La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

UTILIZZO di PIANTE TRANSGENICHE Piante RESISTENTI agli INSETTI e INSETTICIDI Piante RESISTENTI a VIRUS Piante RESISTENTI agli ERBICIDI Piante RESISTENTI.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "UTILIZZO di PIANTE TRANSGENICHE Piante RESISTENTI agli INSETTI e INSETTICIDI Piante RESISTENTI a VIRUS Piante RESISTENTI agli ERBICIDI Piante RESISTENTI."— Transcript della presentazione:

1 UTILIZZO di PIANTE TRANSGENICHE Piante RESISTENTI agli INSETTI e INSETTICIDI Piante RESISTENTI a VIRUS Piante RESISTENTI agli ERBICIDI Piante RESISTENTI a FUNGHI e BATTERI Piante per MODIFICARE SAPORE-COLORE-MATURAZIONE-FERTILITA

2 PIANTE resistenti a INSETTI 1)Piante transgeniche che esprimono PROTOSSINA INSETTICIDA di Bt 2) Piante transgeniche che producono INIBITORI di amilasi e proteasi

3 Piante che esprimono PROTOSSINA INSETTICIDA di Bt DIFFUSIONE DELLA PROTOSSINA SULLE COLTURE: La protossina di B. thuringiensis non permane nellambiente e non è pericolosa per gli animali quindi può essere utilizzata per irrorare le piante. (1938) PRODUZIONE DI PIANTE CON PROTOSSINA: Contro quegli insetti che attaccano i tessuti interni delle piante, si possono generare piante che esprimono i geni delle tossine di B. thuringiensis. Finora sono state prodotte diverse piante che esprimono il gene della prototossina di B. thuringiensis (pomodoro, tabacco, patata, riso, mais, melo,melanzana, pioppo, noce, abete, mirtillo e cotone) (1996)

4 CHI E IL BACILLO THURINGIENSIS?? (BT) Identificato nel 1902 nella larva del baco da seta da Ishiwata Produce una tossina che danneggia lapparato digerente delle larve di Ditteri (zanzare) o causa nei bruchi di molti Lepidotteri una malattia paralitica.

5 protossina Bt ha 2 classi di TOSSINE: 1)(Cyt) CITOLISINE tossiche per Coleotteri (scarafaggi) e Ditteri (zanzare- mosche) 2) (Cry) DELTA-ENDOTOSSINE tossiche per Lepidotteri (farfalle e falene) legano recettori specifici di membrana delle cellule dellintestino dellinsetto uccidendole MECCANISMO di AZIONE di Bacillus T. Colpisce solo le LARVE

6 PRODUZIONE di PIANTE Bt METODO VETTORE COINTEGRATO Promotore FORTE Virus del mosaico del cavolfiore Nopalina-sintasi

7 PRODUZIONE di PIANTE Bt PER AUMENTARE ESPRESSIONE DELLA TOSSINA: 1)Delezione della regione C-term. Clonaggio della regiona N-term (regione CATALITICA) 2)Mutazione sito specifica di seq. note per inibire trascrizione/traduzione (96,5%) 3)Mutazione ampie regioni: codoni procariotici-strutture II Mrna 4)Espressione solo nel Cloroplasto – proteina di fusione (tossina+prot trasportatrice) - solo tossina (bombardamento + seq omologhe) In questo caso non è necessario mutare la seq con codoni procariotici poiché il Cloroplasto è di origine procariotica.

8

9 RISULTATI Pianta Bt Pianta WT RISCHIO: selezione di insetti RESISTENTI alla TOSSINA Bt!! Soluzione: espressione inducibile di Bt nel tempo. Utilizzo del promotore PR-1A Promotore di un gene del tabacco indotto da patogeni e sostanze chimiche (acido salicilico) In questo modo è possibile esprimere la Tossina solamente in determinati periodi dellanno riducendo il rischio di SELEZIONE di insetti resistenti

10 Piante transgeniche che producono INIBITORI di amilasi e proteasi Per causare la morte degli insetti dannosi per la pianta, sono state prodotte piante transgeniche capaci di esprimere sostanze che non permettono la digestione del vegetale negli insetti. Queste sostanze interferiscono con lidrolisi delle proteine vegetali (PROTEASI) o dellamido (AMILASI) Questo causa la morte degli insetti per fame.

