Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 ультура клеток и тканей растений - перспективный источник получени€ лекарственного сырь€




 

¬ самом общем смысле культура клеток и тканей (далее Ч культура тканей) - это искусственное in vitro индуцирование делений клеток или выращивание в пересадочной культуре тканей, возникших путЄм пролиферации клеток изолированных сегментов разных частей растени€.

ќсновоположниками культуры растительных тканей как новой области биологической науки считаютс€ ‘. ”айт и –. √отре (начало XX в.). ¬ конце 30-х гг. XX в. был разработан метод выращивани€ растительных клеток в суспензионной культуре и получени€ биомассы от единичных клеток, что позволило выдел€ть однородный в генетическом и физиологическом отношении материал.

¬ странах бывшего ———– освоение метода культуры тканей начато с конца 50-х гг. XX в. и св€зано с именем –.√. Ѕутенко. ¬ 1967 г. по инициативе ».¬. √рушвицкого в Ћенхимфарминституте (ныне —анкт-ѕетербургска€ государственна€ химико-фармацевтическа€ академи€) была создана перва€ в стране лаборатори€ культуры тканей лекарственных растений. ѕозже подобные лаборатории были созданы во ¬сероссийском институте лекарственных и ароматических растений (¬»Ћј–) (ћосква) и “омском медицинском институте (ныне —ибирский государственный медицинский университет).

ѕервоначально разрабатываемый в чисто теоретическом плане метод культуры тканей, начина€ с середины 60-х годов XX в., входит в арсенал особого направлени€ научно-производственной де€тельности, известного под названием биотехнологи€. “ехнологии, основанные на методе культуры тканей, уже помогают создавать новые формы и сорта сельскохоз€йственных растений и получать промышленным путЄм продукты растительного происхождени€.

¬се объекты, культивируемые in vitro, выращиваютс€ стерильными. —терилизуютс€ исходные кусочки ткани растений (экспланты), питательна€ среда; антисептически в специальных боксах стерильным инструментом провод€тс€ манипул€ции по выращиванию объектов. —осуды, в которых культивируютс€ ткани и клетки, закрываютс€ так, чтобы предотвратить инфицирование в течение продолжительного времени.

¬ культуре тканей лекарственных растений можно выделить три главных направлени€: получение недифференцированной каллусной массы, создание исходного генетического разнообрази€ форм растений, а также клеточную селекцию и клональное микроразмножение растений.

¬ природе каллусообразование Ч естественна€ реакци€ на повреждение растений. ¬ культуре изолированных тканей при помещении экспланта (т.е. фрагмента ткани или органа) на питательную среду его клетки дедифференцируютс€, переход€т к делению, образу€ однородную недифференцированную массу Ч каллус.

¬ асептических услови€х каллус отдел€ют и помещают на поверхность агаризованной питательной среды дл€ дальнейшего роста. ¬ результате получают культуру каллусной ткани, которую можно поддерживать неограниченно долго, периодически раздел€€ еЄ на трансплантаты и пересажива€ на свежую питательную среду.

 аллусы легко образуютс€ на эксплантах из различных органов и частей растений: отрезков стебл€, листа, корн€, проростков сем€н, фрагментов паренхимы, тканей клубн€, органов цветка, плодов, зародышей и т.д.  ультивирование каллусных клеток провод€т главным образом двум€ способами: на агаризованных питательных средах или различных гелеобразующих подложках (силикагель, биогели, полиакриламидные гели, пенополиуретан и др.) и в жидкой питательной среде. ¬ жидкой питательной среде каллус легко распадаетс€ на отдельные агрегаты клеток и даЄт начало так называемой суспензионной культуре.

¬ разработке нетрадиционных клеточных технологий важное место занимают питательные среды. ќни должны обеспечить потребности культуры ткани продуцента в химических компонентах, необходимых дл€ биосинтеза целевого продукта. ¬ состав сред вход€т смеси минеральных солей (макро- и микроэлементов), фитогормоны (регул€торы процессов клеточного делени€ и дифференциации), источники углерода в виде сахарозы. »меют значение температура, освещение, содержание газов и другие услови€.

ќдна из важных особенностей культуры тканей Ч сохранение в р€де случаев способности к синтезу продуктов вторичного метаболизма, свойственных интактным растени€м данного вида, Ч алкалоидов, гликозидов, компонентов эфирных масел, стероидов и др.

¬ культивируемых каллусных клетках, особенно при длительном выращивании in vitro, возникают, сохран€ютс€ в клеточных поколени€х, а часто и селектируютс€, т.е. отбираютс€ и начинают преобладать, многочисленные геномные вариации. Ёта изменчивость представл€ет собой основу дл€ отбора клеточных линий и штаммов с высокой биосинтетической способностью (суперпродуцентов). ’от€ использование сырь€, получаемого при культуре тканей и клеток in vitro, выгодно пока только дл€ тех продуктов, рыночна€ стоимость которых достаточно высока на международном рынке, тем не менее, биотехнологические программы уже созданы в —Ќ√ и многих странах мира.

