Компоненты питательных сред

Компоненты питательных сред

Компоненты питательных сред

Макро- и микроэлементы питательных сред

Питательные среды для культивирования изолированных клеток и тканей содержат макро- и микроэлементы, необходимые для растений. В качестве макроэлементов в состав питательной среды входят: азот, фосфор, калий, кальций, сера, магний, железо. Из микроэлементов в состав питательной среды входят бор, цинк, медь, марганец, кобальт, молибден и др.

Азот — это минеральный элемент, необходимый растению в наибольших количествах. Он входит в состав любой аминокислоты и, следовательно, в состав всех белков, составляющих важнейшую часть протопласта и, в частности, являющихся компонентами любой мембраны. Белки находятся также в межфибриллярных полостях клеточных стенок. Азот входит в состав нуклеиновых кислот, АМФ, АДФ, АТФ, хлорофилла и других соединений. Таким образом, азот — составная часть любой органеллы клетки; участвует в образовании полиаминов (путресцина, спермидина, спермина, кадаверина), которые влияют на структуру хроматина, нуклеиновых кислот и рибосом, а также регулируют процессы деления клеток и обладают защитными (протекторными) свойствами.

Фосфор (в виде фосфата Р04) входит в состав нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), которые, соединяясь с белками, образуют хроматин, рибосомы и другие нуклеопротеиды ядра и цитоплазмы. Как составная часть фосфолипидов он входит в клеточные мембраны.

Сера входит в состав аминокислот: цистина, цистеина и метионина, многих витаминов, а также коферментов, например ацетил-КоА (СНзСО~8-КоА), который участвует в синтезе и распаде жирных кислот, окислительном декарбоксилировании пирувата, синтезе белков, гормонов и в других химических реакциях. Почти все белки содержат серу.

Кальций входит в состав мембран, соединяя отрицательно заряженные головки фосфо- и гликолипидных молекул с отрицательно заряженными радикалами белковых глобул. Так, кальций стабилизирует структуру мембран, поэтому его присутствие необходимо для их нормального функционирования. При выращивании растений в среде с недостатком кальция увеличивается проницаемость мембран, и они перестают быть барьерами, препятствующими свободной диффузии ионов.

Калий не входит в состав ни одного из органических веществ клетки; 70% его находится в свободной ионной форме, остальные 30% адсорбируются на поверхности белковых молекул, образуя с ними нестойкие соединения. Следовательно, калий играет в клетке лишь регуляторную роль. Изменяя конформацию белковых молекул, калий активирует многие ферменты темновой фазы фотосинтеза и дыхания (гексокиназу, пируваткиназу, ацетил-КоА-синтетазу, ферменты цикла Кребса), а также ферменты, участвующие в синтезе белка и полисахаридов. Поскольку калий необходим для образования ди- и полисахаридов, его много в корнеплодах сахарной свеклы, стеблях сахарного тростника, клубнях картофеля, топинамбура, крахмалистых семенах, где идет синтез этих веществ. Много калия содержится в меристемах, где интенсивно синтезируются белки. Калий влияет на превращения и передвижения углеводов по растению, что можно объяснить его действием на амилазу и фруктофуранозидазу, активность которых при недостатке элемента сильно падает.

Магний содержится в клетке в виде свободных или адсорбированных ионов, а также в хелатах. Всего в прочносвязанном состоянии может находиться до 50% элемента. Около 10% магния входит в состав хлорофилла, однако для его образования магний используется лишь тогда, когда удовлетворены все другие потребности растения в этом элементе. Магний поддерживает структуру мембран, соединяя, как и ионы кальция, отрицательно заряженные белковые молекулы с головками мембранных липидов, а также структуру рибосом, связывая РНК и белок. Большая и малая субъединицы рибосом соединены (ассоциированы) вместе лишь в присутствии магния, поэтому в растении синтез белка не идет при недостатке данного элемента.

