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

 

 

 

 


 ультивирование клеток растений

 

ѕолемика, вызванна€ успешным клонированием р€да животных, почему-то оставила в тени успехи, св€занные с клонированием растений. ¬едь уже достаточно давно мы имеем дело либо непосредственно с растени€ми, разводимыми на основе клонировани€, либо с веществами, полученными из культивируемых растительных клеток и тканей. “ак, с помощью культивировани€ меристемы, гарантирующего безвирусность растени€, были выведены всюду продаваемые гвоздики, хризантемы, герберы и другие декоративные растени€. “акже можно купить и цветки экзотических орхидных растений, производство клонов которых уже имеет промышленную основу. Ќекоторые сорта клубники, малины, цитрусовых выведены с использованием техники клонировани€. ѕрежде дл€ выведени€ нового сорта требовалось 10-30 лет, теперь же, благодар€ применению методов культивировани€ тканей этот период сокращен до нескольких мес€цев. ¬есьма перспективными признаютс€ работы, св€занные с производством на основе культивировани€ тканей растений лекарственных и технических веществ, которые невозможно получить путем синтеза. “ак, уже получают подобным способом из клеточных структур барбариса изохинолиновый алкалоид берберин, а из женьшен€ - гинсеносид.

ќснову культивировани€ растительных клеток и тканей составл€ют содержаща€с€ в каждой клетке информаци€ о всех свойствах и возможност€х организма и способность клетки к самосто€тельному обмену веществ. ƒл€ культивировани€ подход€т различные органы растений.  ак правило, используют молодые листь€ и осевые побеги верхних мутовок, а также столоны, клубни, пыльники, кончики корней, пазушные почки и другие части растени€. ћеристемные ткани верхушек ростовых побегов и корней имеют особое значение дл€ получени€ безвирусных клонов. ќтобранный материал стерилизуетс€ различными веществами. ѕри этом необходимо соблюсти баланс времени, чтобы, с одной стороны, его продолжительность обеспечила уничтожение микроорганизмов, с другой - не повредила бы клетки самой растительной ткани. ѕодготовка материала к культивированию завершаетс€ многократным обмывом стерильной водой, после чего его помещают в стерильную рабочую банку на питательную среду и раст€т об€зательно в стерильных услови€х.

—войство питательной среды определ€ютс€ поставленными цел€ми культивировани€ растительного материала, поскольку именно от заданных условий зависит конечный продукт. ѕитательна€ среда бывает жидкой или твердой. ќна, как правило, состоит из большого числа синтетических веществ с заданной концентрацией. ѕоскольку изолированные растительные клетки и ткани большей частью €вл€ютс€ гетеротрофными, в ней должен содержатьс€ органически св€занный углерод, источником которого обычно служат глюкоза или сахароза. јзот добавл€етс€ в форме нитратов, используемых клетками с помощью нитратредуктазы. ѕримен€ют также фосфор, калий, кальций, магний, сульфаты. Ќеобходимым компонентом €вл€ютс€ витамины, в особенности группы ¬ (¬1, ¬2, ¬6), миоинозит, биотин, а также аминокислоты и органические соли.   безусловно необходимым микроэлементам относ€тс€ бор, марганец, иод, медь, кобальт, молибден. “ак, недостаток марганца преп€тствует синтезу белков, уменьшает количество –Ќ  и приводит к увеличению содержани€ свободных аминокислот. ∆елезо имеет значение дл€ делени€ €дра и дл€ де€тельности дыхательных ферментов. Ќаконец, необходимо наличие в питательной среде р€да фитогормонов. ћанипулиру€ концентраци€ми различных веществ в питательных средах, кислотностью последних, температурой, освещенностью и влажностью в камерах дл€ культивировани€, можно получить растени€ и вещества с требуемыми свойствами. ¬ зависимости от используемых растительных клеток и тканей, способов культивировани€ различают следующие основные типы структур: каллюсные, суспензионные, протопластов, меристематические, пыльников.

