9.Основные направления использования каллусных культур растений в биотехнологии

Культура клеток и тканей растений может использоваться в двух основных направлениях: 1) размножение или поддержание жизни у неизмененных по сравнению с донорами клеток, тканей, растений; 2) целенаправленное воздействие на изменение генетического статуса клеток и отбор в селективных условиях нужных вариантов. Возможности культуры изолированных клеток и тканей растений весьма обширны: 1) получение вторичных метаболитов, продуцируемых отдельными клетками и тканями некоторых полезных растений (алкалоидов, глюкозидов, стероидов и т.д.), используемых для производства лекарств; 2) клеточная и тканевая селекция форм с полезными хозяйственными свойствами; 3) генетическое улучшение сельскохозяйственных растений; 4) ускоренное (микроразмножение) ценных и уникальных генотипов и поддержание жизнеспособности ослабленных клеток и тканей; 5) освобождение (оздоровление) посадочного материала от вирусной инфекции; 6) сохранение генофонда в условиях криоконсервации. С использованием методов культивирования также решается большое число теоретических проблем, в том числе: - особенности старения растительной клетки; - процессы цитодифференцировки и морфогенеза; - роль фитогормонов, углеводов, витаминов, минеральных веществ при каллусогенезе, органогенезе, морфогенезе; - взаимоотношения клеток высших растений с клубеньковыми бактериями и микоризными грибами; - механизмы устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды: абиотическим (засолению, кислой среде, низким температурам и т.д.), биотическим (патогенам разного происхождения, вызывающим болезни растений); - регуляция вторичного обмена; - механизмы опухолеобразования; - механизмы сомаклональной изменчивости; - популяционные взаимоотношения в клеточной культуре.

10.Способы получения суспензионных культур растений

Суспензионная культура – это культуры одиночных клеток и клеточных агрегатов, растущие в аэрируемой жидкой питательной среде.

Для обеспечения аэрации в жидкой среде необходимо постоянное перемешивание или встряхивание, достигаемое следующими способами: 1) культура суспензионных клеток выращивается в колбах в жидкой питательной среде на качалках ротационного или шейкерного типа или роллерах (накопительное культивирование); 2) выращивание суспензионной культуры в жидкой питательной среде в ферментерах при подаче воздуха в сочетании с механическим перемешиванием (непрерывное культивирование).

Основным способом получения суспензионной культуры является помещение кусочка недифференцированного каллуса в перемешиваемую жидкую питательную среду, при интенсивности встряхивания 100–120 об/мин. В более редких случаях используют экспланты тканей, стерильные проростки, которые в жидкой среде дедиференцируются и образуют каллус, распадающийся в конечном итоге на отдельные клетки.

Для выращивания клеточных суспензий применяются в основном те же питательные среды, что и для каллусных культур. Однако, создан и ряд сред, предназначенных непосредственно для выращивания суспензионных культур, например, питательная среда Болла, Лиау.

Применение суспензионной культуры. Клеточные суспензии являются удобной и ценной моделью для всестороннего и глубокого изучения физиологических закономерностей роста, дифференциации, регуляции клеточного метаболизма соматических клеток растений. Клеточные суспензии используются для промышленного получения ценных веществ: алкалоидов, стероидных соединений, эфирных масел, ферментов и др. Преимущество этого способа по сравнению с традиционным получением вторичных метаболитов из растительного сырья заключается в отсутствии зависимости от погодных условий, высоком выходе и качестве продукции, возможности организации промышленного производства.