Железо входит в состав многих важных ферментов, в том числе цитохромов, а также пероксидазы, каталазы. Цитохромная система является необходимым компонентом дыхательной и фотосинтетической электронно-транспортных цепей, поэтому при недостатке железа тормозятся оба процесса. Во всех этих ферментах железо присутствует в простетической группе в виде гема, в котором центральный атом железа связан с четырьмя пиррольными кольцами, соединенными в большую циклическую структуру. Кроме того, целый ряд ферментов содержит железо в негеминовой форме. К таким ферментам относятся некоторые флавиновые ферменты и железосодержащий белок ферредоксин.

Марганец активирует ферменты, катализирующие реакции цикла Кребса (дегидрогеназы яблочной и лимонной кислот, декарбоксилазу щавелево-уксусной кислоты) и восстановление нитратов. В связи с этим при недостатке марганца растения менее интенсивно дышат и не могут использовать нитраты в качестве источника азота.

Цинк требуется для поддержания активности многих ферментов, а также для синтеза хлорофилла; входит в состав карбоангидразы, катализирующей гидратацию СО2 с образованием угольной кислоты и ее разложение на воду и СО2. Кроме того, цинк активирует дыхательные ферменты: фосфопируват-гидратазу, кетозо-1-фосфатальдолазу, гек-сокиназу, дегидрогеназу фосфоглицеринового альдегида. В присутствии цинка ускоряется поглощение калия, марганца и молибдена. Цинк играет важную роль в образовании ИУК, ускоряя синтез ее предшественника — триптофана. Внесение цинка увеличивает содержание ИУК, что заметно сказывается на темпах роста растений. При отсутствии данного элемента формируются чахлые растения со слабо развитым апикальным доминированием.

Молибден необходим для работы нескольких ферментов, в том числе нитратредуктазы, участвующей в восстановлении нитратного азота в нитритный, и нитрогеназы, ответственной за превращение газообразного азота в аммонийный в азотфиксирующих микроорганизмах.

Бор играет важную роль в растяжении клеток, синтезе нуклеиновых кислот, реагировании клеток на действие гормонов; необходим для нормального функционирования мембран, не входит в состав ни одного фермента; влияет на скорость ферментативных реакций, активируя или инактивируя не сами ферменты, а субстраты, на которые они действуют.

Хлор в форме хлорид-аниона (С1) участвует в регуляции тургора у некоторых растений, создании осмотического потенциала, фотосинтетическом разложении воды с образованием кислорода, клеточных делениях. Поступая вслед за калием в замыкающие клетки устьиц, он способствует сохранению в этих клетках их электрического потенциала. Ионы хлора влияют на поступление в клетки ионов РО4. Известно, что хлор стимулирует фотосинтетическое фосфорилирование, однако его роль в этом процессе точно пока не установлена.

Кремний входит в состав клеточных стенок: увеличивает устойчивость к полеганию. Растения пшеницы, выращенные без этого элемента в питательной среде, чувствительны к грибковым заболеваниям.

Роль селена в растениях изучена не до конца. Селен является важным микроэлементом животных и микроорганизмов. Возможно, что и в растениях он будет выполнять прежде всего защитную функцию при действии повреждающих факторов или биопатогенов.

В питательные среды минеральные компоненты добавляют в виде солей, в которых необходимые элементы представлены в доступной для растений форме. Минеральные соли — основа питательных сред, используемых для культивирования растений.

Все вышеперечисленные компоненты необходимы не только для питания растений и их нормальной жизнедеятельности, но и для регуляции кислотности среды.

Азот добавляется в виде нитратов, нитритов, солей аммония; фосфор — в виде фосфатов; сера — в виде сульфатов; калий, кальций, натрий, магний — в виде растворимых солей. Наиболее доступная для растений форма железа — хелаты [FeO4 или Fe2O4 + ЭДТА (этилендиамин-тетрауксусная кислота) или ее натриевая соль №ЭДТА (трилон Б)].

