Дедифференцировка клеток экспланта и каллусогенез - образование каллусной ткани. Дедифференцировка и каллусогенез зависят:

  1. от генотипа исходного растения,
  2. от внешних условий (особенно - регуляторов роста),
  3. от эпигенетических особенностей тканей экспланта.

Клетки запасающей паренхимы, корня, стебля, мезофилла листа и других тканей при помещении на питательную среду должны дедифференцироваться, т. е. вернуться к состоянию делящейся клетки. Если взять эксплант с набором разных тканей, то клетки их будут различно дифференцированы. Например, фрагмент стебля содержит клетки:

  • эпидермальные,
  • первичной коровой паренхимы,
  • камбия,
  • сосудистой системы,
  • сердцевинной паренхимы.

В разных условиях культивирования и в зависимости от различий в физиологическом состоянии растения можно наблюдать пролиферацию преимущественно клеток либо камбия, либо коры, либо сердцевинной паренхимы. Поэтому культивируемые ткани гетерогенны уже по своему происхождению: слишком разные ткани составляют первичный эксплант и участвуют в образовании каллуса. В процессе культивирования гетерогенность каллусной культуры не исчезает, а порой даже усиливается. Для растительных культур in vitro часто характерно явление полиплоидизации и анеуплоидизации. В число возможных причин цитогенетической изменчивости входят:

  1. нарушение коррелятивных связей при выделении первичного экспланта из растения;
  2. действие компонентов питательной среды;
  3. влияние продуктов метаболизма, накапливающихся в среде при периодическом режиме культивирования;
  4. гетерогенность исходного материала и селекция клеток определенного
    типа.

Для многих культур показана корреляция между возрастанием цитогенетической вариабельности в процессе культивирования и снижением морфогенного потенциала.

Обязательным условием дедифференцировки растительной клетки и превращения ее в каллусную является присутствие в питательной среде представителей двух групп фитогормонов:

  • ауксинов,
  • цитокининов.

Ауксины вызывают процесс дедифференцировки клетки, подготавливающий ее к делению, а цитокинины — пролиферацию (деление) дедифференцированных клеток. Если в питательную среду без гормонов поместить кусочек стебля, листа, корня (без верхушки) или любой другой 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. Каждая клетка проходит три фазы роста:

  • деление
  • растяжение
  • дифференцировку.

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.

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

^ Наверх