Вопрос. Каллусная ткань, характеристика

Культура каллусных тканей представлена каллусными клетками, реже опухолевыми клетками. Она состоит из клеток недефференцированных или слабо дефференцированных, способных к неорганич. и неорганизов. росту. Каллус может образовываться на:

1. изолированных кусочках тканях-иксплантах, на НПС, инвитро

2. в местах поражения и травм у растений при этом образуется раневая паренхима, защищает место поранения. Каллусная ткань аморфна. Не имеет выраженной аналитической культуры, в зависимости от условий выращивания имеет резкую консистенцию:

1. рыхлую-состоит из недефференцировано сильно оводненных, лекго отделяющих друг от друга клеток, используется для получения суспензий;

2.средняя плотность- состоит из клеток, содержащих учасик мирестемы;

3.плотная - имеет самый высокий уровень дифференцировки, клетки содержат эл.камбия и проводящие системы.

Каллусная ткань, выращиваемая поверхностным способом, представляет собой аморфную массу тонкостенных паренхимных клеток, не имеющую строго определенной анатомической структуры. Цвет массы может быть белым, желтоватым, зеленым, красным. В зависимости от происхождения и условий выращивания каллусные ткани бывают:

- рыхлые, сильно оводненные, легко распадающиеся на отдельные клетки;

- средней плотности, с хорошо выраженными меристематическими очагами;

- плотные, с зонами редуцированного камбия и сосудов.

Как правило, в длительной культуре на средах, содержащих ауксины, каллусные ткани теряют пигментацию и становятся рыхлыми.

В цикле выращивания каллусной ткани клетки после ряда делений приступают к росту растяжением, дифференцируются как зрелая каллусная ткань и деградируют. Для того, чтобы не произошло старения, утраты способности к делению и дальнейшему росту, а также отмирания каллусных клеток, первичный каллус переносят на свежую питательную среду через 28 - 30 дней, то есть проводят пассирование или субкультивирование каллусной ткани.

6. Условия образования каллусных клеток;

Обязательным условием образования каллусных клеток является присутствие в ИПС 2нрупп гармонов:

1. ауксины - вызывают процесс дедиффиренцирования клеток (упрощение структур организма клеток и првращение их в каллусные)

2. цитокилины - учасвтвуют в процессе деления каллусных клеток.

Обязательным условием дедифференцировки растительной клетки и превращения ее в каллусную является присутствие двух групп фитогормонов: ауксинов, вызывающих процесс дедифференцировки клетки, подготавливающий ее к делению и цитокининов, вызывающих пролиферацию (деление) дедифференцированных клеток. Если в питательную среду, не содержащую этих гормонов, поместить растительный эксплант, состоящий из специализированных (дифференцированных) клеток, то деления клеток не произойдет и каллусная ткань не образуется. Это связано с неспособностью дифференцированных клеток к делению.

Характерной чертой заключительной фазы роста является утолщение вторичной клеточной оболочки и потеря клеткой способности к делению. Для того чтобы дифференцированные клетки вновь приобрели способность к делению, необходимо, чтобы произошла их дедифференцировка, т.е. клетки как бы возвратились в меристематическое состояние. Размножение дедифференцированных клеток приводит к анархическому (неорганизованному) росту, в результате чего образуется каллусная ткань. Таким образом, превращение специализированной клетки в каллусную связано с индукцией клеточного деления, способность к которому она потеряла в процессе дифференцировки.

7. Характеристика каллусных клеток по консистенции;

Неорганизованно растущая каллусная ткань характеризуется тремя типами клеток: мелкими, средними и крупными. При пассировании ткани на среду, содержащую индукторы органогенеза, мелкие клетки приступают к делению и формируют меристематические очаги. Деление клеток меристематического очага приводит либо к формированию почек и последующему развитию из них побегов (геммогенез), либо к ризогенезу.

 

Клетки меристемы с самых ранних стадий развития отличаются от каллусных высоким содержанием РНК и белка. При образовании соматических эмбриоидов каллусная клетка средних размеров обособляется, ограничивается плотной оболочкой, теряет крупные вакуоли. Она содержит крупное структурированное ядро с ядрышком. Клетка делится митотически, в результате чего возникают 2 клетки проэмбрио. Последующие деления клеток приводят к формированию шаровидного зародыша, а также органа, аналогичного суспензорам в зародышевом мешке семяпочки. Дальнейшее развитие соматического эмбриона через ряд стадий ведет к регенерации целого растения с корнями и побегами, так как в этом случае формируется биполярная структура.

 

Каллусы с высоким морфогенетическим потенциалом обычно матовые, компактные, структурированные, имеют зеленые хлорофиллсодержащие участки, которые представляют собой зоны морфогенеза. Впоследствии там формируются побеги или растения-регенеранты. В культуре также встречаются каллусы рыхлые, не имеющие глобулярного характера. Такие каллусы либо совсем не способны к органогенезу, либо формируют только корни. Появление корней свидетельствует о сдвиге гормонального баланса в сторону ауксинов, что препятствует образованию побегов. Эти каллусы могут остаться ризогенными, и регенерировать из них растения не удастся. Неморфогенные каллусы могут быть переведены в суспензионную культуру для получения вторичных метаболитов.

8. Сходства между каллусными и нормальными клетками;

- синтез вторичных метаболитов;

- морозо- и жаростойкость, устойчивость к низким и высоким температурам;

- фотопериодическая реакция связана с сохранением активности фитохромов;

- устойчивость к осмотически активным веществам, к засолению и т.п;

-каллусные кдетки, как обычные включают 3 фазы роста: деление, рястяжение, диффиренцировку, после чего происходит утолщение вторичной клеточной оболочки и потеря способности к делению, наступает старение клеток и отмирание.