Благодаря способности изолированных из растения тканей и клеток к видоспецифичному синтезу вторичных метаболитов, исследования в этой области приобретают все большую актуальность. Таким образом, с каждым годом увеличивается количество культур, для которых подтверждены и оправданы разработки методов культивирования с целью внедрения их в промышленное производство. К таким культурам относятся, прежде всего, культуры-продуценты веществ с высокой биологической активностью. По данным китайского исследователя M. Kawamura, многие полученные в лабораториях культуры вполне успешно могут использоваться для внедрения в производство, так как их выращивание in vitro экономически эффективно по сравнению с промышленным способом получения биомассы растений, содержащих биологически активные вещества.

Одной из первых культур-продуцентов БАВ можно по праву считать полученную M. N. Zenk а сотрудниками культуру барвинка розового (Catharanthus roseus) – продуцента двух алкалоидов: серпентина и аймалицина. На этом объекте были установлены основные условия получения культур-продуцентов веществ вторичного обмена. Данные, полученные в лаборатории M. N. Zenk'а, позволили выдвинуть гипотезу, которая была развита и дополнена авторами, работающими с другими видами растений. Были наработаны экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что для получения культур-продуцентов с высоким синтетическим потенциалом важно учитывать следующие особенности:

  1. отбирать растение, в котором содержание биологически активных веществ максимально по сравнению с другими особями этого вида;
  2. для инициации культуры тканей использовать органы растений, в которых происходит синтез и накопление данных веществ, что позволит разнообразить и обогатить состав конечных продуктов;
  3. при культивировании тканей в условиях in vitro необходимо учитывать такие условия как: наличие и состав источников углеродного питания;
  4. наличие в культуральной среде минеральных веществ: источников азота, фосфора, калия, серы, кальция и других макро- и микроэлементов;
  5. наличие витаминов и аминокислот, способствующих видоспецифичным синтезам БАВ;
  6. наличие и типы гормональных индукторов, поддерживающих способность клеток к делению и стимулирующих синтез вторичных метаболитов;
  7. наличие или отсутствие в среде кислорода или избытка углекислого газа;
  8. наличие освещения и предшественников конечных продуктов;
  9. рН среды и температура в культуральных помещениях.

Благодаря сделанным открытиям в настоящее время во многих лабораториях мира ведутся исследования по культивированию соматических тканей в условиях in vitro для получения культур-продуцентов. Это обусловлено перспективой промышленного использования культивируемых клеток растений для получения соединений их специализированного обмена и одновременного уменьшения антропогенного влияния на дикую природу, возможность получения фитомассы, не содержащей полютантов (гербицидов, пестицидов, тяжелых металлов и др.), управления процессом биосинтеза целевых продуктов и т.д.

В настоящее время на стадии изучения способности к накоплению биологически активных веществ in vitro находится большое количество культур, полученных из растений с высокой биологической активностью. Кроме того, в культуре тканей и клеток растений считается возможным получение следующих вторичных метаболитов:

  • стероидных алкалоидов Hollarhena antidysenterica (Poxb) Wall, проявляющих антибактериальную активность β-карболиновых алкалоидов гармалы обыкновенной (Peganum garmala L.), имеющих антибактериальную активность и влияющих на обменные процессы нервной и сердечно-сосудистой систем, а также на активность некоторых ферментов;
  • стероидов в культуре тканей Dioscorea cauccasica.

Имеется опыт получения кофеина в клетках Coffea arabica, различных фенолов и их полимеров в культурах чайного растения (Camellia sinensisL.) и культуре петрушки (PetroseleniumhortenseAuct.)

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх