ѕоживне середовище

ќсновою дл¤ створенн¤ поживних середовищ дл¤ вирощуванн¤ культур тканин рослин Ї сум≥ш≥ м≥неральних солей (макро- ≥ м≥кроелемент≥в) ≥, оск≥льки живленн¤ культивованих тканин Ї гетеротрофним, джерело вуглецю вводитьс¤ в склад середовища у вигл¤д≥ сахарози або глюкози.

 р≥м вуглецю, кисню ≥ водню, дл¤ росту тканин необх≥дний азот у вигл¤д≥ н≥тратноњ або амон≥йноњ сол≥, фосфор - у вигл¤д≥ фосфату, с≥рка - у вигл¤д≥ сульфату та ≥они  +, —а2+, ћg2+. «агальна концентрац≥¤ вс≥х м≥неральних елемент≥в найб≥льш висока у середовищах ћурас≥ге ≥ —куга, Ќ≥ча, √амборга ≥ Ўенка.

ћ≥неральне живленн¤

јзот. ” склад≥ б≥льшост≥ поживних середовищ азот представлений у вигл¤д≥ н≥трату ≥ лише в де¤ких середовищах (ћурас≥ге ≥ —куга, √амборга та ≥н.), кр≥м н≥трат≥в, додають сол≥ амон≥ю. Ќ≥трати, ¤к основне джерело азоту, ввод¤тьс¤ в середовище в концентрац≥њ в≥д 2 до 25 мћ. ” де¤ких випадках дл¤ ≥нтенсивного росту калусних та суспенз≥йних культур сумарну концентрац≥ю н≥трату ≥ ам≥аку можна зб≥льшити до 60 мћ.

≤снуЇ ч≥тка корел¤ц≥¤ м≥ж зб≥льшенн¤м сироњ маси суспенз≥њ кл≥тин рослин ≥ використанн¤м н≥трат≥в ≥з середовища, що св≥дчить про значне перетворенн¤ н≥трат≥в в орган≥чн≥ сполуки.

¬и¤влено, що в кл≥тинн≥й суспенз≥њ тютюну Nicotiana tabacum Ї активна, залежна в≥д енерг≥њ система надходженн¤ н≥трат≥в у кл≥тини. ¬она ≥ндукуЇтьс¤ н≥тратом ≥ пригн≥чуЇтьс¤ ам≥нокислотами. «ам≥на 10-20% н≥трат≥в на сол≥ амон≥ю спри¤Ї кращому росту тканини.

‘осфор. ƒл¤ росту калусних тканин та ≥зольованих орган≥в необх≥дним компонентом Ї фосфор, ¤кий використовуЇтьс¤ у вигл¤д≥ ортофосфату.  р≥м цього, джерелом фосфорного живленн¤ можуть бути фосфати цукр≥в. ≤они Na⁺, Cl^-, SO₄ ^2-, потр≥бн≥ дл¤ культивуванн¤ тканин у невеликих к≥лькост¤х ≥ важлив≥ дл¤ регулюванн¤ рЌ середовища.

—≥рка. ¬нос¤ть њњ до складу середовища у вигл¤д≥ сульфату, сульф≥ту, цистењну, глутат≥ону або мет≥он≥ну.

«ал≥зо вводитьс¤ у вигл¤д≥ неорган≥чних солей (Fе—l₂, Fе₂ (Sќ₄)₃) ≥ солей орган≥чних кислот (цитрат зал≥за). ƒоц≥льно вводити хелатуюч≥ реагенти, так≥ ¤к етилендиам≥нтетраоцтова кислота (≈D“ј). Ќа¤вн≥сть ц≥Їњ сполуки в середовищ≥ покращуЇ доступ зал≥за в широкому д≥апазон≥ рЌ.

 р≥м основних макроелемент≥в, до складу б≥льшост≥ середовищ вход¤ть м≥кроелементи. ¬несенн¤ певноњ к≥лькост≥ м≥кроелемент≥в у середовище неминуче, оск≥льки сол≥ макроелемент≥в, ¤к≥ використовуютьс¤, завжди м≥ст¤ть сум≥ш≥ м≥кроелемент≥в.

¬углеводневе живленн¤

” б≥льшост≥ середовищ дл¤ культур рослинних тканин, джерелом вуглецю ≥ енерг≥њ Ї сахароза або глюкоза, ¤к правило в концентрац≥њ 20-40 г/л.

