Komórki i tkanki rośliny rosnące w probówce

Wyższe rośliny składają się z wielu komórek, między którymi istnieje ścisły podział pracy. Komórki liści zielonej tkanki, na przykład, wytwarzać substancje organiczne, przy użyciu dwutlenku węgla, wody i światła słonecznego energii z komórek korzeni pochłaniać gleba minerały i służył im do wszystkich innych części rośliny.

Mimo, że wszystkie komórki wyspecjalizowane powstały w wyniku podziału jednej komórki - zapłodnionego jaja rośliny macierzystej, różnią się znacznie pod względem struktury i składu chemicznego. Skoordynowane działanie poszczególnych komórkach pod kontrolą całego organizmu rośliny. każdy narząd, każdy tkanek i komórek połączone w jednym systemie różne komunikaty: obecne składniki odżywcze, hormony, przekazywanie impulsów elektrycznych.

A jak będzie zachowywać się komórek i tkanek, jeśli oddzielić je od roślin i przenieść na sztucznym podłożu, zapewniając wszystko, co jest potrzebne dla ich egzystencji? Czy takie komórki nadal zwykłej pracy lub zmiany ich formy i funkcji znacząco?

Takie pytania postawili sobie naukowcy na początku tego stulecia. Aby je rozwiązać, trzeba znaleźć sposób, aby zapewnić żywotność odizolowany od tkanki roślinne i komórek. Pierwsze próby były nieudane. Dopiero w 1932 roku dwaj naukowcy - R. Gautheret we Francji i F. Biały w Stanach Zjednoczonych - nie udało się uratować życie izolowanych tkankach niektórych roślin. im udało wybrać nośnik substancji odżywczych i innych warunków, w których komórki, które tworzą izolowaną kawałek tkanki mógłby mnożyć. Stwierdzono, że tkanek wyizolowanych z roślin, nie spełniają zwykłe dla nich pracy, ich konstrukcja jest uproszczona, są one „odmłodzony” i zaczynają się rozmnażać i rozwijać. jest bardzo rodzaju tkanki wskutek podziałów komórkowych, które nazywa się Kalus. tkankę kalusa można wyizolować z początkowo pobierane z tkanki roślinnej, dzieli się na małe kawałki i przeniesiono do świeżej pożywki. Tutaj, komórki nadal pomnożyć ją podzielić i rosnąć.

W naszych czasach rosnącej tkanki jakiegokolwiek narządu szerokiej gamy wyposażenia zakładu jest dobrze zaprojektowany. Tkanek wyizolowanych z korzenia rzadkich i cennych roślin leczniczych żeń-szenia i Rauwolfia, od ponad dziesięciu lat uprawiane w Instytucie Fizjologii Roślin Timiryazev w Moskwie.

Wideo: mechaniczne tkanki roślinne

Naukowcy badający wyizolowane komórki tkankowe i roślinne, pracują w specjalnych pudełkach sterylnych, starannie wysterylizowanych narzędzi ręcznych, pożywkę hodowlaną. Po tym wszystkim, komórki roślinne nie utrzymują walkę z szybko dzielących mikroorganizmy środowisko dla substancji odżywczych i umierają. Jeżeli tkanka wyodrębnić w czasie (4-6 tygodni) i łagodnie, bez infekowania przeszczepione do świeżej pożywki, mogą być hodowane przez długi czas. W 1938 R. Gautheret izolowany fragment tkanki z korzenia marchwi. Zazwyczaj roślina marchew 2 lata i mieszka potomność Komórki izolowane z tkanki nie są utrzymywane w hodowli przez ponad 30 lat i można hodować w nieskończoność w ten sposób (Fig. 1).

Rys. 1. Kultura tkanki korzenia marchwi, odizolowane R. Gautheret w 1938 do 30 dniach hodowli w pożywce.

Tkanka może być uprawiana nie tylko na powierzchni pożywki wzrostowej półstałej, ale także w cieczy. Utworzony specjalnego urządzenia, w którym płyn leczniczy mieszano spowodowanie, by komórki tkanki odbierania z niej powietrza i tlenu wymaganej do oddychania nich (Fig. 2).

Rys. 2. W takim urządzeniu wzrośnie zawiesiny tkanek i komórek w płynnej pożywce.

Ciekły nośnik jest zwykle wykonane z tkaniny składającej się zawiesiny poszczególnych wolno żyjących komórek, grup komórek i małych kawałków tkanki. (Zawiesiny lub zawiesiny. - płynów zawierających subtelnie rozdrobnione, są bardzo powolne rozstrzygania cząstek stałych) Poszczególne komórki mogą być objęte cienkiej szklanej kapilary i przenoszone ponownie do pożywce półstałej pożywki. W przypadku pojedynczych komórek do tworzenia odpowiednich warunków karmienia, a jeszcze lepiej - umieścić blisko niej kawałka tkaniny, która będzie dostarczać do komórki niezbędne do jej podziału substancji (ten fragment tkaniny jest nazywany tkaniny, pielęgniarka), komórka zaczyna się szybko i szybko dzielić utworzenia kolonii komórek, i tkaniny. Dla takiego materiału charakteryzującego się dużą jednorodność.