ѕереход от научных разработок к промышленному получению продуктов с использованием клеточных культур только начинаетс€. ќднако этим методом уже получают некоторые высокоценные вещества и продукты. ¬ японии из культивируемых тканей воробейника краснокорневого получают шиконин с широким спектром антисептического действи€ и убихинон-10 из клеток табака, в √ермании Ч кислоту розмариновую из колеуса. ¬ нашей стране биохимические заводы выпускают клеточную биомассу женьшен€, а также получены высокоаймалиновые штаммы раувольфии змеиной.

 аллусные клетки в культуре тканей in vitro подвержены значительной генетической изменчивости. »зменчивость геномов может приводить к генетическим изменени€м у растений-регенерантов, полученных из культуры каллусных клеток, клеточных суспензий или изолированных протопластов. “акие растени€ получили название сомаклональных вариантов. —омаклональные варианты, сохран€€ основные свойства прототипа, часто выгодно отличаютс€ от него устойчивостью к болезн€м, экологическим стрессам, а иногда несколько изменЄнной биосинтетической способностью и более высокой продуктивностью.

ƒл€ увеличени€ спектра изменчивости используют мутагенез (обработка мутагенными веществами), а также селективные услови€ культивировани€ клеток. —понтанно возникшие или индуцированные мутанты в попул€ции отбираютс€ на устойчивость к созданным жЄстким услови€м: высоким концентраци€м солей, экстремальным температурам, гербицидам, токсинам и др. ¬ результате проведени€ многих экспериментов удаЄтс€ отобрать действительно устойчивые линии и получить растени€-регенеранты из стабильной клеточной линии.

¬ —Ќ√ методом клеточной селекции получены клоны: сорта картофел€, устойчивые к высоким концентраци€м хлорида натри€, низким температурам, раку картофел€, а также патогену и токсину, вызывающим кольцевую гниль клубней; рис, устойчивый к низким температурам и засолению, и др.

 леточна€ селекци€ Ч одна из наиболее полезных клеточных технологий дл€ создани€ сортов не только важнейших сельскохоз€йственных, но и лекарственных растений. –аботы ј.√. ¬оллосовича в 70-80-х гг. XX в. с культурой тканей раувольфии змеиной привели к созданию высокопродуктивных аймалинсодержащих штаммов.

¬ насто€щее врем€ интенсивно развиваютс€ работы по созданию высокопродуктивных штаммов и растений-регенерантов методами гибридизации соматических (неполовых) клеток путЄм сли€ни€ протопластов и генной инженерии. ћетоды соматической гибридизации и генной инженерии пока не получили промышленного развити€. ќднако учЄные считают, что за ними будущее, и генна€ инженери€ станет естественным приЄмом при создании нужных человеку форм полезных растений.

¬елико значение культуры тканей высших растений дл€ быстрого клонального микроразмножени€ растений.  лональным микроразмножением называют неполовое размножение растений in vitro, строго идентичных исходному. Ётот процесс Ђминиатюренї в сравнении с традиционной техникой вегетативного размножени€ черенками, отводками, усами, прививками, но идЄт очень быстро и с высоким выходом посадочного материала. Ќапример, от одной генициали можно получить 105-106 растений в год.

¬ зависимости от условий клетки в культуре in vitro могут делитьс€ анархически, образу€ неорганизованную массу, либо мен€ть программу своего поведени€ и делитьс€ организованно с образованием зачатков корней, стеблей, зародышей, из которых затем можно регенерировать растени€.

Ћегче всего вызвать морфогенез (образование органов и тканей) и регенерацию растени€ в целом, использу€ зародыши, почки, а также стеблевые меристемы. Ќо дл€ получени€ растений, даже из зародышей, изолированных на ранних стади€х развити€, или апикальных меристем стебл€ очень маленьких размеров нужны дополнительные услови€, например, очень богатые питательные среды. ќбычно в каждом случае разрабатываютс€ особые услови€ культивировани€ и соответствующие питательные среды.

—теблева€ меристема (особенно сама€ еЄ верхушка), как правило, свободна от вирусной инфекции, микоплазм и возбудителей других инфекций. ѕоэтому клонирование клеток меристематических верхушек, а затем быстрое клональное размножение здоровых растений - основа технологии получени€ безвирусного посадочного материала картофел€, плодовых, €годных, декоративных и лекарственных растений.

¬елико значение технологии клонального микроразмножени€ в селекции растений. ћожно быстро размножить уникальный генотип или новый сорт, что ускор€ет его практическое использование. ¬ насто€щее врем€ найдены услови€ размножени€ более 500 экономически важных или исчезающих видов дикорастущих растений. ћногие из них размножаютс€ уже в производственных услови€х. „то касаетс€ лекарственных растений, технологии клонального микроразмножени€ разработаны в отделе биологии клетки и биотехнологии »нститута физиологии растений –јЌ дл€ мандрагоры туркменской, кирказона маньчжурского, женьшен€, в —анкт-ѕетербургской химико-фармацевтической академии Ч дл€ р€да видов раувольфии, в ¬»Ћј–е Ч дл€ стефании гладкой.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2061 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћаской почти всегда добьешьс€ больше, чем грубой силой. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2064 - | 1927 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.01 с.