10.2. Культивування калюсних тканин

Культивування ізольованих тканин в лабораторних умовах здійснюється з метою отримання продуктів вторинного синтезу. Культура ізольованих тканин зазвичай буває представлена ​​калюсними або рідше пухлинними тканинами.

Калюсна культура – це тканина, що неорганізовано ділиться, складається з дедиференційованих клітин. Калюс в перекладі означає «мозоль». Калюс утворюється в місцях пошкодження цілих рослин, а також у стерильній культурі на експлантах.

Дедиференцировки – це повернення клітин в меристематичний стан (здатність до мікрочеренковання), при якому вони зберігають здатність ділитися.

Інтактні (готові) рослини складаються з диференційованих клітин, які втратили здатність до поділу. Тільки при пораненнях виділяються гормони (травматінова кислота), які викликають утворення калюсу. Тому обов’язковою умовою дедиференцировки рослинних клітин у лабораторних умовах є присутність у поживному середовищі двох фітогормонів: ауксинів і цитокінінів. Ауксини викликають процеси дедиференцировки, а цитокініни ініціюють ділення клітин. Якщо у поживному середовищі їх не виявиться, то клітини не будуть ділитися, і калюсна тканина не утворюється. В якості експлантів використовуються фрагменти стебла, кореня, листка, пелюсток, тичинок і ін., які є цінними для культивування (рис. 16).

Рис. 16. Отримання культури калюсної тканини з різних експлантів: фрагментів стебла, кореня, листа, пелюстків, тичинок

 

Цикл розвитку калюсу

 1. Підготовка клітин до поділу за допомогою фітогормонів. При цьому під дією ауксинів (найчастіше 2,4-діхлорфеноксіоцтової кислоти) вихідна тканина втрачає свої характерні риси. Клітини втрачають запасні речовини: крохмаль, білки, ліпіди; в них руйнуються спеціалізовані клітинні органели, такі як хлоропласти, апарат Гольджі, перебудовується ендоплазматична мережа. Через кілька годин (на штучному поживному середовищі) починається новий синтез білка. У результаті клітини стають здатними до поділу, і утворюється калюс.

2. Фаза інтенсивного росту клітин (поділ мітозом) (рис. 17, 18).

3. Фаза уповільненого росту клітин.

4. Стаціонарна фаза, при якій калюс не ділиться.

5. Відмирання калюсу.

Зазвичай калюсна тканина буває білого або жовтого кольору. При старінні калюсних клітин колір може бути темно-коричневим. Тому щоб уникнути старіння тканину необхідно пересаджувати через кожні 3…4 тижні на нове поживне середовище, що містить фітогормони.

Рис. 17. Мікрофотографія калюсу Fresia

Необхідними умовами роботи при культивуванні калюсу є ті ж вимоги, що і при вегетативному клонуванні, однак більшість калюсних клітин не потребує світла, тому що вони не мають хлоропластів і годуються гетеротрофно за рахунок поживного середовища. Виняток становить люцерна.

Рис. 18. Морфогенетичні реакції калюсної тканини

 Культивування тканин – не зовсім проста задача, тому не всі вирощені клітини схожі з материнською особиною. Цьому заважає ряд факторів. Так, при багаторазових пересаджуваннях культури на свіжі поживні середовища здатність тканини регенерувати паростки знижується, і, крім того, серед клітин з’являються поліплоїди та інші генетично аберантні клітини, що викликає несхожість клітин з батьківськими формами.