Buňky a tkáně rostlin rostoucích ve zkumavce

Vyšší rostliny jsou složeny z mnoha článků, mezi nimiž existuje přesné rozdělení práce. Buňky zelená listová tkáň, například produkují organické látky, za použití oxidu uhličitého, vody a slunečního záření energie, z kořenové buňky pohltit půda minerály a sloužil jim všem ostatním částech rostliny.

Navzdory skutečnosti, že všechny specializované buňky vznikla v důsledku rozdělení jedné buňky - oplodněného vajíčka mateřské rostliny, které se významně liší ve své struktuře a chemického složení. Koordinovaná práce jednotlivých buněk je řízen celý organismus rostliny. každý varhany, každý tkání a buněk spojeny do jednoho systému různé komunikační: aktuální živin, hormonů, přenos elektrických impulsů.

A jak se bude chovat buňky a tkáně, pokud se oddělují od rostlin a přejít na umělé médiích, poskytuje vše, co je potřeba pro jejich živobytí? Zda tyto buňky pokračovat v obvyklé práci, nebo jejich tvaru a změny funkce výrazně?

Takové otázky vytýčili vědce na počátku tohoto století. K jejich řešení, budete muset najít způsob, jak zajistit život izolovaný od rostlinných tkání a buňky. První pokusy byly neúspěšné. Teprve v roce 1932, dva výzkumníci - R. Gautheret ve Francii a F. White ve Spojených státech - se nepodařilo zachránit život izolovaných tkání některých rostlin. ně uspěl vybrat živná média a další podmínky, za kterých se buňky, které tvoří izolovaný kousek tkáně by mohly množit. Bylo zjištěno, že tkáně izolovanou z rostlin, nesplnil svou obvyklou práci pro ně, jejich struktura je jednodušší, že jsou „omlazená“ a začnou se množit a růst. je velmi druh tkáně v důsledku buněčného dělení, který se nazývá mozol. Kalus se může izolovat z původně převzaty z rostlinné tkáně, rozdělí na malé kousky a přeneseny do čerstvého média. Zde tyto buňky pokračovat násobit to dělit a růst.

V naší době rostoucího tkáni jakéhokoliv orgánu širokou škálu investičních celků je dobře navržen. Tkáň izoluje z kořenové vzácné a cenné léčivé rostliny ženšen a Rauwolfia, více než deset let pěstuje v Ústavu fyziologie rostlin Timirjazevova v Moskvě.

Video: Mechanical rostlinná tkáň

Vědci zkoumající izolované tkáně a rostlinné buňky, pracovat ve speciálních boxy sterilní, pečlivě sterilizovaných ruční nářadí, kultivační médium. Koneckonců, rostlinné buňky neudržují boje proti rychle se množících mikroorganismy Prostředí pro živiny a razidla. Je-li tkáň izoluje včas (4-6 týdnů) a jemně, aniž by je infikovat, transplantované do čerstvého média, které mohou být pěstovány na dlouhou dobu. V roce 1938, R. Gautheret izolován kousek tkáně z kořene mrkve. Obvykle mrkev rostlina žije 2 roky a potomstvo buňky izolované z tkáně se udržují v kultuře po více než 30 let, a mohou být pěstovány do nekonečna tímto způsobem (Obr. 1).

Obr. 1. Kultura mrkve kořenové tkáně, izolované R. Gautheret na 1938 až 30 dnech kultivace v živném médiu.

Tkáň může být pěstována nejen na povrchu růstového média polotuhé, ale i v kapalině. Vytvořila speciální zařízení, ve kterém je léčivý tekutina se míchá, způsobující tkáňové buňky přijímat vzduch a kyslík potřebný pro jejich dýchání (viz obr. 2).

Obr. 2. V takovém zařízení růst suspenze tkání a buněk v kapalném živném prostředí.

Kapalné médium je typicky vytvořen z tkaniny kaše skládající se z jednotlivých volně žijících buněk, skupin buněk a malé kousky tkáně. (Kaše nebo suspenze -. Kapaliny obsahující jemně rozdělenou, jsou velmi pomalé usazování pevných částic) Jednotlivé buňky mohou být zachyceny pomocí tenké skleněné kapiláry a opět převede do polotuhé živném médiu. Jestliže jedna buňka k vytvoření nezbytných podmínek pro krmení, a ještě lépe - dát se k ní kus látky, který bude dodávat buňky potřebné pro své rozdělení látek (tento kus látky se nazývá tkanina-zdravotní sestra), buňka začne rychle a brzy se rozdělí tvořit kolonie buněk, a pak se tkaniny. Pro takové tkaniny se vyznačuje vysokou homogenitou.