Витамины

В состав любой питательной среды, предназначенной для культивирования растительных эксплантов, входят витамины, которые играют важную роль в реакциях обмена веществ в растениях. Они активируют различные биохимические реакции, протекающие в растительных клетках, и, связываясь с ферментами, ускоряют их.

Наиболее часто в состав питательной среды включают витамины группы В (В|; В6, В12), С, РР и мезоинозит.

Витамин В1 (тиамин) участвует в превращениях углеводов и является дополнительным фактором роста (без него рост растений замедляется), помогает растениям пережить стрессовые условия, а также стимулирует их рост.

Витамин В6 (пиридоксин-HCl) входит в состав ферментов декарбоксилирования и переаминирования аминокислот. Стимулирует иммунную систему растений.

Витамин В12 (цианкобаламин) необходим для нормального роста и развития растений, а также участвует в синтезе хлорофилла.

Витамин С (аскорбиновая кислота) отвечает за иммунитет растений и участвует в окислительно-восстановительных реакциях (ОВР). Присутствие аскорбиновой кислоты в составе питательной среды необходимо в том случае, когда растения развиваются ослабленными. Кроме того, аскорбиновая кислота ингибирует окисление фенольных соединений, которые ингибируют рост и дифференцировку древесных растений in vitro.

Витамин В3 (никотиновая кислота) входит в состав коферментов НАД и НАДФ, участвующих в переносе ионов водорода. Необходим для ослабленных растений.

Мезоинозит входит в состав фосфолипидов. Обладает свойствами витамина.

Витамин В2 (рибофлавин) — связан с процессами дыхания растений.

Витамин А (каратиноиды) существует в виде каротинов (провитаминов А). Каротин встречается в зеленых пластидах.

Аминокислоты

Немаловажным компонентом питательных сред являются аминокислоты. Учеными установлено, что присутствие в составе питательной среды, например, триптофана, аспарагина, глутамина оказывает существенное влияние на морфогенетические процессы. Еще с 70-х гг. XX столетия ученые установили способность аминокислот повышать усвояемость растениями питательных элементов, усиливать фертильность пыльцы и положительно влиять на иммунную систему большинства культур. Кроме того, ученым удалось определить, что аминокислоты способны активизировать механизмы быстрого восстановления после воздействия неблагоприятных природных факторов, а также улучшают устойчивость растений к различным заболеваниям и вредителям.

В природе аминокислоты находятся в двух изомерных формах: D-и L-формах. Ферментативные системы большинства живых организмов и растений хорошо приспособлены к L — конфигурации аминокислот, поскольку именно они принимают активное участие в построении растительных белков. D- изомеры могут не усваиваться растениями и обладать токсическими свойствами. Данная группа аминокислот часто входит в состав патогенных белков.

Рассмотрим физиологическое действие основных аминокислот на растения.

Пролин участвует в процессе синтеза зеленого пигмента — хлорофилла, укрепляет стенки растительных клеток и оптимизирует водный обмен, повышает устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам, а также способствует быстрому восстановлению растений в стрессовых ситуациях.

Глицин регулирует работу устьиц и улучшает устойчивость растений к стрессовым факторам.

Глутаминовая кислота — источник синтеза хлорофилла и строительный материал для построения аминокислот. Глутаминовая кислота также улучшает жизнестойкость растений, положительно влияет на осмотические процессы в протоплазме. Для культивирования растений в культуре in vitro глутаминовую кислоту добавляют в питательные среды, что способствует прорастанию семян.

Аргинин улучшает процесс синтеза гормонов, отвечающих за формирование цветов и плодов, и способствует лучшему всасыванию питательных веществ через корневую систему.

Метионин является активатором фитогормонов и веществ.

Триптофин — базовый материал, обеспечивающий синтез гормональных веществ ауксинового типа.

Изолейцин, лизин, серин повышают устойчивость растений в условиях засухи.

Лейцин помогает растениям преодолеть солевой стресс.