–егул¤тори росту

ƒл¤ росту ≥ диференц≥ац≥њ будь-¤ких рослинних кл≥тин необх≥дн≥ ауксини та циток≥н≥ни. √≥берил≥ни використовують дуже р≥дко. ќск≥льки р≥зн≥ кл≥тини ≥ тканини в культур≥ значно в≥др≥зн¤ютьс¤ за здатн≥стю до автономного синтезу та метабол≥зму окремих ф≥тогормон≥в, то њх р≥ст в значн≥й м≥р≥ залежить в≥д постачанн¤ екзогенних регул¤тор≥в росту. ¬≥дм≥нност≥ у потреб≥ в екзогенних ауксинах та циток≥н≥нах дозвол¤ють вид≥лити дек≥лька груп тканин:

- тканини, ¤к≥ ростуть на середовищ≥ з ауксинами (експланти топ≥намбура, корен≥ цикор≥ю);

- тканин, дл¤ росту ¤ких потр≥бн≥ т≥льки циток≥н≥ни (культура к≥нчика кор≥нц¤ б≥лого турнепса);

- тканини, дл¤ росту ¤ких необх≥дн≥ ауксини ≥ циток≥н≥ни (культивован≥ первинн≥ експланти тютюну, тканини корен¤ моркви);

- тканини, ¤к≥ ростуть на складних за вм≥стом компонент≥в середовищах;

- культури тканин пухлин, що здатн≥ рости на середовищах без регул¤тор≥в росту.

ƒл¤ отриманн¤ ≥ п≥дтриманн¤ культур тканин використовують: ауксини: ≥ндол≥лоцтову кислоту (IO ) в концентрац≥њ 1-30мг/л, а-нафтилоцтову кислоту (Ќќ ) в концентрац≥њ 0,1-0,2 мг/л та 2,4-дихлорфеноксиоцтову кислоту (2,4-ƒ) в концентрац≥њ менш≥й, н≥ж 1 мг/л.

ƒл¤ ≥ндукц≥њ утворенн¤ калусу, ¤к правило, використовують вищ≥ концентрац≥њ ауксин≥в, а при наступних пересадках тканина може рости при зменшеному у 10 раз≥в вм≥ст≥ ауксин≥в.

ƒл¤ росту кл≥тин ≥ орган≥в рослин в культур≥ ≥n vitro ¤к циток≥н≥ни використовують: к≥нетин ( ≥н), 6-бензилам≥нопурин (Ѕјѕ), зеатин та ≥н.

–оль ф≥тогормон≥в в процесах росту ≥ розвитку рослин

јуксини	÷иток≥н≥ни	√≥берил≥ни
–≥ст стебла
—при¤ють зб≥льшенню розм≥р≥в кл≥тин нижче за точку росту. —при¤ють под≥лу кл≥тин камб≥ю.	—тимулюють под≥л кл≥тин в ап≥кальн≥й меристем≥ ≥ камб≥ю. ≤нод≥ ≥нг≥бують фазу розт¤гу кл≥тин.	—при¤ють зб≥льшенню кл≥тин у присутност≥ ауксин≥в.  р≥м того, спри¤ють под≥лу кл≥тин ап≥кальноњ меристеми ≥ камб≥ю. ” де¤ких розеткових рослин спри¤ють Ђвиходу в стр≥лкуї
–≥ст корен¤
ѕри дуже низьких концентрац≥¤х стимулюють. ѕри б≥льш високих пригн≥чують (геотроп≥зм)	Ќеактивн≥ або стимулюють р≥ст первинних корен≥в	Ќеактивн≥
≤н≥ц≥ац≥¤ росту корен≥в
—при¤ють формуванню корен≥в на живц¤х ≥ калусах	Ќеактивн≥, чи спри¤ють росту б≥чних корен≥в	≤нг≥бують
≤н≥ц≥ац≥¤ утворенн¤ бруньок (пагон≥в)
ƒ≥ють ¤к антагон≥сти циток≥н≥н≥в, однак ≥нод≥ при зн¤тт≥ ап≥кального дом≥нуванн¤ стимулюють р≥ст пагон≥в	—тимулюють	ѕри зн¤тт≥ ап≥кального дом≥нуванн¤ стимулюють р≥ст пагон≥в
–≥ст листк≥в
Ќеактивн≥	—тимулюють	—тимулюють
–≥ст плод≥в
—тимулюють, ≥нод≥ викликають партенокарп≥ю	—тимулюють, ≥нод≥ викликають партенокарп≥ю	—тимулюють, ≥нод≥ викликають партенокарп≥ю
ƒом≥нуванн¤ верх≥вки
ѕосилюють, тим самим пригн≥чуючи р≥ст б≥чних бруньок	јнтагон≥сти ауксин≥в, стимулюють р≥ст б≥чних бруньок	ѕосилюють р≥ст ауксин≥в
—тан спокою в бруньках
Ќеактивн≥	ѕорушують	ѕорушують
—тан спокою в нас≥нн≥
Ќеактивн≥	ѕорушують	ѕорушують
÷в≥т≥нн¤
як правило, неактивн≥	як правило, неактивн≥	” рослин довгого дн¤ стимулюють. ” рослин короткого дн¤ спов≥льнюють
—тар≥нн¤ листк≥в
” де¤ких рослин спов≥льнюють	—пов≥льнюють	” де¤ких рослин спов≥льнюють
ќпаданн¤ плод≥в
—пов≥льнюють (в окремих випадках стимулюють)	Ќеактивн≥	Ќеактивн≥
¬плив на продихи
Ќеактивн≥	—при¤ють в≥дкриванню	Ќеактивн≥