Obr. 3. Formování ginseng kořeny hadrem.

Typicky, vědci se snaží vytvořit podmínky pro dodávky tkáních, ve kterých tkáně rychle rostou a vytvoření homogenní hmoty, tak to, co je uvedeno na obrázku 1. Pokud se změní složení kultivačního média ke zvýšení jeho obsahu na stimulaci látek, v závislosti na typu kardiostimulátoru tkáně začne tvořit kořeny ,, nebo rozvoj pupen nebo embryo v podobě semeno (Obr. 3, 4).

Video: Bodies - ze zkumavky? - věda

Obr. 4. Tvorba tabáku kmenových ledvin tkáně.

Připomeňme, že specializovaná tkáň, která byla izolována z rostliny a dala vzniknout kultuře. Její aktivity jsou prováděny pod přísným dohledem, a to provedl práci, která byla potřeba celou rostlinu. Buňky a tkáně, mimo této kontroly, a to jsou pouze schopné množit a růst - mohou vést k celé rostliny (Obrázek 5). Omlazení těchto buněk se tak daleko, že by mohly opakovat celý průběh vývoje nejprve pryč, to je. E. Být jako jediné buňky, ze kterého vyvinula rostlinu. V tomto případě jsou buňky pevně „pamatovat“ jeho původ a bez ohledu na to, jak dlouho byl tkáně pěstovány v kultuře, se buňky tvořit tabák tabákové bud mrkvové buňky - zárodek nového mrkve rostlin.

Obr. 5. kvetoucí rostliny tabáku odvozeny z jediné buňky.

Takže z samostatné volně žijících buněk může být in vitro k získání tkáňové kultury a tkaniny - rostlin. Je snadné si představit, jak úžasné příležitosti jsou otevřeny pro vědce - svědkem záhadu procesu transformace buněk v závodě! Koneckonců, tento proces probíhá ve zkumavce a do baňky, kde jsou všechny podmínky přísně kontrolované a snadno sledovat všechny fáze.

Video: Externí Konstrukce stonku

Kultura izolovaných tkání a buněk rostlin získal uznání nejen jako metoda zkoumání složitou problematiku vývoje rostlin - najde i praktické využití. Ukazuje se, že tkáň a léčivých rostlin v izolované buněčné kultuře i nadále syntetizovat důležitých látek v medicíně. Fabric ženšen, například, obsahuje stejné látky, které zvyšují pevnost unavený, stejně jako on, slavný „kořen života“. V blízké budoucnosti v továrnách, které vyrábějí léky, bude existovat speciální dílny, kde bude syntéza léčiv svěřen do rostlinné tkáně.

A jaké příležitosti se otevírají genetiků a chovatele, které přinášejí nové odrůdy rostlin! Izolované tkání a buněk snadno zpracovávat chemikálie nebo záření, což způsobuje mutace - změny genetického aparátu buňky. Z těchto tkání a buněk produkoval rostliny s novými, někdy velmi cenných vlastností.

Video: Struktura stonku rostliny

V poslední době, výzkumníci používají speciální enzymy, naučil uvolnění rostlinné buňky pouzdra pevné celulózy, která je obklopuje. „nahý“ protoplasty (buňky bez membrány), může být nucen ke sloučení, obnovení kůže, začnou dělit pro vytvoření tkaniny, a pak se celá rostlina. Studujeme možnost „cross“ buňky takovým způsobem, velmi vzdálené s každým jiných rostlinných druhů. A vy můžete snít o připojení v jednom závodě užitečných vlastností pšenice odolných a vytrvalých divokých trav nebo rajčata a brambory.

Tkáňové kultury pomáhá chovatelům k překonání obtíží, které vznikají při přechodu vzdálené formy rostlin. Z květu rostliny jedna z forem, které mají být přešel izolované vajíčko, dát na dietu a jsou oplozena pylem jiné formě. Z oplodněných vajíček klíček se pěstují in vitro, které pak mohou být transplantovány do přízemní.

Konečně, izolované tkáňové kultury mohou být použity pro „oživení“ kultivarů. Mnozí z nich žasnou virové onemocnění, které ohrožují ke zničení té či oné hodnotné odrůdy. Z klíčků takové rostliny, můžete si vybrat skupinu zdravých buněk a vyrůstají z nich rostlina, která nebyla ovlivněna virus, a pak ji vynásobit vrstvení, řízky nebo hlízy.