Сомати́ческий эмбриогене́з — это процесс, лежащий в основе вегетативного размножения, в ходе которого из соматической клетки образуются тотипотентные клетки, дающие начало образованию нового организма без полового процесса. Наиболее ярким примером проявления соматического эмбриогенеза является образование выводковых почек — специализированных почек, которые опадают со взрослого растения и дают начало новым растениям. Например виды рода Каланхое (Crassulaceae) размножаются бесполым путем, образуя проростки по краям листьев.
Развитие биотехнологических методов с использованием соматического эмбриогенеза позволили использовать его как эффективный метод быстрого масштабного размножения «элитных» сортов растений, например клонировать самые лучшие гибриды кофе.
Соматический эмбриогенез в неэмбриогенных каллусных клетках инициируется различными факторами, такими как компоненты среды, в которой их культивируют, и внешние сигналы, такие как свет и температура. В результате такой инициации клетки с эмбриогенным потенциалом дифференцируются в эмбриогенные каллусные клетки — поляризованные клетки, которые начинают формировать шарообразную структуру.
У двудольных растений частоту образования из каллуса зародышей повышает сверхэкспрессия гена BABY BOOM (BBM), но не до такой же степени эффективности, как у однодольных.
Молекулярные механизмы, лежащие в основе этого явления, до настоящего времени плохо изучены. Известно только что решающую роль в соматическом эмбриогенезе у растений играет фитогормон ауксин, вызывая тотипотентное состояние клетки.
Сравнение транскриптомов показало, что эмбриогенез из зиготы и из соматической клетки может идти по разным путям, и соматический эмбриогенез имеет характер экспрессии генов, больше похожий на прорастающие семена. Важную роль на ранних стадиях соматического эмбриогенеза играет деметилирование ДНК.
См. также
Литература
- Ramírez-Mosqueda, M. A. (2022). Overview of Somatic Embryogenesis. In Somatic Embryogenesis (pp. 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). Genetic and epigenetic modes of the regulation of somatic embryogenesis: a review. Biologia Futura, 1-19. doi:10.1007/s42977-022-00126-3
- Alves, A., Cordeiro, D., Correia, S., & Miguel, C. (2021). Small Non-Coding RNAs at the Crossroads of Regulatory Pathways Controlling Somatic Embryogenesis in Seed Plants. Plants 2021, 10, 504. doi:10.3390/plants10030504
- Salaün, C., Lepiniec, L., & Dubreucq, B. (2021). Genetic and Molecular Control of Somatic Embryogenesis. Plants, 10(7), 1467. PMID 34371670 PMC 8309254 doi:10.3390/plants10071467
- Méndez-Hernández, H. A., Ledezma-Rodríguez, M., Avilez-Montalvo, R. N., Juárez-Gómez, Y. L., Skeete, A., Avilez-Montalvo, J., … & Loyola-Vargas, V. M. (2019). Signaling overview of plant somatic embryogenesis. Frontiers in plant science, 10, 77. PMID 30792725 PMC 6375091 doi:10.3389/fpls.2019.00077
- Gulzar, B., Mujib, A., Malik, M. Q., Sayeed, R., Mamgain, J., & Ejaz, B. (2020). Genes, proteins and other networks regulating somatic embryogenesis in plants. 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, C. M. (2022). miR160 Interacts in vivo With Pinus pinaster AUXIN RESPONSE FACTOR 18 Target Site and Negatively Regulates Its Expression During Conifer Somatic Embryo Development. Frontiers in plant science, 13, 857611-857611. PMID 35371172 PMC 8965291 doi:10.3389/fpls.2022.857611
- Ci, H., Li, C., Aung, T. T., Wang, S., Yun, C., Wang, F., … & Zhang, X. (2022). A Comparative Transcriptome Analysis Reveals the Molecular Mechanisms That Underlie Somatic Embryogenesis in Peaonia ostii ‘Fengdan’. International journal of molecular sciences, 23(18), 10595. PMID 36142512 PMC 9505998 doi:10.3390/ijms231810595