Өсімдік жасушалар мен ұлпалары культурасының типтері Каллус алу және өсіру

Дәріс №3
. Өсімдік жасушалар мен ұлпалары культурасының типтері
1. Каллус алу және өсіру. 
2. Суспензиялық культуралар
.
3. Дара жасушаларды өсіру.
4. Гаплоидты жасуша культурасы. 
5. Оқшауланған протопластар культурасы

Жасанды қоректік ортада жасушала, 
ұлпалар және мүшелерді культуралау 
нұсқалары
Каллус ұлпалары ұзақ мерзімді
in vitro
өсірудің негізгі
объектілерінің бірі болып табылады. Өсімдік үшін каллус
ерекше жағдайларда пайда болатын (әдетте жарақаттармен)
және қысқа уақытқа қызмет ететін ұлпа. Каллус жараның
жазылуына
ықпал
етеді
және
бастапқыда
дифференциациялануға
қабілетті
ұлпа
жасушаларынан
(камбий, флоэма, жас ксилема жасушалары) жара бетінде
пайда болатын дифференцирленбеген жасушалардан тұрады.
Бұл ұлпаның жарақат орнын қорғайды, анатомиялық
құрылымдарды немесе жоғалған органды қалпына келтіру
үшін қоректік заттарды жинайды. Каллус сонымен қатар
ұлпалардың оқшауланған бөліктерінде (экспланттарда)
in
vitro
түзілуі мүмкін.
Биотехнологияда
каллус
тотипотентті, сондықтан
тұтас өсімдікті тудыруға қабілетті дефференцияланған
(жоғары маманданған) жасушаларды атайды. Олар
жасушалық инженерияның объектісі болып табылады.
Өсімдік биологиясында
каллусты
өсімдіктің жара
бетінде жарамен шектесетін жасушалардың бөлінуі
нәтижесінде пайда болатын тығын тәріздес ұлпа
түрінде пайда болатын жасушалар деп те атайды.
Каллус ұлпалары жаралардың жазылуына, телінген
(прививочные) бұтақтардың жазылуына және т.б.
септігін тигізеді.

Дедифференциация және каллусогенез құрудың негізі ретінде қайта отырғызу (пересадка)
жасуша культурасы. Өсімдік жасушасын өсәрудің (культуралаудың) негізгі түрі болып
каллусты айтуға болады. Дегенмен, осы уақытқа дейін каллусқа бір мәнді анықтама жоқ.
Доддс пен Робертс (Dodds and Roberts, 1985) айтуынша, каллус
in vitro жағдайында
түзілген ұйымдастырылмаған меристемалық немесе ісік тәрізді өсімдік жасушаларыың
массасы. Терзи мен Санг (Terzi, Sung, 1986) каллусты қатты бетте еркін түрде өсетін
пролиферативті ұлпа деп анықтама берген. Муромцев және т.б. (1990) жұмыстарында
өсімдік жасушаларының ұйымдастырылмаған көбеюінен пайда болған ұлпаны каллус деп
атаған.
Батыгина
(1987)
бойынша
каллус
гетерогенді
интегралды
жасуша
пролиферациясының нәтижесінде пайда болатын құрылым өсімдік организмінің жеке
құрылымдарының беттерінен, бастапқыда әртүрлі генеративті немесе вегетативті
мүшелерде, гетерогенді жасушалар тобынан морфогенетикалық потенциалға ие, әртүрлі
жолдармен (эмбриоидогенез, органогенез, гистогенез) жүзеге асырылудан каллус
қалыптасады. Каллузогенездің in vivo және in vitro мүмкіндігі өсімдіктердің барлық
отрядтары мен кластарының өкілдерінде кездеседі. Өсімдіктер үші каллус – ерекше
жағдайда кездесетін жұмыс істеу қысқа уақыт ұлпа (әдетте жарақат). Бұл ұлпа жарақат
орнын қорғауда регенерация үшін қоректік заттарды жинақтайды.

•
Асептикалық
жағдайда
каллус
алу
үшін,
ортамен
жақсы
байланысын
қамтамасыз
етуге
эксплант
агар
ортасына
ауыстырылады және агарға басылады. Тамырлардың ұштары егер
оларды агарға көлденең орналастырса, каллус оңай түзеді ұлпа
сегменттері орналасса жақсы каллус түзеді. Тігінен, ұштарының бірі
агарға
батырылады.
Петри
табақшалары
алдын
алу
үшін
парафильммен кептіріледі. Каллус индукциясы үшін экспланттарды
әдетте қараңғылық 25
0
С инкубациялайды. Экспланттың бөлінбейтін
жасушаларында, мамандандырылған жасушалар,. әсерінен болатын
метаболизмдегі
өзгерістер
байқалды
травматикалық
синтез,
дедифференциация және дайындық бөлу процесі өсірудің ең
басында мүмкін. Бөлінуге дайындалатын жасушада барлығының
синтезі РНҚ формалары, ұлпа тән белоктар-антигендер жойылып,
жасушаларды және каллус ұлпасын бөлуге арналған ақуыздар пайда
болады.
Бұл
бақылаулар
дедифференциация
кезіндегі
жасушалардың ақуыздық аппараты және. ген белсенділігінің
өзгерістерін көрсетеді. Дедифференциация процесі және сабақтың
апикальды
меристемасында
каллузогенез
ерекше.
Қызанақ
сабағының меристемасының қоректік ортасында орналастырудан
кейін бірден байқалды: in vivo ұлпаларға, жасушаларға тән
митоздардың тоқтауы, дифференциацияланған, көлемі ұлғайған,
қасиетін жоғалтқан, меристемалық жасуша пішіні үшін ядроның
құрылымы өзгерді, цитоплазма, содан кейін ғана оларда бөліну
пайда болды, каллус ұлпасына пайда болуына әкеледі (Бутенко және
т.б., 1987).