 

 аллюсные структуры

 

ƒл€ каллюсных структур исходным материалом €вл€етс€ каллюс - это ткань, образующа€с€ у растений на местах ранений и способствующа€ их заживлению. ќна состоит из более или менее однородных паренхимных клеток, начало которым дает ранева€ меристема. Ёлементы каллюса мало дифференцированы, однако вблизи его поверхности наблюдаетс€ рост, обусловленный активностью меристематических клеток. ¬последствии в каллюсе возможна дифференцировка его элементов и образование флоэмы, ксилемы и других тканей. Ќаружные клетки каллюса опробковевают.

ƒл€ культивировани€ на выбранном органе делают надрез, на всей поверхности которого развиваетс€ ткань, состо€ща€ из неорганизованно растущих клеток. Ёта образовавша€с€ ткань и культивируетс€ в заданных услови€х. ¬ зависимости от вида растени€ и поставленной цели предварительно необходимо установить состав питательных сред и концентрации фитогормонов, требуемых дл€ оптимального роста.  аллюсы могут выгл€деть очень различно. ќни бывают рыхлыми или плотными. ќкраска каллюса позвол€ет судить об образовании вторичных веществ. ≈сли каллюс содержать в полной темноте, он беловато-желтый. Ќа свету он образует хлорофилл и становитс€ зеленым.  расный свет указывает на наличие антоциана и бетациана. „тобы ослабить или устранить эти эффекты, в питательную среду добавл€ют поливинилпирролидон, глутатион или аскорбиновую кислоту.  оричневые клетки образуютс€ перед отмиранием, поэтому такую ткань необходимо поместить в свежую среду. ѕри длительном культивировании каллюсы могут тер€ть свой морфогенетический потенциал. ѕосле нескольких смен питательных сред и при добавлении ростовых гормонов каллюс дифференцирует и регенерирует, образует осевые побеги, корни и, наконец, все растение целиком, способное к размножению и выращиванию в грунте. ќднако большей частью каллюсы используютс€ в качестве исходного материала дл€ клеточного или суспензионного культивировани€.

 

—успензионна€ культура

 

ƒл€ суспензионных культур исходным материалом могут быть кака изолированные целые клетки выбранного органа растени€, так и измельченный каллюс. ќбразовавшиес€ клетки помещают в жидкую питательную среду и культивируют при посто€ном перемешивании. –ост суспензионной культуры происходит во многих случа€х существенно быстрее, чем каллюсной культуры, поскольку скоплени€ клеток поглощают питательные вещества значительно большей общей поверхностью, а у каллюса это происходит лишь в той его части, котора€ лежит на субстрате. ѕри этом происходит деление клеток, новые клетки не отдел€ютс€, и их скопление увеличиваетс€. — помощью особых приемов суспензионную культуру можно перенести на твердую питательную среду. «десь из клеток или комплексов клеток может образоватьс€ способный к жизни каллюс. ¬ суспензии могут возникнуть также и зародыши, которы после их переноса на агар образуют новое растение.

 

 ультура протопластов.

 

 ультуры протопластов получают главным образом из приготовленной из мезофила суспензии, обрабатыва€ ее ферментами, разрушающими клеточные стенки. ¬ результате этого может произойти присоединение чужих органелл, а также чужой ƒЌ , котора€ встраиваетс€ в генетический материал €дра, что может выразитьс€ в экспрессивности. ѕоскольку поверхности протопластов имеют отрицательный зар€д, необходимо нейтрализовать их отталкивание друг от друга, после чего они соедин€ютс€. ѕосле сли€ни€ происходит регенераци€ клеточной стенки. ќна образуетс€ менее чем за сутки, после чего клетки начинают делитьс€ и регенерируют новые растени€. ¬о многих случа€х удавались сли€ни€ протопластов разных родительских растений и последующа€ регенераци€ через культуру каллюса нового растени€ с заданными свойствами. ќказалось возможным скрещивать представителей разных видов и родов, что прежде не удавалось. —ли€нием протопластов вырастили, например, гибрид картофел€ и томата, "томофель". Ётот способ имеет коммерческое значение при выведении новых сортов соевых бобов, цитрусовых, сахарного тростника, кукурузы, пшеницы и картофел€. ѕолучен также гибрид двух видов дурмана, содержащий на 25% больше алкалоида тропана в сравнении с родительскими растени€ми.