11 Piante transgeniche che producono INIBITORI di proteasi Produzione di Tabacco transgenico resistente agli insetti + METODO VETTORE BINARIO Gene inibitore della TRIPSINA (proteasi) di Vigna sinensis Lespressione dellinibitore potrebbe essere circoscritta alle foglie/radici (enhancer-trap)

12 Piante transgeniche che producono INIBITORI di proteasi Produzione di Riso transgenico resistente agli insetti (Sesamia inferens) 80% delle piante transgeniche risulta resistente METODO BOMBARDAMENTO Gene inibitore II della proteinasi (proteasi) di Patata Conferisce resistenza nei confronti dellerbicida basta (glufosinato di ammonio)

13 PIANTE resistenti a VIRUS I virus delle piante causano spesso danni considerevoli alle coltivazioni. I trattamenti chimici spesso sono inefficaci: produzione di piante transgeniche capaci di esprimere il gene per la RESISTENZA al VIRUS (esistenti in natura in altre piante) Ma spesso piante resistenti cosi prodotte diventano nuovamente sensibili Sono state prodotto piante transgeniche esprimenti 1)PROTEINE DI RIVESTIMENTO DEL CAPSIDE VIRALE Queste piante transgeniche (meccanismo sconosciuto) sono piu resistenti a successive infezioni virali (IMMUNIZZAZIONE) 2)ANTISENSO dellRNA per le PROTEINE DEL CAPSIDE VIRALE Durante infezione, RNA antisenso si appaia allRNA virale non permettendone la traduzione (RNA ANTISENSO)

14 RNA4=proteina CAPSIDE del virus del mosaico del cetriolo IMMUNIZZAZIONE RNA antisenso

15 VETTORI BINARI IMMUNIZZAZIONERNA antisenso EFFICACE ad ALTE DOSI di VIRUS EFFICACE solo a BASSE DOSI di VIRUS

16 RNA4 VIRUS

17 PIANTE resistenti a VIRUS multipli VETTORI BINARI Confine DESTRO/SINISTRO Virus mosaico cetriolo Virus 2 mosaico anguria Virus mosaico giallo zucchine

18 PIANTE resistenti a ERBICIDI Resistenza agli erbicidi Può essere acquisita in vari modi: 1) Conferire alla pianta la capacità di inattivare metabolicamente lerbicida 2) Sovraprodurre la proteina bersaglio sensibile allerbicida, così da farne rimanere abbastanza per le funzioni cellulari, nonostante lerbicida

19 Conferire alla pianta la capacità di inattivare metabolicamente lerbicida 1) Il bromossinile è un erbicida che agisce inibendo la fotosintesi. La nitrilasi è un enzima isolato da Klebsiella ozaenae (batterio) che inattiva il bromossinile, è stato clonato nelle piante che diventano così resistenti allazione dellerbicida. 2) Il glifosato è un erbicida che agisce inibendo la biosintesi degli amminoacidi aromatici delle piante. E stato isolato un ceppo di E.coli resistente al glifosato. Il gene che conferisce la resistenza (EPSPS) è stato clonato e posto sotto un Pr e Term Vegetale. Sono state cosi prodotte piante (pomodoro, tabacco cotone) resistenti al glifosato.

20

21 TRANSGENI (PIANTE) piu utilizzati nel MONDO Resistenza alla PIRALIDE (Lepidottero) Mais Bt Mais Starlink Resistenza a ERBICIDI

22 PIANTE resistenti a FUNGHI e BATTERI FUNGHI: Le piante infettate dai funghi sintetizzano un gruppo di proteine correlate con la patogenesi (PR). Sono state modificate piante come il riso ed il tabacco in modo da produrre costitutivamente alcune di queste proteine, quali ad es. la chitinasi capace di degradare la parete dei funghi BATTERI: Per rendere le pianti resistenti all'infezione batterica è stato introdotto nelle piante il gene per il lisozima del batteriofago T4, capace di lisare batteri sia gram-positivi che gram-negativi. Tali piante hanno dimostrato resistenza verso elevate concentrazione di batteri patogeni. BOMBARDAMENTO di PROTOPLASTI di RISO

23 Modificazione del COLORE del fiore Tecniche di incrocio naturale hanno permesso di produrre nuove varietà e di variare la pigmentazione dei fiori. Lincrocio tradizionale è pero una procedura lenta e faticosa e circoscritta al patrimonio genetico di quella particolare specie. Con PIANTE TRANSGENICHE si puo manipolare il percorso biosintetico delle ANTOCIANINE

24 ANTOCIANINE: classe di FLAVONOIDI responsabili del COLORE del FIORE Sono sintetizzate a partire da FENILALANINA Le catene laterali del prodotto finale determinano il pigmento del fiore Modulando lespressione degli enzimi di questo percorso (sovra-espressione/antisenso) è possibile ottenere pigmenti differenti

