Лекции / ПромБТ_2020 8 Эукариоты

Промышленная БИОТЕХНОЛОГИЯ

Лекция 8

Эукариоты в БТ

Ерёмин Сергей Владимирович

+7(903)762-40-12, sirer@bk.ru

Культивирование эукариотов

Грибы и дрожжи принципиально не отличаются от других микроорганизмов с точки зрения их выращивания.

Культивирование растительных и животных клеток существенно сложнее.

Культивирование растительных клеток

Около сорока лет назад стало возможным выращивать ткани и клетки органов растений (например, корней или листьев) в виде культуры тканей.

Обрабатывая такие культуры фитогормонами, можно получить целые растения, способные к воспроизводству.

Культуры растительных клеток используют:

1)в фундаментальных исследованиях;

2)для выведения растений с улучшенными качествами;

3)для получения устойчивых к вирусам растений;

4)для получения трансгенных растений;

5)для сохранения исчезающих растений в виде способных к регенерации культур клеток (зародышевая плазма).

6)Из культур растительных клетоктакже возможно получение препаративных количеств вторичных метаболитов.

Культуры растительных клеток

По способу культивирования

o каллусные культуры,

o суспензионные культуры

По типу клеток получаемого материала

o меристемные культуры o гаплоидные культуры.

Каллусные культуры растительных клеток

Каллусная клетка, в результате деления которой возникает каллусная ткань, или каллус, представляет один из типов клеточной дифференцировки, присущей высшему растению. Для растения каллус является тканью, возникающей при исключительных обстоятельствах (обычно при травмах) и функционирующей непродолжительное время. Эта ткань защищает травмированное место, накапливает питательные вещества для анатомической регенерации или генерации утраченного органа.

Для получения культивируемых каллусных клеток in vitro фрагменты тканей разных органов высших растений (экспланты) помещают на искусственную питательную среду в пробирки, колбы, чашки Петри. Первичный каллус, возникший на эксплантах через 4−6 недель (в зависимости от скорости роста клеток), переносится на свежую питательную среду (субкультивируется). Размер транспланта (переносимого кусочка) при культивировании на агаризованной питательной среде обычно составляет от 60 до 100 мг массы ткани на 30−40 мл питательной среды.

О. В. Блажевич «КУЛЬТИВИРОВАНИЕ КЛЕТОК» Курс лекций, МИНСК БГУ 2004

Каллусные культуры растительных клеток

При культивировании растительных клеток и при выращивании культуры тканей применяются среды Мурасиге − Скуга, Нагата − Такебе, Хеллера, Нича−Нича, Кнудсона и другие в различных модификациях. Основными компонентами питательных сред для культуры клеток и тканей растений являются минеральные соли (макро- и микроэле-

менты), источник углеродного питания (обычно сахароза или глюкоза), витамины, регуляторы роста. Иногда в состав питательных сред включают комплексные органические добавки (гидролизат казеина или смесь аминокислот, дрожжевой экстракт, экстракты из разных органов растений).

О. В. Блажевич «КУЛЬТИВИРОВАНИЕ КЛЕТОК» Курс лекций, МИНСК БГУ 2004

Влияние растительных гормонов

Меристемные культуры растительных клеток

Меристема – это растительные стволовые клетки, которые обладают способностью к неограниченному делению.

Их выделяют в стерильных условиях в виде вегетативных конусов из побегов, корней или пазушных почек и культивируют как каллусную или суспензионную культуру.

Если меристемные клетки подвергнуть тепловой обработке при 40 °С, можно с высокой эффективностью получать культуры, а затем регенерировать молодые растения, свободные от патогенов и вирусов.

Однако эти растения не обладают устойчивостью к возбудителям заболеваний и могут быть заново заражены.

Получение и регенерация меристемной культуры

КУЛЬТУРЫ МЕРИСТЕМ. Меристема – это растительные стволовые клетки, которые обладают способностью к неограниченному делению.

Их выделяют в стерильных условиях в виде вегетативных конусов из побегов, корней или пазушных почек и культивируют как каллусную или суспензионную культуру.

Культуры растительных клеток

ГАПЛОИДНЫЕ КУЛЬТУРЫ культуры клеток половых органов растений, прежде всего

микроспор (пыльцы, тычинок) и мегаспор (яйцеклеток).

После культивирования клеток в поверхностной культуре из них можно регенерировать неспособное к воспроизведению гаплоидное растение, содержащее только один набор хромосом.

В присутствии ингибитора митоза колхицина или в результате слияния протопластов можно регенерировать гомозиготное диплоидное растение. Для садовода такие растения представ ляют большой интерес, так как в последующих поколениях они имеют точно такие же признаки.