Rys. 3. Powstawanie korzeni żeń-szenia szmatką.

Zazwyczaj, naukowcy starają się stworzyć warunki do zaopatrzenia tkanek, w których tkanki szybko rosną i tworzą jednorodną masę, więc to, co jest pokazane na rysunku 1. W przypadku zmiany składu pożywki hodowlanej w celu zwiększenia jego zawartości w stymulowaniu substancje, w zależności od rodzaju tkanki stymulatora zaczyna tworzyć korzenie ,, lub rozwój zarodka lub bud na podobieństwo nasienie (Fig. 3, 4).

Wideo: Zbiorniki - z probówki? - nauka

Rys. 4. Tworzenie tytoniu macierzystych tkanki nerek.

Przypomnijmy, że wyspecjalizowane tkanki, która została wyizolowana z rośliny i dała początek hodowli. Jej działania są prowadzone pod ścisłą kontrolą, a wykonywane prace, które było potrzebne całą roślinę. Komórki i tkanki, poza-tego elementu, nie tylko są zdolne do namnażania i rosną - mogą prowadzić do całej rośliny (Rysunek 5). Odmłodzenie tych komórek upadł tak daleko, że mogą powtórzyć cały przebieg rozwoju w pierwszej kolejności, że jest. E. Zostań jak pojedynczej celi, z której rozwinął fabrykę. W tym przypadku, komórki mocno „pamiętać” jego pochodzenie, a bez względu na to jak długo tkanki hodowano w hodowli komórki tworzą tytoniu tytoń komórki pączek marchwi - zalążek nowej roślin marchwi.

Rys. 5. kwitnienia roślin tytoniu pochodzących z pojedynczej komórki.

Tak więc, z oddzielnych komórek wolnożyjących może być in vitro w celu uzyskania hodowli tkanek i tkanki - urządzenie. Łatwo jest wyobrazić sobie, co wspaniałe możliwości są otwarte dla naukowców - świadkami tajemnicy procesu transformacji komórek w zakładzie! W końcu ten proces odbywa się w probówce i do kolby, w której wszystkie warunki są ściśle kontrolowane i łatwo zauważyć na wszystkich jego etapach.

Wideo: Zewnętrzna struktura łodygi

Kultura izolowanych tkankach i komórkach roślin zyskał uznanie nie tylko jako metoda odkrywania złożonych zagadnień rozwoju roślin - stwierdzi i praktyczne zastosowanie. Okazuje się, że tkanki i rośliny lecznicze w izolowanym komórek kultury nadal syntezy ważnych substancji w medycynie. Tkanina żeń-szeń, na przykład, zawiera te same substancje podnoszące wytrzymałość zmęczony człowiek, jak on sam, słynny „korzeniem życia”. W niedalekiej przyszłości w fabrykach, które produkują leki, nie będzie specjalne warsztaty, gdzie synteza leków będą zobowiązane do tkanki roślinnej.

I jakie możliwości otwierają się dla genetyków i hodowców, które wprowadzają nowe odmiany roślin! Wyizolowane tkanki i komórki łatwo przetwarzać substancji chemicznych lub promieniowania, - mutacji powodujących zmiany w urządzeniu genetycznym komórki. Tych tkanek i komórek produkowane rośliny z nowymi, niekiedy bardzo cennych właściwościach.

Wideo: Struktura łodygi rośliny

Niedawno naukowcy z wykorzystaniem specjalnych enzymów, nauczył się uwalniać komórki roślinne obudowy celulozy stałej, która je otacza. „nagiej” protoplasty (komórki bez membrany) może być zmuszony do połączenia, przywrócenia skóry, zaczynają podziału, aby utworzyć tkaninę, a następnie cały układ. Badamy możliwość „krzyż” komórek w sposób bardzo odległy ze sobą gatunków roślin. A może marzysz o połączeniu w jednym zakładzie przydatnych właściwościach odpornych i wytrzymałych pszenicy dzikich traw czy pomidory i ziemniaki.

hodowcy hodowla tkankowa pomaga przezwyciężyć trudności, które pojawiają się podczas przekraczania zdalnych form roślin. Od kwiat roślina jedną z form być skrzyżowane odizolowane zalążek, umieścić go na diecie i są zapładniane pyłkiem innej formie. Z zapłodnionych jajeczek kiełek jest hodowanych in vitro, które następnie mogą być przeszczepione do ziemia.

Wreszcie, odizolowany hodowli tkankowej mogą być wykorzystywane do „odzysk” odmian. Wielu z nich są zaskoczeni choroby wirusowe, które zagrażają lub zniszczyć to, że cenne odmiany. Z kiełków takiej rośliny, można wybrać grupę zdrowych komórek i wyrastają z nich nie roślina dotknięte wirusem, a następnie pomnożyć przez odkłady, sadzonki lub bulwy.