Бір экпланттан алынған әртүрлі 
морфогенетикалық потенциалы бар каллустар
Каллус культурасының морфологиялық және физиологиялық
сипаттамалары. Каллус жартылай қатты агар ортада, қолданылатын
ортада гельдік полимерлер немесе фильтр қағаз көпірлерінде, сұйық
қоректік ортаға батырылып өсіріледі. Культураға арналған қоректік
орталардың негізгі компоненттері өсімдік жасушалары мен ұлпалары
минералды қосылыстар (макро- және микроэлементтер), көміртегімен
қоректену көзі (әдетте сахароза немесе глюкоза), витаминдер, өсу
реттегіштері. Кейде қоректік орталарға күрделі органикалық қоспалар
(гидролизат казеин немесе амин қышқылы қоспасы, ашытқы
сығындысы, кокос жаңғағы сүт, кейбір өсімдік мүшелерінен алынған
сығындылар) кіреді. Әдетте, жаңа нысанмен жұмыс істей отырып,
авторлар
композицияны
стандартты
орталарды
өзгертеді
(модификациялайды) , әсіресе концентрациялар мен гормондар
жиынтығы. Осы уақытқа дейін көптеген әртүрлі орта композициялар
сипатталған. Егер әдебиетте қажетті ақпарат болмаса, кеңінен
қолданылатын стандартты орталарды пайдаланады: Мурасиге-Скуг,
Гамбург В5, Шенк-Хильдебрандт сияқты, кейін өсу реттегіштерінің
концентрациясын таңдайды. Көп жағдайда ең жақсы өсуді қамтамасыз
ететін ауксин мен цитокинин концентрациясын таңдаумен байланысты
..

•
Каллус культурасының негізгі сипаттамалары: жасуша
геномының тұрақсыздығы және олардың генетикалық
гетерогенділігі - полиплоидты, анеуплоидты өсіру
кезіндегі пайда болатын жасушалар, хромосомалық
аберрациялары және гендік мутациялары бар жасушалар
негізгі соматикалық жасушалар популяциясының ең
маңызды белгісі болып табылады.
•
Гетерогенділіктің себептері:
•
1. Бастапқы материалдың генетикалық гетерогенділігі.
•
2.
Экспланттарды оқшаулау кезінде корреляциялық
байланыстардың бұзылуы.
•
3. Қоршаған орта компоненттерінің әрекеті. Ауксиндер,
әсіресе
2,4-D
-
мутагендер,
цитокининдер
полиплоидизацияға ықпал етеді.
•
4. Ұзақ мерзімді субкультивация, онда генетикалық
түрлендірілген каллус жасушалары.
•
Кез келген популяция жасушаларының генетикалық
гетерогенділігі жоқ кемшілігі ретінде қарастырылуы
керек, оның үстіне, ол әдетте өмір сүруінің қажетті
шарты, популяцияның бейімделу мүмкіндіктерінің негізі.
Каллустар өсу процесінде бірқатар даму фазалардан
өтетіні
белгілі:
лаг-фазасы,
экспоненциалды,
стационарлық,
тіршілігін
жою
фазасы
немесе
деградациясы.

Экспланттарда 4-6 аптадан кейін пайда
болған
бастапқы
каллус
(өсу
қарқынына
байланысты)
жаңа
қоректік
ортаға
ауыстырылады (субкультивация).
Қорытындылай келе, өсімдік ұлпасын өсіру
техникасы
кез
келген
тірі
өсімдік
жасушаларынан
ұзақ,
қайта
отырғызуға
(пересадочную) каллус культурасын
алуға
мүмкіндік
береді.
Әртүрлі
дифференциацияланған жасушалар in vitro да
күрделі дефференциация процесіне көшеді,
олардың өзіне тән құрылымдық ұйымын және
нақты функцияларын жоғалтады,
бастапқы
каллус түзіледі. Субкультурация процесінде
генетикалық және физиологиялық ерекшеліктері
бар жеке штамм қалыптасады.

Суспензиялық культуралар.