ћеристематическа€ культура.

 

ƒл€ меристематической культуры используют меристему - образовательную ткань растений, долго сохран€ющую способность к делению и образованию новых клеток и отличающуюс€ высокой метаболической активностью. ƒл€ культивировани€ изолируют конусы нарастани€ побегов, корней, а также пазушные почки. ћеристематические культуры более известны в садоводстве, так как они дают возможность получить безвирусные клоны. »з этого можно сделать вывод, что распределение вирусов в различных част€х растени€ неравномерное, а меристема их лишена. »з безвирусной меристемы в большом количестве могут регенерировать генетически идентичные безвирусные растени€. Ётот способ используют дл€ выведени€ сортов картофел€, винограда, а также декоративных растений и в лесоводстве.

 

 ультура пыльников.

 

 ультура пыльников используетс€ дл€ получени€ галлоидных растений.  ак правило, растение €вл€етс€ диплоидным, т.е. в его клетках содержитс€ два гомологичных набора хромосом. “олько зародышевые клетки €вл€ютс€ гаплоидными. ƒл€ получени€ гаплоидной культуры наиболее удобны незрелые пыльники, в которых пыльцевые зерна наход€тс€ еще в стадии, предшествующей первому делению микроспор на вегетативное и генеративное зерна. ѕосле переноса стерильных пыльников на питательную среду пыльцевые клетки начинают делитьс€. –азвиваетс€ промежуточный каллюс или сразу образуетс€ гаплоидный зародыш, который позднее дифференцируетс€ в гаплоидное растение. “акие гаплоидные растени€ стерильны, но они могут перейти в диплоиды после воздействи€ колхицина или сли€ни€ протопластов. “ак образуютс€ плодовитые гомозиготные чистые линии растений, имеющие большое значение дл€ селекции, поскольку в последующих поколени€х всегда встречаютс€ те же заданные признаки. Ѕлагодар€ этому методу выведены новые сорта зерновых и табака, а также получены многочисленные лекарственные растени€ с улучшенными свойствами.

 

–егенераци€

 

–егенераци€ - €вление восстановлени€ целого организма из его части. ѕри культивировании регенераци€ может происходить разными пут€ми: пр€ма€ регенераци€ из культур меристемы, верхушечных побегов, пазушных почек и узлов, причем дифференциаци€ управл€етс€ фитогормонами, и косвенна€, с промежуточной стадией каллюса. ¬ последнем случае возможны также возможны два пути: при органогенезе определенными концентраци€ми и соотношени€ми фитогормонов вызывают образование придаточных побегов и корней; при соматическом эмбриогенезе в каллюсе образуютс€ зародыши, из которых вырастает растение, затем переносимое в грунт.

 

—писок использованной литературы.

 

1) "Ѕиологи€" - еженедельное приложение к газете "ѕервое сент€бр€" (є21 1998)

2) "Ѕиологи€" - еженедельное приложение к газете "ѕервое сент€бр€" (є21 1997)

3) "Ѕиологи€" - еженедельное приложение к газете "ѕервое сент€бр€" (є7 1998)

4) ћедицинска€ газета є34-35 (29 апрел€ 1998 г.)

5) Ёнциклопеди€ "Ѕиологи€"



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
 лонирование. б) —троение и функции оболочки клетки | Ётика труда православи€
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 977 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќаглость Ц это ругатьс€ с преподавателем по поводу четверки, хот€ перед экзаменом уверен, что не знаешь даже на два. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2434 - | 2015 -


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

√ен: 0.014 с.