Твердофазний спосіб культивування

У наш час рослинні клітини культивують, як правило у вигляді калуса. Калусні клітини одержують із фрагментів тканин різних органів вищих рослин, поміщаючи шматочки такої тканини в живильне середовище (в пробірках, колбах, на чашках Петрі). Через 4-6 тижнів культивування трансплантанту виникає первинний калус, який необхідно перенести на свіже живильне середовище з розрахунку шматочок калусу вагою 60-100 мг на 30-40 мл свіжого середовища. Калусна тканина, що виросла на поверхні твердого живильного , середовища має аморфну структуру, що представляє собою масу тонкостінних паренхімних клітин. При тривалому пересадженні калусні тканини, що мають первісну білу, жовтувату, зелену або червону пігментацію, можуть втрачати забарвлення, а структура тканини стає більш пухкою. Хімічний склад калусної тканини звичайно відрізняється від складу відповідного органу рослини (табл. 9.2)

Таблиця 9.2

Хімічний склад (%) біомаси культури тканини й кореня женьшеню

Склад	Біомаса культури тканини	Корінь
Азот загальний	4,82	2,73
Білковий	1,18	1,68
Ліпіди	1,61	2,34
речовини, Що Редукують	2,38	-
Сахароза	1,08	-
Крохмаль	5,40	3,07
Гемицеллюлоза	4,46	6,03
Пектинові речовини	9,84	10,27
Панаксозиды (А + G)	3,31	3,12

Калусні клітини після ряду поділів переходять на звичайний для даної рослини цикл розвитку, тобто починається диференціація. Цей процес регулюють гормони.

Культивування клітин рослин на твердих середовищах можна здійснювати у механізованих установках. Схема однієї із сучасних установок конструкції ВНІІбіотехніка для твердофазного культивування представлена на мал. 9.1. Апарат являє собою вертикальну посудину циліндричної форми з конічним днищем, обладнаний сорочкою й змійовиками для охолодження культури. Усередині він розділений перфорованими пластинами. Субстрат перемішується за допомогою лопатевих мішалок, встановлених у кожній секції на вертикальному валу. Засіяне живильне середовище завантажують через верхній люк, а готову культуру вивантажують через нижній.

Культура подається з верхніх секцій на нижні шляхом періодичного перекидання перфорованих пластин на 90⁰ навколо горизонтальної осі. У кожну секцію під перфоровані пластини надходить стерильне повітря.

П еремішування субстрату в даному апараті дозволяє вести процес культивування клітин у товстому шарі субстрату (300-500 мм) при вирощуванні в кюветах - 20-30мм. Це істотно підвищує питому продуктивність установки.

Рис. 1. Схема апарата конструкції ВНДІ-біотехніка для поверхневого вирощування продуктів біосинтезу:

1 — люк для вивантаження; 2 — валик секції; З — опора; 4 — колектор стерильного повітря; 5 — змійовик; в — лопать мішалки; 7 — колектор відпрацьованого повітря; 8 — кришка; 9 — бобишка манометра; 10 — штуцер; 11 — повітряний клапан; 12 — шестерня приводу вала; 13 — вал; 14 — люк для завантаження

Процес одержання культури клітин твердофазним способом вимагає використання занадто великої площі, не гарантує стерильності й дає низький вихід продукту.