Гормоны

Помимо витаминов и аминокислот, в состав питательной среды должны входить гормоны или их синтетические аналоги (регуляторы роста).

Впервые гормоны у растений открыли Ч. Дарвин и Ф. Дарвин. Гормоны растений, или фитогормоны (греч. hormon — «побуждающий, вызывающий»), — вещества, образующиеся в очень малых количествах в одной части растения, транспортирующиеся в другую и вызывающие там специфическую ростовую или формообразовательную реакцию. В настоящее время у растений различают пять основных типов гормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовую кислоту и этилен. Один и тот же гормон может влиять на различные процессы: стимулировать один и ингибировать другой. Гормоны поли-функциональны и включают (индуцируют) не одну какую-либо реакцию, а целую физиологическую программу.

Гормоны подразделяют на эндогенные (образующиеся в самом растении) и экзогенные (добавляемые человеком).

Ауксины. Датский ученый П. Бойсен-Иенсен доказал наличие в растении гормона роста в 1913 г. Спустя 15 лет Ф. В. Вент выделил это вещество из верхушек колеоптилей овса и назвал его ауксином (греч. «аи-хет» — расти). Впоследствии ауксин был обнаружен и в других частях растения. Обнаружение этого вещества в больших количествах в моче животных позволило Ф. Кеглю (Германия) в 1934 г. получить его в кристаллическом виде и определить его химическую природу.

Из группы ауксинов наибольшее распространение получил ауксин р-индолилуксусная кислота (ИУК) (рис. 3.10), являющаяся производным индола (C8H7N). Она синтезируется в растении из аминокислоты триптофана в очень малых количествах (1 — 100 мг/кг сырой массы). Образование ИУК зависит от снабжения растения питательными

Рис. 3.10. Структурная формула ИУК

веществами, особенно азотом и водой. Расте

ния, получающие достаточное количество этих веществ, богаты ауксином.

Ауксин стимулирует различные процессы:

  • • растяжение клеток — вытягивание стеблей и колеоптилей;
  • • синтез ДНК, РНК, белка, образование микротрубочек и веретена деления;
  • • образование придаточных корней у черенков, листьев, боковых корней у главного корня, но тормозит образование клубней.

Ауксин участвует в дифференцировке сосудов в верхушке стебля и способствует образованию проводящей ткани; влияет на поступление в клетки воды и на энергетический обмен. Под влиянием ИУК увеличивается интенсивность фотосинтеза и дыхания.

Уменьшение синтеза ИУК в клетках листьев, цветков и плодов приводит к образованию отделительного слоя в черешке листа или в цветоножке и к опадению этих органов.

Ауксины входят в состав питательной среды с целью индукции образования каллусной ткани или укоренения микропобегов в культуре in vitro (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Действие ауксинов: а — формирование каллусной ткани; б — формирование корневой системы

Источник: составлено автором

В качестве источников ауксинов в питательных средах используют 2,4-Дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д), индолил-3-уксусную кислоту (ИУК), индолил-3-масляную кислоту (ИМК), а-нафтилуксусную кислоту (НУК). ИУК почти в 30 раз менее активна, чем 2,4-Д. Для индукции каллуса обычно необходимы высокие концентрации ауксинов (чаще это 2,4-Д), при последующих пересадках их уменьшают.

Гиббереллины. Это большая группа соединений. В 1958 г. гиббереллины были обнаружены и у высших растений. Сейчас известно около 80 гиббереллинов. Наиболее распространен гиббереллин — гибберелловая кислота (С19Н22ОД (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Структурная формула гибберелловой кислоты

По химической природе гиббереллины — это тетрациклические дитерпеноиды, состоящие из четырех остатков изопрена. Как вещества гормональной природы гиббереллины синтезируются в очень малых количествах.

Гиббереллины обнаружены во всех частях растения: побегах, корнях, листьях, бутонах, пестиках, тычинках, семенах. Однако основное место синтеза гиббереллинов в растениях — молодые листья.

