in vitro. Вихідний матеріал для мутагенезу і селекції. Калусні та суспензійні культури. Ізольовані протопласти та інші об'єкти. Вплив мутагенів на життєздатність культивованих in vitro клітин. Мутагени та їх застосування на клітинних культурах. Життєздатність клітин після обробки мутагеном. Спонтанна та індукована частота виникнення нових варіантів. Селекція клітинних варіантів та регенерація рослин. Методи селекції. Експресія мутантних змін на рівні рослин. Лекція 2. Сомаклональна мінливість. Термінологія та номенклатура. Природа та механізми виникнення сомаклональної мінливості. Природне генетичне різноманіття клітин рослин. Мінливість геному в процесі культивування in vitro. Мінливість цитоплазмона у сомаклональних варіантів. Залежність сомаклональної мінливості від вихідного матеріалу та прийомів культивування in vitro. Значення генотипу та вихідного експлантата. Вплив умов культивування та регенерація клітин. Різноманітність сомаклональних варіантів і їх практичне застосування. Спектр мінливості серед рослин-регенерантів. Генетичний аналіз сомаклонів. Перспективи практичного використання сомаклональної мінливості. Лекція 3. Хлорофілдефектні мутанти. Хлорофілдефективні мутанти. Генетичні основи пігментних дефектів. Цитоплазматичні мутанти. Ядерні мутанти. Інші причини пігментних дефектів. Отримання хлорофілдефектних мутантів з використанням клітинних технологій. Експланти рослин з соматичними мутаціями. Культура пиляків та мікроспор. Культура клітин та тканин. Аналіз мутацій хлорофілдефектності за допомогою методу злиття протопластів. Комплексний аналіз. Статева гібридизація. Застосування пігментдефектних мутантів в клітинній інженерії. Отримання соматичних гібридів. Реконструювання цитоплазмона при соматичній гібридизації. Лекція 4. Стійкість до гербіцидів Механізми дії гербіцидів. Гербіциди, які блокують фотосинтетичні процеси. Гербіциди – інгібітори біосинтезу амінокислот. Природа та механізм стійкості до окремих гербіцидів. Виділення та характеристика клітинних ліній та рослин-регенерантів, стійких до гербіцидів. Стійкість до карбаматів. Стійкість до біпіриділієвих гербіцидів. Стійкість до гліфосфату та Lфосфіноцитрину. Стійкість до піклораму. Стійкість до амітролу. Стійкість до


феноксисполук. Стійкість до триазиновим гербіцидам. Стійкість до сульфонілмочевинам. Можливі області використання гербіцидів та мутантів. Лекція 5. Стійкість до стресових факторів. Засолення. Вплив солі на рослини та механізми стійкості. Виділення солестійких варіантів in vitro та їх характеристика. Метали. Основи стійкості рослин до іонного стресу. Виділення та характеристика варіантів, стійких до іонного стресу. Засуха. Використання клітинних культур в селекції на засухостійкість. Екстремальні температури. Радіаційний стрес. Лекція 6. Стійкість до хвороб Основні поняття та термінологія. Використання патогенів в селекції для стійкості до хвороб. Селекція до патотоксинів. Застосування для селекції клітинних фільтратів. Використання інших методів та технологій для отримання in vitro рослин стійких до хвороб. Лекція 7. Ауксотрофні і температурочутливі мутанти Методи селекції ауксотрофних і ts-мутантів. Метод реплікації. Тотальна селекція. Методи преселекції. Негативна селекція. Пряма селекція. Характеристика ауксотрофів, отриманих шляхом клітинної селекції у рослин Nicotiana plumbaginifolia, Hyoscyamus muticus та інших об'єктів. Температурочутливі мутанти та їх характеристика. Практичне використання ауксотрофів. Лекція 8. Отримання генетично маркованих рослин шляхом перенесення чужорідних селективних ознак Злиття протопластів і перенесення цитоплазматичних мутацій. Перенесення ядерних генетичних маркерів шляхом злиття протопластів у рослин N. plumbaginifolia + N. sylvestris, A. belladonna, S. tuberosum + S. Pinnatisectum, N. plumbaginifolia + Petunia hybrida, Lycopersicon esculentum.


%d0%9d%d0%b0%d0%b2%d1%87%d0%b0%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d0%be %d0%bc%d0%b5%d1%82%d0%be%d0%b4%d0%b8%d1%87%d0