БІОТЕХНОЛОГІЯ - Іншина Н.М. - 2009

РОЗДІЛ 3. КЛІТИННА ІНЖЕНЕРІЯ

Культури клітин вищих рослин

Окремі клітини культивують для одержання клонів, вивчення їх генетичної і фізіологічної мінливості або стабільності. Культивування

окремих клітин дозволяє вивчати умови, що стимулюють поділ клітин, ізольованих від впливу інших клітин тканини.

Вирощування ізольованих клітин складається з двох етапів:

1) ізолювання непошкодженої клітини (обробка тканин ферментами);

2) створення умов, сприятливих для росту окремих клітин.

Рослинні клітини, на відміну від тваринних, менш вимогливі до умов культивування. Перевагою рослинних клітин с їх готипотентність - з однієї клітини може бути регенерована ціла рослина. Культура рослинних клітин дозволяє одержувати численні популяції за короткий термін.

Розрізняють 2 типи рослинних клітин, що культивуються: нормальні (каллусна тканина) і пухлинні, що ростуть і діляться на поживному середовищі без додавання фітогормонів.

Основним типом рослинних клітин, що вирощуються в культурі, є каллус. Каллусна тканина утворюється шляхом проліферації дедиференційованих клітин органів рослини. У природі каллусна тканина виникає під час травмування рослин, вона захищає місце пошкодження і накопичує поживні речовини для регенерації. Для одержання каллусних тканин фрагменти тканин різних органів рослин поміщають на штучне середовище, що містить ауксини в концентрації 0,5 — 10 мг/л. Процесу утворення каллуса передує дедиференціювання - втрата спеціалізації тканин експланта - тканина втрачає специфічну структуру, повертається до стану клітин, що діляться. Під час дедиференціювання змінюється активність генів, зникають тканино специфічні білки. Щоб запобігти зниженню здатності до поділу і росту, первинний каллус переносять на свіже поживне середовище через 28 — 30 днів.

Регенерація рослин з каллуса здійснюється двома шляхами:

- диференціація пагонів і коренів за рахунок зміни співвідношення фітогормонів (цитокінінів та ауксинів);

- утворення ембріоїдів.

Згідно з концепцією Скута і Мурасіге утворення стебла, кореня і недиференційований ріст каллуса можна стимулювати, змінюючи концентрацію ауксинів і цитокінінів. Наприклад, за збалансованого співвідношення ауксинів і цитокінінів у тютюну спостерігається індукція утворення каллуса; за надлишку цитокінінів утворюються стеблові бруньки, а за надлишку ауксинів формуються корені.

У культурі клітина зазнає послідовних змін: втрата специфічності, ембріональний ріст, вторинна диференціація каллуса. Загальна закономірність для культивованих клітин — зростання цитогенетичної варіабельності у процесі культивування. У процесі культивування утворюються багатоядерні клітини, спостерігається поліплоідизація в результаті порушення мітозу. Виникають зміни і на хромосомному рівні: транслокації, делеції. Для селекції генетична мінливість клітин каллуса має певний інтерес. У США із клітин каллуса одержано поліплоїдні форми тютюну.