Гиббереллины обладают следующими физиологическими эффектами:

  • • стимуляция роста стебля у карликовых сортов гороха, кукурузы, розеточных растений;
  • • стимуляция образования завязей;
  • • активация гидролитических ферментов, что способствует более быстрому прорастанию семян.

Гиббереллины входят в состав питательной среды в случае культивирования в условиях in vitro изолированных меристем (картофеля, земляники, хризантемы и др.).

Цитокинины были открыты в 1955 г. Ф. Скугом в результате интенсивной работы с культурой изолированных клеток. Оказалось, что если клетки выращивают на питательной среде, содержащей ауксин и кокосовое молоко (жидкий эндосперм), то они быстро делятся. Вещество, стимулирующее деление клеток, обнаруженное в автоклавированных препаратах ДНК, выделенных из спермы сельди, назвали кинетином. Кинетин не был обнаружен у растений. Однако было установлено, что вещества со сходной физиологической активностью (зеатин, зеатинрибозид) широко распространены среди растений (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Структурные формулы: а — кинетина; б — зеатина

Цитокинины обнаружены в самых различных растительных тканях: в верхушках корней, созревающих плодах, в опухолевых тканях и в прорастающих семенах, в клубнях картофеля. Кроме того, они обнаружены у некоторых морских и пресноводных водорослей, бактерий. Некоторые цитокинины присутствуют в клетках животных.

Отмечено, что с возрастом концентрация цитокининов в листьях падает.

Цитокинины — производные аденина, у которых аминогруппа в шестом положении замещена различными радикалами, синтезируются из мевалоновой кислоты и образуются главным образом в кончиках корней, в том числе боковых и придаточных, в корневой шейке, а также в почках, в основании листьев, в созревающих семенах.

Главные функции цитокининов:

  • • стимуляция клеточного деления за счет активации синтеза белков и нуклеиновых кислот;
  • • дифференцировки;
  • • задержка процессов старения;
  • • активация роста клеток листьев у двудольных растений, образование клубней;
  • • нарушение апикального доминирования (вызывают рост пазушных почек);
  • • стимуляция растяжения клеток у изолированных листьев и семядолей, отрезков стеблей и колеоптилей.

В питательные среды необходимо добавлять цитокинины, так как они регулируют процесс индукции образования адвентивных почек на первичном экспланте и в каллусной ткани (рис. 3.14). В качестве источников цитокининов в питательных средах используют 6-бензи-ламинопурин (6-БАП), 6-фурфуриламинопурин (кинетин), 2-изопен-тениладенин (2ip), зеатин. 6-БАП и зеатин по сравнению с кинетином более активны в отношении поддержания роста изолированных тканей и индукции органогенеза. В состав некоторых питательных сред входит аденин.

Рис. 3.14. Индукция образования адвентивных почек под действием цитокининов

Источник: составлено автором

Абсцизовая кислота (АБК) (рис. 3.15) — соединение терпеноидной природы. Как и гиббереллины, она синтезируется из мевалоновой кислоты, а также из продуктов распада ксантофиллов. Основными органами ее синтеза являются стареющие листья. Она накапливается в хлоропластах, хотя синтезируется в цитозоле. Абсцизовая кислота может синтезироваться и в других органах, например в корнях, плодах.

Абсцизовая кислота обнаружена у покрытосеменных, а также у некоторых голосеменных, папоротнике- и моховидных. Ее нет у водорослей.

Рис. 3.15. Структурная формула АБК

Содержится АБК в корнях, стеблях, почках, листьях, плодах, во флоэмном и ксилемном соке, в нектаре, но особенно много ее в покоящихся почках, семенах, клубнях.

