Питательная среда для культуры ткани tissue culture medium
Проект Роберта Велленса «Succulent Tissue Culture» — тканевая культура суккулентов
Лапшин Петр
Электронный журнал «Культивар» (www.lapshin.org/cultivar), №5(21), 2003
На рис. 1-5 изображены некоторые растения из коллекции STC. Многие из них были получены в культуре in vitro и высажены в грунт 3-7 лет назад. Большинство из них сейчас взрослые, цветущие растения, которые хорошо адаптированы к условиям теплицы.
Кроме того STC получает гаплоиды и полиплоиды у сельскохозяйственных растений, для последующей работы селекционеров. Гаплоиды — это организмы, содержащие одну копию генетического материала вместо двух, как у любого нормального (диплоидного) организма. Полиплоиды — организмы, содержащие более двух копий генетического материала (триплоиды — три набора; тетраплоиды — четыре и т.д.). Гаплоиды представляют интерес для селекции с той точки зрения, что не содержат рецессивных, т.е. «молчащих» генов, это позволяет проводить работы по традиционной селекции с более предсказуемым результатом. Полиплоиды часто характеризуются более высокой продуктивностью по сравнению с нормальными диплоидными особями, что также имеет значение как для селекции, так и для непосредственного сельскохозяйственного производства.
Технология in vitro («в стекле») — это совокупность методов, сверхэффективного вегетативного размножения растений, позволяющая восстанавливать целые растения из очень маленьких отдельных фрагментов любых органов и тканей, в том числе: стеблей, листьев, кончиков корней, цветков, лепестков, тычинок, пыльцы и т.д, которые обычным образом не способны развиваться в целое растение. Основная идея заключается в том, что существует принципиальная возможность регенерации целого организма из отдельной клетки (свойство тотипотентности). Вопрос только в том, как создать такие условия.
В 30-х годах 20-го века французу Рене Готре удалось создать условия для неограниченно долгого поддержания неорганизованно растущей (каллусной) ткани моркови. Эти культуры поддерживаются в лаборатории до сих пор. Биотехнология растений проделала огромный путь. В России основоположником этого научного направления является Раиса Георгиевна Бутенко, возглавлявшая отдел Билогии клеток и биотехнологии в Институте физиологии растений Российской академии наук в Москве.
Технологии in vitro получили бурное развитие с 60-х годов 20-го века, что было связано с успешными работами в области молекулярной генетики. Культура клеток и тканей растений в настоящее время широко используется как вспомогательные методики при генноинженерных манипуляциях с растительными тканями.
Кроме генной инженерии технологии in vitro нашли широкое примерение как один из высокоэффективных методов в селекционном процессе, позволяющий преодолевать многие биологические барьеры скрещивания отдаленных организмов. Также работа с использованием этих методов полволяет ускорить селекционный процесс во много раз. Можно отметить сравнительную легкость и быстроту отбора на уровне культивируемых клеток после воздействия на них какими-либо селективными факторами.
Одним из широко распространенных применений культуры клеток и тканей является использование их для непосредственного вегетативного размножения растений — так назваемое микроклональное размножение растений. Методы in vitro позволяют с высокой эффективностью размножать редкие и плохо поддающиеся размножению в обычных условиях виды растений, а также размножать единично полученные уникальные мутанты и гибридные экземпляры. С помощью этих методик можно получать до миллиона растений в год из одной меристемы (почки). Лаборатория STC занимается как раз микроклональным разножением суккулентных и других декоративных растений, а также получением мутантов, обладающих повышенной декоративностью, например пестролистных форм растений.
В условиях in vitro в лаборатории STC были получены пестрые (variegata) и кристатные формы у суккулентных растений. Индукция вариегатности получена у таких однодольных растений, как Aloe, Yucca и Haworthia. Это Aloe compressa v. Schistophylla variegata (рис. 6). Другим примером индукции пестролистности in vitro является Yucca sp. из Иллинойса (еще не получила названия) — см. рис. 7. Полученные в STC пестролистные формы будут позже доступны для продажи, и STC продолжает эксперименты в этом направлении еще на нескольких видах растений.
STC достигла успеха в стимулировании кристатной формы роста у кактусов in vitro: Gymnocactus subterraneus «cristate» (рис. 8 и 9).
Неорганизованно растущая (каллусная) ткань (рис. 10) состоит из клеток, которые хаотично и неограниченно делятся и теоретически, какждая из них в соответствующих условиях может дать начало целому организму. Поэтому обработка мутагенами, стимулирующими изменения генетического аппарата с последующей селекцией к интересующему исследователя фактору, может давать быстрый результат, недостижимый или трудно достижимый обычными методами. Отличительной особенностью методов in vitro от традиционного вегетативного размножения является использование искусственных сбалансированных по минеральным солям и витаминам питательных сред (часто содержащих гормоны, направляющие развитие клеток в ту или иную сторону) и работа в стерильных условиях, не допускающих развития грибной и бактериальной микрофлоры, которая конкурирует с растительными клетками за субстраты и подавляет их рост. Поэтому работы с растениями проводят в стерильных боксах или в закрытых «ламинар» столах, куда подается стерильный воздух (рис. 11). Сами растения (или их ткани) содержат в герметично закрытых сосудах, не допускающих попадание микроорганизмов (рис. 12-15). На дне сосуда находится питательная среда с агаром, придающим ей механическую прочность и опору для растений. Сосуды с растениями размещают с специально оборудованных помещениях с регулируемым микролиматом: температурой, влажностью, освещенностью и фотопериодом (рис. 16).