25

26 Modificazione del SAPORE del frutto Utilizzo della Monellina: molecola prodotta dalla pianta africana Dioscoreophyllum cumminsii Monellina: proteina piu dolce dello zucchero (minore impatto metabolico) Ma….è un dimero formato da 2 catene (A e B) distinte. La separazione frequente delle due catene porta alla perdita della dolcezza in seguito a cottura Quindi….PRODUZIONE DI PIANTE TRANSGENICHE Con gene per la MONELLINA ingegnerizzato: UNICO PEPTIDE

27 Modificazione delle PROPRIETA NUTRITIVE del frutto riso transgenico nel quale viene inserito il gene per la produzione di beta-carotene. (golden rice) Il riso non contiene una vitamina fondamentale per la nutrizione umana: la vitamina A; circa due miliardi di persone nel mondo, soprattutto in alcune zone povere del pianeta, hanno un'alimentazione basata sul riso e soffrono di carenza di questa vitamina Il riso transgenico produce beta-carotene, che viene trasformato dal nostro organismo in vitamina A.

28 Vitamina E ( tocoferolo): composto lipofilico ad azione antiossidante..previene lossidazione degli acidi grassi e quindi incrementa la stabilità delle membrane cellulari (integrità cellulare). Esistono diversi tipi di Tocoferoli: α β γ δ (dipendono dalla presenza di gruppi metilici sullanello). Lα-Tocoferolo: maggiore capacità antiossidante. Il γ –Tocoferolo: piu abbondante Sovraespressione dellenzima γ – TMT: maggiore conversione γ-tocoferolo in α-Tocoferolo Amminoacidi Cereali: poca lisina, legumi: poca metionina. Modulando la via biosintetica degli amminoacidi è possibile variarne il contenuto. Modificazione delle PROPRIETA NUTRITIVE del frutto

29 Modificazione dei TEMPI di MATURAZIONE del frutto POMODORI TRANSGENICI con MATURAZIONE RITARDATA Sintetizzano lRNA antisenso dellenzima POLIGALACTURONASI: controlla la degradazione progressiva dellacido Poligalacturonico (componenete della parate cellulare del pericarpo della frutta) Leliminazione dellenzima rallenta la maturazione del frutto

30 Modificazione della FERTILITA dei semi Ditte produttrici di SEMI TRANSGENICI (per es.Monsanto) sono interessanti alla produzione di SEMI STERILI per costringere il coltivatore a comprare ogni anno le loro sementi E stato introdotto nei semi transgenici il gene RIP: ribosome inactivating protein da Dianthus sinensis GENE CITOTOSSICO CHE CAUSA STERILITA SE ESPRESSO

31 Modificazione della FERTILITA dei semi

32 PIANTE come BIOREATTORI LE PIANTE possono essere utilizzate come BIOREATTORI : macchine biologiche capaci di produrre elevate quantità di sostanze. Crescono velocemente e possono generare una BIOMASSA considerevole. 1)La produzione di sostanze puo essere indirizzata in specifici compartimenti. Molte sostanze sono prodotte nei SEMI: accumulo e protezione nel tempo 2)Molti anticorpi (plantbodies) sono prodotti in piante: mantenimento di un corretto ripiegamento, aggiunta di eventuali modificazioni post-traduzionali (non possibili in E.coli), nessun rischio di contaminazione con patogeni umani. SVANTAGGIO: DIFFICILE LA PURIFICAZIONE DELLE PROTEINE RICOMBINANTI PRODOTTE SOLUZIONE: PRODUZIONE DI PROTEINE RICOMBINANTI CON TAG MOLECOLARI (cromatografia) UTILIZZO: Produzione di 1) proteine farmacologiche, 2) anticorpi, 3) vaccini edibili

33 PIANTE come BIOREATTORI Vaccini ricombinanti prodotti nelle piante Proteine ricombinanti umane con valore terapeutico prodotte in piante

34

35

36 MELO CRISANTEMO VITE AGLIO LILIUM

37 TITOLO, AUTORI, NOME RIVISTA, DATA BREVE INTRODUZIONE SCOPO DEL LAVORO PARTE SPERIMENTALE/RISULTATI DISCUSSIONE MASSIMO 15 (cronometro)


Scaricare ppt "UTILIZZO di PIANTE TRANSGENICHE Piante RESISTENTI agli INSETTI e INSETTICIDI Piante RESISTENTI a VIRUS Piante RESISTENTI agli ERBICIDI Piante RESISTENTI."

Presentazioni simili


Annunci Google