Вопросы для самоконтроля

1. Технология глубинного выращивания клеток животных в монослое.

2. Технология глубинного выращивания клеток животных в суспензированных культурах.

3. Функции сред для выращивания клеток животных.

4. Источники энергии, аминокислоты, витамины как компоненты титательных сред для культивирования клеток животных.

5. Неорганические ионы, следовые элементы, липиды, рН и буферные растворы, газы, антибиотики как компоненты титательных сред для культивирования клеток животных.

6. Неопределенные добавки для культивирования клеток животных.

7. Функции сыворотки.

8. Какие проблемы могут возникнуть при использовании сыворотки?

9. Какие условия следует считывать при выборе питательной среды для культивирования клеток животных?

Список литературы Основная

1. Биотехнология: учебное пособие для вузов, в 8 кн., под ред. Егорова Н.С., Самуилова В.Д. – М., 1987.

2. Блинов, В.А. Общая биотехнология: курс лекций. В 2-х частях. Ч. 1 / В.А. Блинов. – Саратов, 2003.

3. Глик, Б. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение / Б. Глик, Дж. Пастернак. – М.: Мир, 2002. – 592 с. – ISBN: 5-03-003328-9

4. Елинов, Н.П. Основы биотехнологии / Н.П. Елинов. – СПб.: Наука, 1995. – ISBN 5-02-026027-4

Дополнительная

1. Клунова, С.М. Биотехнология: учебник / С.М. Клунова, Т.А. Егорова, Е.А. Живухина. – М.: Академия, 2010. – 256 с. – ISBN 978-5-7695-6697-4

2. Пшеничникова, А.Б. Основы биотехнологии: учебное пособие / А.Б. Пшеничникова. – М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2010. – 92 c.

3. Сельскохозяйственная биотехнология / Шевелуха В.С. и др. – М.: Высшая школа, 2003. – 427 с. – ISBN: 5-06-004264-2

4. Современные проблемы и методы биотехнологии [Электронный ресурс]: электронное учебное пособие / Н.А. Войнов, Т.Г. Волова, Н. В. Зобова и др.; под науч. ред. Т.Г. Воловой. – Электрон. дан. (12 Мб). – Красноярск: ИПК СФУ, 2009.

5. Тарантул, В.З. Толковый биотехнологический словарь русско-английский: справочное издание [Электронный ресурс] / В.З. Тарантул. – М.: Языки славянских культур, 2009. – 936 с. – ISBN: 978-5-95-51-0342-6 – Доступ с сайта научной библиотеки СГАУ – ЭБС IPRbooks

6. http://www.biotechnolog.ru

Лекция 13

Типовые приемы и особенности культивирования

растительных клеток - I

13.1. Вегетативное размножение растений методом культур тканей

Фитобиотехнология – составная часть биотехнологии (от греческих слов phyton – растение, bios – жизнь, teken – искусство и logos – наука, слово). Это наука об использовании растительных объектов в технике и промышленном производстве.

Объекты фитобиотехнологии – клетки и ткани растений, а также биологически активные молекулы растительного происхождения (ферменты, нуклеиновые кислоты, стероиды и др.).

К фитобиотехнологическим процессам относят процессы, которые базируются на клеточном уровне, в том числе, когда клетки уже использовались в генно-инженерном эксперименте.

С помощью методов фитобиотехнологии можно выращивать на питательных средах in vitro клетки и ткани высших растений, продуцирующих БАВ, в несвойственных им климатических зонах.

Растительные клетки и ткани способны культивироваться в форме неорганизованной клеточной массы – каллуса. Каллусную ткань можно "заставить" формировать зародышеподобные структуры, почки, побеги, а на их основе – растения-регенеранты. Все это происходит благодаря тотипотентности растительных клеток (от лат. totus – все, целый, potentia – сила, потенция). Т.е. клетка обладает способностью воспроизводить целый организм.

Если в качестве биообъекта применяют изолированный зародыш, меристему верхушечных или пазушных почек, то все получаемые растения-регенеранты полностью соответствуют исходному растению. При применении изолированных клеток и протопластов искусственно создают новые формы растений, пригодные для селекции.

Самые ранние работы по изолированию культур принадлежат Блоцишевскому (1876), Брауну и Моррису (1892), Боннэ, Саксу (1893). В этих исследованиях зародыши вычленялись из семени и выращивались в искусственных условиях. Удачные методы выращивания изолированных тканей были впервые разработаны в 1949 г. Ф. Уайтом и Р. Готре. Дальнейшее развитие методов получения каллусной ткани получено в 1963 г. в лабораториях Б. Скуга и Р.Г. Бутенко.

Микроразмножение in vitro осуществляют из зародыша растения, верхушки основного побега, пазушных побегов, суспензионной культуры клеток, промежуточного каллуса и некоторых других. Для этого соответствующие ткани отбирают, стерилизуют и переносят на подходящую питательную среду.

Установлено, что меристемные ткани, сердцевина луковиц, клубнелуковиц и корневищ, которые надежно защищены листьями и чешуйками и являются стерильными. Перед удалением покрывающих структур их каждый раз протирают 70% этанолом. Если источниками тканей являются открытые органы, то их стерилизуют до 40 минут ртуть- или хлорсодержащими агентами (гипохлориты натрия и кальция, сулема) или пероксидом водорода.

После стерилизации растительный биообъект трижды промывают свежей стерильной дистиллированной водой.

Компоненты питательных сред делят на 3 группы: 1) источники органического углерода (чаще – сахароза); 2) неорганические соли (включая источники азота); 3) стимуляторы роста (некоторые витамины группы В и растительные гормоны – цитокинины (усиливают или поддерживают рост каллусов и/или корнеобразование in vitro) и ауксины (стимулируют образование почек).

Питательные среды могут быть плотными и жидкими. Например, для микрокультуры ананасов предпочтительнее жидкие среды.

В целях предотвращения возможного бактериального и грибного загрязнения в питательные среды добавляют антибиотики (нистатин, цефалоспорин, левомицетин, гентамицин сульфат, канамицин моносульфат, рифампицин и др.).

С помощью метода культур тканей повысили коэффициент размножения садовых древесных растений (яблони) и травянистых декоративных растений (ирис, нарцисс, петуния, фиалка и др.). Доступными для производства стали клетки барбариса – продуцента спазмолитика ятроризина, табака – продуцента убихинона-10. Весьма перспективны каллусные культуры древесных растений.

Перед высадкой проростков в грунт стимулируют корнеобразование с помощью индолилмасляной кислоты.