Ция, дифференцировка, в результате чего снижается активность
Этих недостатков лишены процессы с использованием иммобилизо-
Ванных растительных клеток. Такие биологические системы более устой-
Чивы к механическим повреждениям, при этом фаза роста клеток совпада-
Каллус
Фундаментальные исследования
Вегетативное размножение
Оздоровление
Искусственные семена
Замена органелл
Селекция, мутации, вариации
Гибридизация: половая, соматическая
Гибридизация: андрогенная,
Гиногенная
Вторичные продукты
И биотрансформация
Молекулярно-генетическая
Инженерия растений
Биотехнологическое
Применение
Соматические
Эмбриоиды
Клетки
Протопласты
Мерисистемы, яйцеклетки,
Эмбрионы,
Микроспоры,
Пыльники
Рис. 6.2. Биотехнологическое использование культуры клеток и тканей растений.
Длина стрелок указывает относительную легкость или трудность взаимных переходов
(по Х. Борман, 1991).
Ет с фазой образования продукта; клетки легко переносятся в новую среду
Или иные культивационные условия. Основные трудности данной техно-
Логии связаны с недостаточной изученностью регуляции метаболизма у
Эукариотических растительных клеток.
Особенностью клеточных культур растений является их способность к
тотипотенции, – в определенной среде и определенных условиях можно
Регенерировать целое растение из одной клетки. Подобное свойство от-
Сутствует у животных. Таким образом, в любой растительной клетке за-
Ложена генетическая информация, необходимая для дифференцировки
Клеток в процессе деления. Этот феномен используют при микроразмно-
Жении растений. Данная технология имеет существенные преимущества,
Так как позволяет быстро получать материал для размножения растений,
Включая системы, не содержащие возбудителей болезней, круглогодично
Иметь рассадочный материал и повышать его однородность, длительно
Хранить генетический материал и создавать новые генотипы.
С тех пор, как впервые удалось индуцировать из одной клетки регене-
Рацию целого растения, техника культуры клеток стала широко приме-
Няться для клонирования. Тотипотенция была продемонстрирована на
культурах тканей ряда растительных видов, а позднее – на соматических и
Половых клетках, изолированных из различных растений.
На рис.6.3 представлена схема клонального размножения растений
Catharanthus roseus из верхушечных меристем. После проращивания сте-
Рильных семян C. roseus через 7 дней кончики побегов проростков срезали
И проращивали в темноте, затем кончики проростков помещали на по-
Верхность агаризованной среды Нича и культивировали на свету. Спустя 8
Недель из апикальных меристем формировались прорости с развитой кор-
Невой системой. Эти проростки использовали для второго этапа размно-
жения, в ходе которого эксплантанты, состоящие из одного узла и одной
пары листьев формировали проростки с корнями и 4–5 парами листьев.
После третьего пассажа развивались проростки с тем же числом узлов.
Укоренившиеся проростки пересаживали в горшки со стерильной почвой.
После 14-дневного периода акклиматизации проростки высаживали в поч-
ву; выживаемость проростков при этом составила 90 %.
В 1971 г. Табеке с сотрудниками, обрабатывая листья табака с целью
Растворения клеточных стенок сочетанием целлюлозы и пектиназы, доби-
Лись успеха в получении протопластов. Протопласты при культивирова-
Нии в жидкой среде в процессе деления формировали каллус, способный к
регенерации целого растения. При этом свыше 90 % протоклонов (клонов,
Полученных из протопластов) были удивительно сходны с родительскими
Видами как по фенотипу, так и по генотипу. Протопласты позволили пре-
Одолеть обычную изменчивость, свойственную другим способам получе-
Ния клонов. В конце 80-х годов в США была разработана техника регенера-