Культуры клеток и тканей растений.
advertisement
Культура клеток и тканей как основа биотехнологии растений Методом культуры клеток, тканей и органов растений называют выращивание изолированной клетки, различных тканей, частей и органов растений в стерильных (асептических) условиях на искусственной питательной среде Варианты растительных объектов, культивируемых in vitro Культура клеток, тканей и органов растений Изолированные зародыши Изолированные органы Каллусная культура Культура протопластов Суспензионная культура Каллусная ткань – ткань, возникающая путем неорганизованной пролиферации клеток эксплантов и выращиваемая поверхностным способом на полутвердой агаризованной питательной среде Суспензионная культура – отдельные клетки или клеточные агрегаты, выращиваемые в жидкой питательной среде во взвешенном состоянии Для работы с культурой клеток и тканей растений необходимо следующее: 1) Ламинар-бокс или стерильная комната для асептической пересадки; 2) Место для приготовления питательных сред; 3) Термостат или комната с постоянной температурой; 4) Качалки для суспензионных культур Основное условие успешного культивирования – СТЕРИЛЬНОСТЬ Небрежность, допущенная при проведении эксперимента даже при хорошей оснащенности рабочего места, сводит к нулю все затраченные усилия СТЕРИЛИЗАЦИИ ДОЛЖНЫ ПОДВЕРГАТЬСЯ: •операционная комната, в которой производят изоляцию и посадку культур; •одежда и руки работающего персонала; •посуда, употребляемая для культивирования объектов; •все необходимые инструменты и материалы (пинцеты, ланцеты, петли и др.); •питательные среды; •объекты культивирования. Главные практические аспекты получения культуры и ее поддержания группируются вокруг проблемы подбора подходящей среды для культивирования Основные компоненты питательных сред: ¾макроэлементы; ¾микроэлементы; ¾источники углерода; ¾витамины; ¾регуляторы роста. РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА РАСТЕНИЙ Содержание регуляторов роста является определяющим фактором для успешного роста культур клеток растений •АУКСИНЫ •ЦИТОКИНИНЫ •ГИББЕРЕЛЛИНЫ •АБК АУКСИНЫ ИУК способна легко окисляться клетками растений. Ее редко добавляют в среду для культивирования в качестве единственного ауксина АУКСИНЫ НЕОБХОДИМЫ ДЛЯ: •индукции каллусогенеза, деления и растяжения клеток каллусных и суспензионных культур; •индукции эмбриогенеза (2,4-Д); •стимуляции образования корней; •в сочетании с другими фитогормонами для формирования у протопластов клеточных стенок; •культивирования пыльников (злаки) ЦИТОКИНИНЫ Зеатин термолабилен, поэтому его нельзя автоклавировать ЦИТОКИНИНЫ ВКЛЮЧАЮТ В СОСТАВ СРЕД ДЛЯ: •стимуляции клеточного деления в каллусных и суспензионных культурах, в культурах протопластов; •индукции процессов стеблевого органогенеза ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ: •условия освещения; •температура; •условия аэрации; •осмотическое давление; •газовая фаза. ТИПЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO ТИПЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ Клеточная дифференцировка – появление в каллусной ткани специализированных клеток, имеющих специфическое морфологическое строение и несущих особые функции (например, эпибласты). Гистологическая дифференцировка каллусных клеток (гистогенез) – образование в каллусе различных тканей (млечников, волокон; элементов сосудистой системы – трахеи и трахеиды ксилемы, ситовидные трубки и клеткиспутницы флоэмы). Органогенез – дифференциация каллусных клеток в целые органы; превращение их в апексы стеблей или корней, флоральные элементы. Соматический эмбриогенез – образование в каллусной ткани или суспензионной культуре эмбриоидов, т.е. зачатков, способных развиваться во взрослое растение. МОРФОГЕНЕЗ IN VITRO ПРЯМОЙ путь, при котором развитие корней, стеблевых и цветочных почек происходит непосредственно из клеток экспланта без образования каллуса НЕПРЯМОЙ путь формирования морфологических структур в каллусной культуре Пути морфогенеза in vitro
