ROŚLINY 

TRANSGENICZ

NE

Rośliny odporne na 

szkodliwe owady

Wg. FAO straty w uprawach  
spowodowane  szkodliwymi 
owadami wynoszą ok. 20-30% 
rocznie. Zwalczanie szkodników za 
pomocą insektycydów jest drogie, a 
ponadto wiąże się z wprowadzeniem 
do środowiska toksycznych 
substancji.  Geny Bacillus 
thuringienis są źródłem oporności 
na owady-wykorzystywane do 
transgenezy.

BACILLUS 

THURINGENSIS

• 

bakteria gramdodatnia

•występuje w glebie, pyle, kurzu na powierzchni 
roślin

•podczas tworzenia przetrwalników postają 
białka kodowane przez gen Cry

•jako zawiesina jest mało efektywna-białka Cry 
rozkładają się pod wpływem światła, działa tylko 
w kontakcie ze szkodnikiem

• wprowadzone do rośliny na drodze 
transgenezy na większą skuteczność-nie jest 
eksponowane na światło, synteza w całej 
roślinie 

• transformacja kilkoma Bt jednocześnie- 
ochrona przed kilkoma szkodnikami

BIAŁKO CRY

•połknięte przez owada w 
przewodzie pokarmowym  
rozpuszczają się

• proteazy przewodu 
pokarmowego trawią białko – 
uwolnione zostają  małe 
fragmenty  o właściwościach 
trujących

• białko wiąże się z 
receptorami- powstają otwory 
 

• kodowane przez 130 genów

EKSPRESJA 

GENÓW BT

Ekspresja w roślinach jest znikoma. Przyczyny:

• różnice odczytywaniu  kodu genetycznego 
między roślinami i bakteriami

• duża zawartość nukleotydów A/T u bakterii, 
która w roślinach może być odczytywana jako 
sygnał końca odczytywania lub regiony 
kodujące niestabilność mRNA
Poprawa ekspresji można uzyskać przez:

• usunięci regionów A/T

• redukcja rozmiaru genu

• użycie promotorów

• wprowadzenie genu do chloroplastów 
( transgen nie ucieka do środowiska-pyłki, 
nasiona, owoce nie mają plastydów) 

PRZYKŁADY ROŚLIN  

Z  GENEM CRY

S. tuberosum- ziemniak, zawiera gen cry3A 
kodujący toksynę działającą na stonkę 
ziemniaczaną.

Z. mays- kukurydza, zawiera gen cry1Ab 
przeciw omanicy prosowianki.

G. hirsutum- bawełna, zawiera gen cry1Ac 
przeciw szkodnikom bawełny.

O. sativa- zawiera gen cry1Ac  przeciw 
szkodnikom kukurydzy.

Solanum 
tuberosum

Zea 
mays

Gossypiu
m 
hirsutum

Oryza sativa

ROŚLINY ODPORNE NA  

CHOROBY BAKTERYJNE I 

GRZYBOWE

• 

roślina jest transformowana genami 

kodującymi syntezę enzymów 
aktywnych w mechanizmie 
odpowiedzi na infekcję

• wykorzystuje się inhibitory 
trypsyny- odporność na grzyby

• stosowana jest także osmotyna- 
uszkadza błonę komórkową grzyba, 
uruchamia apoptozę 

TRANSGENICZNE ODMIANY ROŚLIN 

UPRAWNYCH ODPORNE NA CHOROBY 

WIRUSOWE :

• nie stosuje się środków chemicznych przeciw 
wirusom

• metody biotechnologiczne oparte na 
transformowaniu roślin genami pochodzącymi z 
dowolnego organizmu lub sekwencjami DNA 
uzyskanymi na drodze syntezy chemicznej są 
źródłem odporności na chorobotwórcze wirusy

• do produkcji wprowadzono odporne na wirusy 
odmiany roślin:

 Solanum tuberosum- odporna na 
wirusa Y

 odmiany warzyw: papaja, 
Cucurbita pepo

 tytoń transformowany genem 
wirusa mozaiki ogórka i białka 
wirusa tytoniu

Papaja

C. pepo

Tytoń

TRANSFORMACJA GENAMI 

BIAŁEK PŁASZCZA WIRUSA

• 

jest to sposób na uzyskanie odporności rośliny na 

tego wirusa w wersji sensownej i antysensownej

• jest to obrona zależna od białka płaszcza- CP-MR

• infekcja tym wirusem jest znacznie słabsza albo 
symptomy chorobowe pojawiają się z opóźnieniem

• obecne w komórce rośliny transgeniczne białko 
płaszcza zakłóca mechanizm infekcji w jego 
wczesnych stadiach

Przykłady roślin 
transgenicznych odpornych 
na wirusy

 Bambusa vulgaris

 Solanumtuberosum

 Lycopersicon esculentum

 Tricicum aestivum

Bambusa 
vulgaris

Lycopersicon 
esculentum

Tricicum 
aestivum

TRANSGENICZNE ODMIANY 

ROŚLIN ODPORNE NA 

DZIAŁANIE HERBICYDÓW

• 

stanowią większość wśród odmian 

transgenicznych dopuszczonych do 
uprawy- 71%

• plantacje z odmianą odporną można 
potraktować herbicydem bez szkody 
dla uprawianej odmiany, a 
jednocześnie wyeliminować 
konkurencję innych odmian

• herbicydy zakłócają funkcjonowanie 
jednego kluczowego dla danego szlaku 
metabolicznego enzymu

MECHANIZMY DZIĘKI KTÓRYM 

ROŚLINA MOŻE TOLEROWAĆ 

HERBICYD

1.Wytwarza enzym katalizujący 

rozkład cząsteczki herbicydu, 
powodując jego detoksykację

2.Syntetyzuje izoenzym, który nie 

jest wrażliwy na dany herbicyd

3.Wytwarza bariery fizyczne lub 

fizjologiczne zapobiegające 
wniknięciu herbicydu do tkanek

ODMIANY TRANSGENICZNE 

ODPORNE NA HERBICYD 

ROUNDUP-GLIFOSAT

•glifosat to szeroko stosowany 
herbicyd

• stosowany jest jako środek 
niszczący roślinność np. do 
oczyszczania pola przed uprawą 
lub przerywający wegetację 
przed zbiorem

• wprowadzenie genu 
odporności na glifosat 
umożliwia zwalczanie całej 
roślinności poza uprawianą 
transgeniczną odmianą

SYNTAZA KWASU 5-

ENOLOPIROGRONO-3-

FOSFOSZIKIMOWEGO EPSPS

• glifosat jest inhibitorem syntazy 
kwasu EPSPS

• EPSPS odgrywa ważną rolę w 
biosyntezie aminokwasów 
aromatycznych, witamin 

• nie występuje u zwierząt, ale 
znajduje się u roślin w plastydach

• pośrednio prowadzi do powstania 
prekursora tryptofanu, 
fenyloalaniny i tyrozyny

• zablokowanie tych reakcji prze 
glifosat blokuje biosyntezę białka 
co prowadzi do śmierci rośliny

MECHANIZMY 

ODPORNOŚCI ROŚLIN NA 

GLIFOSAT

1.Wprowadzenie genu syntezy 

EPSPS odpornego na glifosat

2.Wprowadzenie genu kodującego 

syntezę związku GOX 
rozkładającego glifosat

Gen kodujący syntazę EPSPS 
tolerancyjną na glifosat 
wyizolowano z bakterii glebowej 
Agrobacterium na drodze 
mutagenezy. Z innej bakterii 
glebowej Achromobacter 
wyizolowano gen kodujący enzym 
rozkładający glifosat

PODSUMOWANIE

Transgeneza otwiera zupełnie 
nowe możliwości 
wykorzystania roślin 
uprawnych. Kolejnym etapem 
stosowania biotechnologii w 
produkcji roślinnej będzie 
poprawa lub całkowita zmiana 
cech jakościowych plonu. To 
umożliwi odmienne niż 
dotychczasowe wykorzystanie 
danego gatunku. Da to 
korzyść szczególnie w krajach 
rozwiniętych, z dużymi 
kłopotami nadprodukcji w 
rolnictwie.