В растениях АБК выполняет следующие физиологические функции:

  • • тормозит все процессы роста: задерживает растяжение и деление клеток у молодых проростков и в культуре ткани (антикини-новое действие); ингибирует распускание почек (антигибберел-линовое действие); тормозит вызванный ИУК рост колеоптилей овса, прорастание этиолированных зародышей пшеницы, рост различных видов ряски;
  • • накопление АБК вызывает покой у семян некоторых растений; под влиянием короткого дня в листьях, например, березы или клена синтезируется больше АБК, которая транспортируется в почки и вызывает переход их в покой;
  • • играет роль антитранспиранта;
  • • в условиях засухи активирует синтез пролина, увеличивающего оводненность белков, и таким образом способствует запасанию гидратной воды в клетке;
  • • в 2—4 раза снижает интенсивность фотосинтеза за счет закрытия устьиц;
  • • участвует в клубнеобразовании, стимулирует опадение семядолей, листьев у хлопчатника, а также опадение цветков и зрелых плодов у винограда, маслин, цитрусовых и яблок (антиауксиновое действие);
  • • стимулирует созревание молодых плодов, увеличивает устойчивость растений умеренного климата к морозам.

Этилен был открыт в 1901 г. русским физиологом Д. Н. Нелюбовым. Этилен (рис. 3.16) — это газ; отличается от других гормонов очень большой летучестью. Он хорошо растворим в воде, поэтому может транспортироваться в водном растворе. Однако считают, что в основ-

Рис. 3.16. Структурная формула этилена

ном он действует там, где образуется, поэтому не перемещается по растению на большие расстояния.

Этилен синтезируется из метионина. Он образуется в плодах, цветках, листьях, облиственных стеблях, корнях и семенах. Он обнаружен у всех высших растений, а также у водорослей, некоторых грибов и бактерий. В наибольшем количестве этилен образуется в стареющих или созревающих тканях, в тканях, которые быстро делятся или растягиваются. Зрелые ткани синтезируют его значительно меньше. Однако в ответ на ранение, дефицит воды, перепад температур и ультрафиолетовое облучение ткани всех возрастов способны продуцировать много этилена.

Функции этилена в растениях заключаются в следующем.

Этилен в норме необходим для созревания плодов, синтезируясь в клетках самого плода.

Этилен стимулирует увядание цветков, опадение листьев и плодов. Во-первых, он ингибирует синтез и передвижение ауксина, подавляющего опадение. Во-вторых, он вызывает образование отделительного слоя в основании черешка или цветоножки.

Этилен вызывает эпинастию (быстрый рост верхней стороны органа, в результате которого лист или лепесток изгибаются книзу) листьев и лепестков.

Этилен может способствовать прорастанию семян, находящихся в состоянии покоя.

Фузикокцин (рис. 3.17) — токсин, выделяемый патогенным грибом Phusicoccum amygdali. По химической природе фузикокцины относятся к терпеноидам.

Фузикокцины широко распространены в природе. Кроме грибов, они встречаются в клетках водорослей, высших растений (моховидные, папоротниковидные, цветковые) и даже животных. Однако из клеток цветковых растений он пока не выделен.

По физиологическому эффекту фузикокцин похож на ауксин. Он стимулирует растяжение клеток корней, стеблей, колеоптилей, листьев, причем даже активнее, чем ИУК, а также прорастание семян. Фузикокцин вызывает открывание устьиц в присутствии и в отсутствие света (антагонист АБК). Кроме того, фузикокцин стимулирует транспорт в клетки ионов кальция, хлора, глюкозы, аминокислот, а также дыхание клеток и корнеобразование. Одной из наиболее важных функций фузикокцина является его антистрессовое влияние.

Рис. 3.17. Структурная формула фузикокцина

Стероидные гормоны по химической природе относятся к классу терпеноидов. Первый стероидный гормон — брассинолид (рис. 3.18) — был выделен из пыльцы рапса в 1970 г. Дж. Митчелом. Новые гормоны стероидной природы назвали брассинами, или брассиностероидами.

