Характеристика каллусных и клеточных культур Образование каллуса

Характеристика каллусных и клеточных культур ▪ Образование каллуса ▪ Образование «привыкшей» ткани ( «химической» опухоли)

▪ Дифференциация элементов проводящей системы в каллусе

Органогенез и соматический эмбриогенез в культуре тканей Прямой путь Непрямой путь Эксплант Каллус Цветочные почки Корни Стеблевые почки Соматические эмбриоиды Растения «Привыкшая» ткань Корнеобразные структуры

Предрасположенности клеток культивируемой ткани к определенному пути органогенеза/ эмбриоидогенеза зависит от: • Таксономической принадлежности растения • Генотипа исходного растения • Онтогенетического возраста растения • Локализации ткани, использованной в качестве экспланта • Действия физических факторов при культивировании • Длительности культивирования • Состава культуральной среды

Зависимость от локализации ткани, использованной в качестве экспланта Органогенез не проявляется Развитие цветочных почек Развитие вегетативных и цветочных почек Развитие вегетативных почек Nicotiana tabacum

Влияние соотношения ауксина (ИУК) и кинетина на особенности органогенеза в каллусной культуре -Индолил-уксусная кислота (ИУК) (мг/л) 0 К И Н Е Т И Н мг/л 0 0. 2 1 1 3 Каллус не растет Рост каллуса Корнеобразование Рост каллуса Стеблевые почки и побеги без корней Рост каллуса Стеблевые почки, побеги и корни Каллус с единичными проростками

in vivo 1 3 in vitro 2 4 Морфологические особенности зиготических (1) и соматических (2) зародышей по сравнению со стеблевыми почками, развившимися in vivo (3) и in vitro (4)

СОМАТИЧЕСКИЙ ЭМБРИОИДОГЕНЕЗ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ И ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СЕМЯН

Образование адвентивных эмбриоидов из эпидермальных и субэпидермальных клеток Ranunculus sceleratus

Соматический эмбриоидогенез на примере Ranunculus sceleratus Клетка эпидермиса Дифференцированный соматический эмбриоид

Нуцеллус Зародышевый мешок Нуцеллус НК Развитие соматических эмбриоидов из нуцеллуса цитрусовых

Технология получения искусственных семян Coptis chinensis

Образование соматических эмбриоидов у Pelargonium

Образование в суспензионной культуре ячменя клеточных колоний, проявляющих способность к соматическому эмбриоидогенезу

Соматический эмбриоидогенез у мягкой пшеницы и ее отдаленных гибридов Исходные экспланты Зародыши Незрелые соцветия Культура регенерирующих каллусов

Регенеранты ячменно-пшеничных гибридов

Технология получения искусственных семян

ИНДУКЦИЯ ПРЯМОГО ОРГАНОГЕНЕЗА in vitro ДЛЯ КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ И ОЗДОРОВЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ

Пример прямого органогенеза

Последовательность получения растений, свободных от вирусов через культуру апикальных меристем: 1 – инфицированное вирусом растение, 2 – сегменты стебля; 3 – вычленение апикальной меристемы из пазушной почки; 4 – культивирование апикальной меристемы; 5 – растение, развившееся из апикальной меристемы; 6 – тестирование растений на присутствие вирусов, 7 – размножение в культуральных условиях растения, свободного от вирусов; 8 – размножение свободных от вирусов растений в теплице.

Клональное микроразмножение – размножение in vitro (в пробирке) Преимущества перед обычными способами размножения: ▪ Получение генетически однородного материала; ▪ Высокий коэффициент размножения, в том числе трудно размножаемых культур (пальмы); ▪ Сокращение периода селекционного процесса; ▪ Освобождение растений от вирусов; ▪ Проведение работ в течение всего года; ▪ Возможность длительного хранения размноженного материала при пониженной температуре; ▪ Возможность автоматизации процессов клонирования в биореакторах.

Использование метода прямого индуцирования стеблевых почек для микроклонального размножения и оздоровления растений Бензил-аминопурин (БАП) Микроразмножение Pyrus serotina при культивировании узлового сегмента (прямой органогенез)

Развитие адвентивных луковичек Микроклональное размножение луковичных

Орхидеи ~ 30 000 видов ~ 150 000 гибридов Наземные, лианы, эпифиты Экспорт отдельных видов из США – несколько сотен тысяч в год Первая оранжерея в Европе с 1731 г

Протокормы – клубневидные проростки, образуемые при прорастании семян орхидных, на которых затем развиваются побеги и корни Коэффициент размножения – более 1 млн растений в год Микроклональное размножение орхидных (Morel, 1960)

КУЛЬТУРА ИЗОЛИРОВАННЫХ ЭНДОСПЕРМОВ

Развитие стеблевых почек в каллусной культуре, индуцированной из незрелого эндосперма Scurrula pulverulenta