¬≥там≥ни

як в≥домо, б≥льш≥сть в≥там≥н≥в, що вход¤ть до складу середовищ, Ї коферментами, ¤к≥ катал≥зують важлив≥ реакц≥њ.

«окрема, т≥ам≥н (в≥там≥н ¬₁) входить до складу п≥руватдекарбоксилази ≥ в≥д≥граЇ важливу роль у перетворенн≥ вуглевод≥в, а також в окислювальному декарбоксидюванн≥ кетокислот. ƒо складу середовищ т≥ам≥н вводитьс¤ в к≥лькост≥ 0,1-10 мг/л. ƒо складу багатьох середовищ входить п≥ридоксин (в≥там≥н ¬₆), ¤кий бере участь у процесах декарбоксилюванн¤ та переам≥нуванн¤ ам≥нокислот. Ќ≥котинова кислота у вигл¤д≥ ам≥ду входить до складу окислювально-в≥дновних фермент≥в -дег≥дрогеназ. ” поживн≥ середовища н≥котинова кислота вводитьс¤ в концентрац≥њ 0,5-1 мг/л.

јгар-агар. ƒл¤ приготуванн¤ поживних середовищ ¤к ущ≥льнюючу речовину використовують агар-агар. ÷е пол≥сахарид, ¤кий отримують ≥з морських водоростей ≥ виготовл¤ють у вигл¤д≥ пластин, зерен або жовтувато-б≥лого порошку. јгар-агар утворюЇ з водою гель, ¤кий плавитьс¤ при +100∞— ≥ твердне при 45∞—.

рЌ середовища. ¬≥домо, що в нативних умовах рослинна кл≥тина функц≥онуЇ у вузьких межах коливань концентрац≥њ водневих ≥он≥в. ¬≥дносна стаб≥льн≥сть величини рЌ всередин≥ кл≥тини та середовищ≥, ¤ке њњ оточуЇ, п≥дтримуЇтьс¤ буферними системами, в ¤ких важливу роль в≥д≥грають б≥лков≥ молекули ¤к амфол≥ти. ¬≥дносно стаб≥льне значенн¤ рЌ у середовищ≥ п≥дтримуЇтьс¤ за рахунок хелатуючих реагент≥в або в≥дпов≥дних сполук. Ѕ≥льш≥сть стац≥онарних культур ≥зольованих тканин росте на середовищах з рЌ 5,6-5,8.

“аким чином, усп≥х в культивуванн≥ культур кл≥тин, тканин та орган≥в рослин визначаЇтьс¤ складом поживних середовищ. Ќа даний час розроблено багато вар≥ант≥в поживних середовищ. Ќайб≥льш використовуваними поживними середовищами Ї наступн≥: ћурас≥ге, —куга - ћS [Murashige, Skoog, 1962], √амборга та ≥н. - ¬5 [Gamborg et al., 1968], ‘. ”айта - WH [White, 1963], –. Ўенка, ’≥льдебранта - SH [Schenk, Hildebrandt, 1972]. ћакро- та м≥кроелементи середовища MS також ≥дентичн≥ до середовища LS [Linsmaier, Skoog, 1965].