хозяйстве

Культивирование растительных клеток: поверхностные культуры

выращивать ткани и клетки органов растений (напри-

ке при 40 °С, можно с высокой эффективностью

ВВЕДЕНИЕ. Около сорока лет назад стало возможным

меристемные клетки подвергнуть тепловой обработ-

сельском

мер, корней или листьев) в виде культуры тканей.

получать культуры, а затем регенерировать молодые

Обрабатывая такие культуры фитогормонами, можно

растения, свободные от патогенов и вирусов. Однако

получить целые растения, способные к воспроизвод-

эти растения не обладают устойчивостью к возбуди-

ству. Культуры растительных клеток используют:

телям заболеваний и могут быть заново заражены.

в

1) в фундаментальных исследованиях; 2) для выве-

Меристемные культуры из виноградной лозы, зем-

дения растений с улучшенными качествами; 3) для

ляники, картофеля, а также из декоративных расте-

Биотехнология

получения устойчивых к вирусам декоративных и са-

ний – гвоздики, лилии и хризантемы – обеспечили

довых растений; 4) для получения трансгенных

значительный прогресс садоводческой практики.

растений; 5) для сохранения исчезающих растений в

Объем мирового рынка меристемных культур соста-

виде способных к регенерации культур клеток (заро-

вляет примерно 3 млрд долл. США.

дышевая плазма). Из культур растительных клеток

ГАПЛОИДНЫЕ КУЛЬТУРЫ – это культуры клеток по-

также возможно получение препаративных количеств

ловых органов растений, прежде всего микроспор

вторичных метаболитов.

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

МЕТОДЫ. Из органа растения, выращенного в стре-

культивирования клеток в поверхностной культуре из

ильных условиях из семени, выделяют эксплант

них можно регенерировать неспособное к воспроиз-

(ткань) и переносят ее на твердую или жидкую пита-

ведению гаплоидное растение, содержащее только

тельную среду. Большинство клеток и тканей гетеро-

один набор хромосом. В присутствии ингибитора ми-

трофны, поэтому для роста им необходимы источни-

тоза колхицина или в результате слияния протопла-

ки углерода, например глюкоза или сахароза, и

стов можно регенерировать гомозиготное диплоид-

азота – нитрат. Среды, где происходит рост культу-

ное растение. Для садовода такие растения

ры, должны содержать витамины, микроэлементы,

представляют большой интерес, так как в последую-

растительные цитокинины, например кинетин и зеа-

щих поколениях они имеют точно такие же признаки.

тин, и стимуляторы роста – 3-индолилуксусную,

В настоящее время используют гаплоидные культуры

(2,4-дихлорфенокси)уксусную и абсцизовую кисло-

картофеля, ячменя, рапса, табака и лекарственных

ты. В случае труднокультивируемых клеток применя-

растений.

ют специальные сложные среды. Культуры поддер-

СОМАКЛОНАЛЬНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ (СИ). При куль-

живают в стерильных контролируемых условиях

тивировании растительных клеток иногда происходят

(свет, воздух, температура) в климатических каме-

случайные генетические изменения – точечные му-

рах. По способу культивирования различают каллус-

тации, потери генов или хромосомные перестройки.

ные и суспензионные культуры, а по типу клеток по-

Все это может приводить к появлению как желатель-

лучаемого материала – меристемные и гаплоидные

ных, так и нежелательных изменений. На основе СИ

культуры.

были получены некоторые сорта томата, картофеля и

КАЛЛУСНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Каллусом называют не-

сахарного тростника.

оформленную взрослую раневую ткань, которая воз-

никает в местах выделения эксплантов у растений.

Каллусы выращивают в чашках с агаром в виде по-

верхностных культур, после чего они служат исход-

ным материалом для получения культур недиффе-

ренцированных омнипотентных растительных клеток.

Из сравнительно молодых каллусных культур путем

обработки фитогормонами можно получить нормаль-

ные полноценные растения.

СУСПЕНЗИОННЫЕ КУЛЬТУРЫ. Подобно микроорга-

низмам и животным клеткам, растительные клетки

можно выращивать в жидкой стерильной питатель-

ной среде.

КУЛЬТУРЫ МЕРИСТЕМ. Меристема – это раститель-

ные стволовые клетки, которые обладают способно-

стью к неограниченному делению. Их выделяют в

стерильных условиях в виде вегетативных конусов из

174

побегов, корней или пазушных почек и культивируют

как каллусную или суспензионную культуру. Если