Вуглеводневе живлення

Культури тканин, навіть ті, що зеленіють на світлі не автотрофні відносно вуглеводневого живлення. При ізолюванні і перенесенні на живильне середовище шматочків хлорофілоносних тканин, вони, як правило, втрачають хлорофіл. При вирощуванні на світлі одні тканини позбавляються хлорофілу (тканина серцевинної паренхіми тютюну), інші тканини на світлі зеленіють (тканини моркви, барвінку рожевого), але не здатні забезпечити себе повністю вуглеводами за рахунок фотосинтезу, і їх необхідно вирощувати на живильних середовищах, які містять вуглеводи.

Найкращим джерелом вуглеводневого живлення для більшості рослинних тканин є сахароза або глюкоза, звичайно у концентрації 2 – 5 %. Але для деяких тканин оптимальними джерелами вуглецю слугують фруктоза, маноза або галактоза. На середовищах з пентозами ізольовані тканини рослин не ростуть, за виключенням ксилози, яка є хорошим джерелом вуглецю для тканини моркви.

Полісахариди, як правило, не використовують як джерело вуглеводневого живлення при вирощуванні культур рослинних тканин. Але, оскільки, деякі тканини здатні виділяти у середовище гідролітичні ферменти, наприклад, амілазу, то вони можуть рости на середовищах з розчинним крохмалем. Здатністю засвоювати полісахариди часто характеризуються тканини деревних рослин, а також тканини пухлинного походження.

Часто оптимальною умовою для росту тканини є наявність в середовищі різних цукрів. Так для підтримання росту тканини топінамбура оптимальною є суміш 0,1 М сахарози та 0,11 М глюкози.

Р.Бутенко із співробітниками отримали цікаві дані щодо характеру росту тканини партеноцисуса на середовищі з глюкозою і сахарозою: якщо на середовищі з глюкозою тканина росла на поверхні агару і розсипалась на окремі шматочки, то на середовищі з сахарозою тканина більш інтенсивно росла у висоту і утворювала загальну компактну масу.

Необхідно особливо відмітити вплив умов стерилізації на дію цукрів. Рядом дослідників було показано, що при автоклавуванні середовища з сахарозою або глюкозою, які спеціально не очищали, відбувається утворення речовин, які стимулюють ріст рослинних тканин.

Досліди по використанню джерелами вуглеводневого живлення спиртів або органічних кислот показали, що із спиртів тканини можуть використовувати лише гліцерин, а органічні кислоти використовуються погано. Хоча як доповнення до середовища з цукром органічні кислоти у низьких концентраціях (0,015 – 0,125 %) стимулюють ріст тканин. Найбільшу стимулюючу дію мали трикарбонові кислоти циклу Кребса.

Вітаміни

До складу середовищ для культивування рослинних клітин, тканин і органів рослин входять вітаміни. Хоча більшість тканин, що культивуються in vitro, здатна до синтезу всіх потрібних для їх життєдіяльності вітамінів, але вони синтезують вітаміни в субоптимальних кількостях і при додаванні вітамінів до середовища ріст тканини покращується. Крім того, внесення вітамінів в живильне середовище може мати формативний ефект. Найважливішу роль у рості культури тканин відіграють вітаміни групи В (тіамін, піридоксин, нікотинова кислота), мезоінозит. Іноді до середовища вводять Са-пантотенат і холінхлорид. Більшість вітамінів, що додають до живильного середовища, входять до складу ферментів, які каталізують різні важливі реакції.

Тіамін (вітамін В₁) – бере участь у процесах перетворення вуглеводів (входить до складу піруватдекарбоксилази). До середовища вводиться у кількості 0,1 – 10 ^мг/_л.

Піридоксин (вітамін В₆) – входить до складу ферментів декарбоксилювання і переамінування амінокислот. В середовища вводиться 0,1 – 1 ^мг/_л В₆.

Нікотинова кислота (вітамін РР) – входить до складу окисно-відновних ферментів дегідрогеназ. В живильне середовище РР вводиться в концентрації 0,5 – 1 ^мг/_л.

Найкращий вплив на ріст культури ізольованих тканин має додавання до середовища суміші вітамінів. Найчастіше використовують суміші вітамінів Уайта (складається з 3 компонентів), Мореля (6 компонентів), Хендерсона (10 компонентів).