Ćelija i tkiva biljke koje rastu u epruveti

Viših biljaka su sastavljeni od mnogih ćelija, između kojih postoji stroga podjela rada. Ćelije zeleno lisnato tkivo, na primjer, proizvodi organske materije, koristeći ugljen-dioksida, vode i sunčeve svjetlosti energije, iz korijena ćelija progutati tlo minerala i služio ih na sve druge dijelove biljke.

Uprkos činjenici da su sve specijalizirane ćelije je nastala kao rezultat podjele jednoj ćeliji - a oplođene jajne biljke majke, oni značajno razlikuju u njihovoj strukturi i kemijskom sastavu. Koordinirao rad pojedinih ćelija pod kontrolom čitav organizam biljke. svaki orgulje, svaki tkiva i ćelija povezani u jednom sistemu raznovrsne komunikacije: struja hranjivih tvari, hormona, prijenos električnih impulsa.

I kako će se ponašati ćelija i tkiva, ako ih odvoji od biljke i dalje umjetnih medija, pruža sve što je potrebno za njihovu egzistenciju? Da li takve ćelije nastaviti uobičajeni posao, ili njihov oblik i promjene funkcije značajno?

Takva pitanja sami postavili naučnici početkom ovog stoljeća. Za njihovo rješavanje, morate pronaći način da se život izoliran od biljnim tkivima i ćelija. Prvi pokušaji bili su neuspješni. Samo u 1932. godine, dva istraživača - R. Gautheret u Francuskoj i F. White u Sjedinjenim Američkim Državama - nisu uspeli da spasu život izoliranih tkiva neke biljke. ih uspjeli odabrati hranljivih medija i drugih uvjeta u kojima ćelije koje čine izolovani komad tkiva mogla množiti. Utvrđeno je da tkivo izoliran iz biljke, ne ispunjavaju uobičajene posao za njih, njihova struktura je pojednostavljen, oni su "podmlađena" i počnu da se šire i rastu. tu je vrlo ljubazno tkiva kao rezultat podjela ćelija, koja se zove kalusa. Callus tkivo može biti izolirana od prvobitno preuzeta iz biljnog tkiva, podijeljena u male komade i prebačen u svježi medij. Evo, ćelije i dalje razmnožavaju da dele i rastu.

U našem vremenu rastuće tkivo bilo kojeg organa širok spektar opreme postrojenja je dobro osmišljen. Tkivo izoliran iz korijena od rijetkih i vrijednih medicinskih ginsenga i Rauwolfia, već više od deset godina uzgaja na Institutu za fiziologiju biljaka Timiryazev u Moskvi.

Video: Mehanički biljka tkivo

Naučnici ispituju ćelije izolovane tkiva i postrojenja, rade u posebnim sterilnim kutije, pažljivo sterilizirana ručni alati, kultura medij. Na kraju krajeva, biljne ćelije ne održavaju borbe protiv brzo proliferaciju mikroorganizmi okruženje za hranjive tvari i umire. Ako je tkivo izolovana blagovremeno (4-6 nedelje) i lagano, bez njih inficiranja, transplantiranih u svježe srednje, mogu se uzgaja za dugo vremena. 1938. godine, R. Gautheret izolirani komad tkiva iz korijena mrkve. Obično biljka mrkva živi 2 godine i potomstvo ćelije izolovane iz tkiva se održava u kulturi već više od 30 godina i može se neograničeno uzgaja na ovaj način (sl. 1).

Sl. 1. Kultura mrkve korijen tkiva, izolovana R. Gautheret 1938. godine na 30 dana kultivacije u hranljive podloge.

Tkivo se mogu uzgajati ne samo na površini polu-čvrste podloge rast, ali iu tečnost. Stvorio poseban aparat u kojem je izazvalo medicinski tekućine, što uzrokuje tkivo prima zraka i kisika potrebna za njih disanje (Sl. 2).

Sl. 2. U takvog aparata rasti suspenzije tkiva i ćelija u tečnom hranljive podloge.

Tečnost medij se obično formira tkanine cisterne koja se sastoji od pojedinačnih slobodnih žive ćelije, ćelija grupe i komadića tkiva. (Emulzije ili suspenzije -. Tečnosti koje sadrže fino podijeljeni su izuzetno sporo rješavanje čvrste čestice) Pojedinačni ćelije mogu biti uhvaćeni tankim staklom kapilara i ponovo prebačen u polu-čvrste hranljive podloge. Ako jedne ćelije da stvori neophodne uslove hranjenja, i još bolje - stavio blizu toga komad tkanine, koji će isporučiti ćelija potrebnih za njenu podjelu supstanci (ovaj komad tkanine se zove platno-medicinska sestra), ćelija počinje da podijele brzo i uskoro formirati ćeliju kolonija, a zatim tkaninu. Za takve tkanine odlikuje visokom homogenost.

