. Каллусная ткань.Строение и значение.
Каллусная ткань.Строение и значение.

Каллусная ткань.Строение и значение.

Г. Фехтинг (1892), К. Рехингер (1893), Г. Габерландт (1902) высказали идею о возможности культивирования растительных клеток вне организма.

Культивирование растительных тканей in vitro. Каллусообразование..

Г.Габерланд выдвинул гипотезу о тотипотентности растительной клетки

Hermann Vöchting

Karl Rechinger

Gottlieb Haberlandt

История вопроса

2 этап (1902-1922 гг.)

Р.Харрисон (1907), А.Каррел (1911)

эксперименты по культивированию in vitro тканей животных

Ross Harrison

Aleksis Carrel

3 этап (1922-1932 гг.)

А.Роббинс (1922), Г.Котте (1922)

культивирование меристем корней томата на твердой синтетической среде

American Robbins

German Kotte

История вопроса

Roger Gautheret

Philip White

4 этап (1932-1940 гг.)

Р.Готре (1932) получил каллусы из древесных растений

Ф.Уайт (1932) показал неограниченный рост растительных опухолей при пересадках на свежие среды

История вопроса

5 этап (1940-1960 гг.)

Ф.Скуг и К.Миллер (1955)

открыли фитогормоны цитокинины, стимуляторы деления клеток растений

Folke Skoog

Carlos Miller

Miller and Skoog demonstrate that the ration of auxin:cytokinin alters organogenesis in vitro

История вопроса

6 этап (1960-1975 гг.)

Э.Кокинг получил клетки без клеточной стенки (протопласты) из плодов и корней томата

Дж.Пауэр (1955)

стимулировал слияние протопластов

Edward C. Cocking

История вопроса

Раиса Григорьевна Бутенко

основала школу биологии растительной клетки в России и разрабатывала технологию микроклонального размножения растений in vitro

Растительные культуры

Каллусные культуры

Суспензионные культуры

Культура одиночных клеток

Культура протопластов

Меристематическая культура

Культура пыльников

Культура каллусных клеток

выращивают на твердой питательной среде

образование и рост регулируется фитогормонами:

ауксины вызывают процесс дедиференцировки цитокинины – пролиферацию клеток.

Характеристика:

  • тотипотентность
  • дедифференцированность
  • асинхронность деления
  • генетическая гетерогенность

Фитогормоны

Индукция каллуса и соматический эмбриогенез в культуре ткани пшеницы

A .Индукция каллуса из зрелых семян

B . Индукция каллуса из незрелых соцветий

C-F Формирование соматических эмбрионов (показаны стрелками)

( C ) after 15 days of culture, ( D) after 12 days of culture, ( E) after 25 days of culture, ( F) after 20 days of culture.

G . Длительно культиви-руемый каллус (2,5 мес) с признаками вторичного эмбриогенеза

H. Развитие соматического эмбриона

I . Формирование растений из соматических эмбрионов через 1,5 месяца после инициации каллусогенеза

"Селекция. Биоинженерия растений"

Суспензионная культура

выращивают в жидкой питательной среде

из каллуса или интактного растения (экспланта) путем переноса в жидкую питательную среду, при перемешивании и исключении солей Са

Характеристика:

типичные каллусные клетки

Культура одиночный клеток

«потомство» одной клетки

из каллуса, экспланта, протопласта и др.

  • изолирование неповрежденной клетки растительной или каллусной ткани
  • создание условий, благоприятных для роста и развития изолированной клетки

Характеристика:

генетическая гомогенность

Меристематическая культура

из конусов нарастания побегов, корней, пазушных почек и др.

на питательные среды высаживают небольшую часть меристемы до 0,5 мм

Характеристика

  • способность к делению
  • высокая метаболическая активность

1 – апикальные (верхушечные)

2 – интеркалярные (вставочные)

3 – латеральные (боковые)

Рисунок из книги Широков А.И., Крюков Л.А. «Основы биотехнологии растений», 2012

Культура пыльников

базируется на использовании андрогенеза in vitro (получение гаплоидных растений на искусственных питательных средах из изолированных пыльников и микроспор)

из незрелых пыльников, в которых пыльцевые зерна находятся в стадии, предшествующей первому делению микроспор на вегетативное и генеративное зерна.

требования к выращиванию биообъектов в культуре in vitro

Асептика – автоклавирование, фильтрация через бактериальные фильтры, ультрафиолетовое – облучение, дезинфекция и введение антибиотиков

Сбалансированность питательных сред – удовлетворение всех потребностей культуры. Обязательные компоненты – фитогормоны.

Условия – слабая освещенность или полная темнота, температура, аэрация, влажность.

Практическое применение

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Культур клеток и тканей растений

Биосинтез и

Микроклональное размножение и

растений с ценными свойствами

оздоровление

биотрансформация для получения

ценных веществ

Схема 1. Основные направления практического применения клеточной инженерии растений

Микроклональное размножение и оздоровление растений

НЕПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ

Основа метода : тотипотентность растительных клеток, то есть способность полностью реализовывать потенциал развития «клетка – целое растение».

  • введение в культуру in vitro, стимулирование эксплантата к дальнейшему развитию
  • введение в культуру in vitro, стимулирование эксплантата к дальнейшему развитию
  • размножение микроклоновризогенез вновь образованных in vitro побегов
  • размножение микроклонов
  • ризогенез вновь образованных in vitro побегов
  • акклиматизация микроклонов к нестерильным условиям
  • акклиматизация микроклонов к нестерильным условиям

Этапы клонального микроразмножения растений

Регенерация побегов из морфогенного каллуса

сахарной свеклы (Beta vulgaris L.)

"Селекция. Биоинженерия растений"

Регенерация побегов из листовых эксплантов сахарной свеклы (Beta vulgaris L .)

"Селекция. Биоинженерия растений"

Страны – держатели крупных коллекций генетических ресурсов растений

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