Исторически сложилось, что модельным объектом при разработке методов in vitro чаще всего являлся табак — Nicotiana tabacum. Это растение очень пластично в культуре in vitro и именно на нем обычно отрабатывают новые методики. Например, наиболее удачная и распространенная питательная cреда для культивирования тканей in vitro была составлена Тошио Мурасиге и Фольке Скугом с 1962 году именно для табака. Однако в прикладной науке основные работы с использованием методов in vitro проводились на объектах, представляющих непосредственный интерес для сельского хозяйства или других областей человеческой деятельности. Суккулентные растения такими объектами не являются и представляют в большинстве случаев исключительно декоративный интерес. Поэтому повсеместной активной работы с ними не проводится.
В связи с этим проект Роберта Велленса «Succulent Tissue Culture» — это пионерская работа, заполняющая существенную брешь на современном уровне развития биологической науки.
-
Все фотографии, использованные в этой статье, взяты с сайта Succulent Tissue Culture с любезного разрешения Роберта Велленса.
tissue culture medium
1 tissue culture
Тематики
2 tissue culture vaccine
культуральная вакцина
Вакцина, приготавливаемая на культуре тканей.
[Англо-русский глоссарий основных терминов по вакцинологии и иммунизации. Всемирная организация здравоохранения, 2009 г.]
Тематики
3 egg culture medium
4 tissue culture
5 culture medium
transmission medium — передающая среда; средство передачи
storage medium — запоминающая среда; среда для хранения
6 tissue culture
test-tube culture — культура, развивающаяся в пробирке
7 culture medium
heat-conducting medium — теплоноситель; среда переноса тепла
heat-transport medium — теплоноситель; среда переноса тепла
heat-carrying medium — теплоноситель; среда переноса тепла
heat transfer medium — теплоноситель; среда переноса тепла
8 tissue-equivalent medium
heat-conducting medium — теплоноситель; среда переноса тепла
heat-transport medium — теплоноситель; среда переноса тепла
heat-carrying medium — теплоноситель; среда переноса тепла
heat transfer medium — теплоноситель; среда переноса тепла
9 brain culture medium
10 culture medium
transmission medium — передающая среда; средство передачи
storage medium — запоминающая среда; среда для хранения
11 tissue culture
12 tissue culture
13 tissue culture
14 tissue culture
15 tissue culture
16 culture medium
17 tissue culture
18 tissue culture
19 50% Tissue Culture Infective Dose
20 96 well flat bottom tissue culture plate
См. также в других словарях:
Ham’s tissue culture medium — is a growth medium for mammalian cells containing in amounts dissolved in 1 liter of triple distilled water: L Arginine 211 mg Biotin 0.024 mg L Histidine 21 mg Calcium pantothenate 0.7 mg L Lysine 29.3 mg Choline chloride 0.69 mg L Methionine… … Wikipedia
tissue culture — n the process or technique of making body tissue grow in a culture medium outside the organism also a culture of tissue (as epithelium) * * * the culture of living tissues, removed from the body, in a suitable medium supplied with nutrients and… … Medical dictionary
Tissue culture — is the growth of tissues and/or cells separate from the organism. This is typically facilitated via use of a liquid, semi solid, or solid growth media, such as broth or agar. Tissue culture commonly refers to the culture of animal cells and… … Wikipedia
tissue culture — Culture Cul ture (k?l t?r; 135), n. [F. culture, L. cultura, fr. colere to till, cultivate; of uncertain origin. Cf. .] 1. The act or practice of cultivating, or of preparing the earth for seed and raising crops by tillage; as, the… … The Collaborative International Dictionary of English
Culture medium — Culture Cul ture (k?l t?r; 135), n. [F. culture, L. cultura, fr. colere to till, cultivate; of uncertain origin. Cf. .] 1. The act or practice of cultivating, or of preparing the earth for seed and raising crops by tillage; as, the… … The Collaborative International Dictionary of English
tissue culture — n. 1. the process or technique of growing tissue artificially in a special, sterile culture medium 2. the tissue thus grown … English World dictionary
tissue culture — 1. the technique of cultivating living tissue in a prepared medium outside the body. 2. the tissue so cultivated. [1920 25] * * * Biological research method in which tissue fragments (a cell, a population of cells, or all or part of an organ) are … Universalium
tissue culture — noun a) the process or technique of propagating tissue (either cells or plants) in a culture medium b) the culture of tissue grown by this process See Also: plant tissue culture … Wiktionary
tissue culture — noun : the act, process, or technique of making body tissue grow in a culture medium outside of the organism; also : a culture of tissue (as fibrous tissue or epithelium) … Useful english dictionary
tissue culture — noun Date: 1912 the process or technique of making body tissue grow in a culture medium outside the organism; also a culture of tissue (as epithelium) … New Collegiate Dictionary
tissue culture — the culture of living tissues, removed from the body, in a suitable medium supplied with nutrients and oxygen. Tissue engineering, in which skin, cartilage, and other connective tissue cells are cultured on a fibronectin ‘mat’ to create new… … The new mediacal dictionary