Sl. 3. Formiranje ginsenga korena krpom.

Tipično, naučnici pokušavaju da se stvore uslovi za snabdijevanje tkiva u kojima tkiva brzo rastu i formiraju homogena masa, tako da ono što je prikazano na slici 1. Ako mijenja sastav medija kulture da poveća sadržaj u podsticanju supstance, u zavisnosti od vrste pejsmejkera tkiva počinje da se formira korijenima ,, ili razvoj pupoljak ili embrija u sličnosti sjeme (Sl. 3, 4).

Video: Vodene - iz epruvete? - nauka

Sl. 4. Formiranje duhana vreteno bubrega tkiva.

Podsjetimo da specijalizovana tkivo koje je izolirano od postrojenja i dovelo do kulture. Njene aktivnosti se odvijaju pod strogom kontrolom, a obavljaju rad koji je potreban cele biljke. Ćelija i tkiva, out-of-ove kontrole, ne samo da su u stanju da se razmnožavaju i rastu - oni mogu dovesti do cijele biljke (Slika 5.). Podmlađivanje ovih ćelija je toliko daleko da bi mogli ponoviti čitav tok razvoja na prvi otišao, to je. E. Postanite kao jedan jedne ćelije, iz koje je razvio biljke. U ovom slučaju, ćelije čvrsto "pamti" svoje porijeklo, i, bez obzira na to koliko dugo je tkivo se uzgaja u kulturi, ćelije formiraju duvan duvan pupoljak šargarepe ćelije - klica novog šargarepe biljaka.

Sl. 5. cvetanja duhan biljka potiče iz jedne ćelije.

Dakle, iz posebne slobodnog žive ćelije može biti in vitro dobiti kulture tkiva i tkanine - biljke. Lako je zamisliti kako divno mogućnosti su otvorene za naučnici - svjedoci misteriju procesa transformacije ćelija u pogonu! Na kraju krajeva, ovaj proces odvija u epruveti i pljosku, gdje su svi uslovi su strogo kontrolisane i lako sagledati sve njegove faze.

Video: Vanjska struktura stabla

Kulture izoliranih tkiva i ćelija biljaka dobila priznanje ne samo kao metoda istraživanja složenih pitanja razvoja biljaka - nađe i praktičnu primjenu. Ispostavilo se da je tkivo i ljekovitog bilja u izoliranom kulturi ćelija nastaviti sintetizirati važne supstance u medicini. Tkanina ginseng, na primjer, sadrži iste tvari koje podižu snagu umoran čovjek, kao i on, čuveni "korijen života". U bliskoj budućnosti u tvornicama koje proizvode droge, neće biti posebne radionice, gdje će se sinteza lijekova biti povjeren na biljnom tkivu.

I kakve mogućnosti otvaraju za genetičari i uzgajivači koji donose nove vrste biljaka! Izolovani tkiva i ćelija lako obrađivati ​​kemikalija ili zračenja, uzrokujući mutacije - promjene u genetskom aparat ćelije. Od tih tkiva i ćelija proizvedenih biljaka sa novim, ponekad vrlo vrijedne imovine.

Video: Struktura stabljike biljke

Nedavno, istraživači su uz pomoć posebnih enzima, naučio da oslobodi biljnih ćelija čvrstog celuloze kućišta koja ih okružuje. "Naked" protoplasta (ćelije bez membrana) može biti prisiljen da se spoje, vratiti koži, počinju da se dele da formiraju tkivo, a zatim i cele biljke. Proučavamo mogućnost "cross" ćelija na neki način vrlo udaljene međusobno biljnih vrsta. I možete sanjati o vezi u jednom biljka korisna svojstva otporan i izdržljiv divlje trave pšenice ili paradajz i krompir.

Kultura tkiva pomaže uzgajivači da prevaziđe teškoće koje nastaju prilikom prelaska daljinski oblici biljaka. Iz pogona cvijet jedan od oblika da se predje izolovani ovuli, stavio je na dijeti i oplođene sa polen drugi oblik. Iz oplođenih ovule klice se uzgaja in vitro, koje se onda mogu transplantirane u tlo.

Konačno, kultura izolovana tkiva može se koristiti za sorte "oporavak". Mnogi od njih su zadivljeni virusne bolesti, koji prete da unište ovo ili ono vrijedne sorte. Iz klica biljke takav, možete odabrati grupu zdravih ćelija i rastu od njih biljka ne utječe na virus, a zatim ga pomnožiti slojeva, reznice ili gomolja.