Рис. 3.18. Структурная формула брассинолида

Брассиностероиды присутствуют в пыльце, листьях, стеблях, незрелых семенах и галлах. В настоящее время эти гормоны обнаружены не только у цветковых растений, но и у зеленых водорослей, голосеменных.

Физиологическая роль этих гормонов до конца не изучена. Однако уже доказано, что они регулируют процессы, связанные с ростом и формированием урожая. Предполагают, что они повышают устойчивость растений к низким и высоким температурам, дефициту влаги в почве и воздухе.

Полипептидные гормоны. В 1991 г. у растений был обнаружен первый полипептидный гормон, получивший название системина. Си-стемин (рис. 3.19) представляет собой полипептид, состоящий из 18 аминокислот. Как и большинство пептидных гормонов животных, он образуется из своего предшественника — просистемина, молекула которого содержит 200 аминокислотных остатков.

Впервые системин был выделен из листьев молодых растений томатов. Позднее его обнаружили в картофеле, перце и некоторых других растениях. Молекулы системинов из растений разных видов несколько отличаются по строению, но функционируют одинаково.

В отличие от ранее известных гормонов системин не является гормоном, регулирующим рост растений. Он «запускает» системы растения, защищающие его от патогенов, повышает устойчивость к заболеваниям.

Рис. 3.19. Структурная формула томатного системина

В настоящее время известны и другие полипептидные гормоны, участвующие в регуляции клеточных делений и других ростовых процессов у растений — фитосульфокины. Это небольшие пептиды, состоящие из 4—5 аминокислот.

Таким образом, фитогормоны необходимы для дедифференцировки клеток и индукции клеточных делений. Поэтому для получения каллусных тканей в состав питательных сред должны обязательно входить ауксины, вызывающие клеточную дедифференцировку, и цитокинины, индуцирующие деление дедифференцированных клеток. В случае индукции стеблевого морфогенеза содержание ауксинов может быть снижено или они могут быть полностью исключены. На без-гормональной среде растут опухолевые и «привыкшие» ткани. Автономность по отношению к обоим гормонам или к одному из них связана со способностью этих клеток производить гормоны.

Углеводы

Углеводы являются незаменимыми компонентами питательных сред для культивирования изолированных клеток и тканей, так как в большинстве случаев последние не способны к автотрофному питанию. Чаще всего в качестве источника углерода используют сахарозу или глюкозу в концентрациях 2—4%. Иногда в питательные среды добавляют фруктозу. Полисахариды, как правило, не применяются, но поскольку некоторые ткани, например, опухолевые, содержат активные гидролитические ферменты (амилазу и др.), они могут расти на средах с растворимым крахмалом.

Агар-агар

В зависимости от вида растений необходимо испытывать как твердые (агаризованные), таки жидкие питательные среды. Иногда жидкие среды имеют преимущество, так как обеспечивают большую подвижность трофических элементов. Например, при размножении роз более успешным было культивирование побегов на двухслойной питательной среде: нижний слой — агаризованный, верхний — жидкий. На эффективность размножения могут также влиять расположение экспланта (горизонтальное или вертикальное), тип пробок (ватные, пластмассовые, стеклянные, металлические и т.д.), а также соотношение размера эксплантов и количества питательной среды для оптимального освещения и газообмена их при культивировании.

Для приготовления твердых питательных сред используют агар-агар — полисахарид, получаемый из морских водорослей. Агар-агар может быть двух видов: пластинчатый и бактериологический. Наименьшее количество нежелательных примесей содержит бактериальный агар. Обычно концентрация агара в среде составляет 0,7-0,8%.

Для культивирования растительных эксплантов in vitro можно применять различные марки агара, произведенные как отечественными, так и зарубежными производителями. Например, применяют BactoTM Agar Becton Dickinson (USA); агар-агар SERVA KOBE I (Германия); Panreac Agar-agar american type QP (Испания); Агар микробиологический, ГОСТ 7206-96, сорт первый, ОАО НПК «БИНОМ-ЦЕНТР», «Корсаковский агаровый завод» и др.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