Общее представление об этапах получения, культивирования in vitro протопластов и регенерации из них растений дано на рис.

Регенерация клеток и растений из протопластов

Сразу после того, как отмыты ферменты, протопласты начинают регенерировать клеточную стенку. Отмечается появление целлюлозных микрофибрилл, постепенно организующихся в типичную клеточную оболочку. Через 2-4 дня протопласт может утратить сферическую форму, и произойдет полное восстановление клеточной стенки. В зависимости от происхождения протопластов и культуральных условий может отмечаться отсутствие синтеза клеточной оболочки в течение нескольких недель или месяцев. Одним из факторов культуральной среды, обусловливающим синтез клеточной стенки, является сахароза. В ее отсутствие синтеза клеточной стенки не происходит.

Протопласты, не регенерировавшие клеточную стенку, теряют способность к нормальному митотическому делению и образованию клеточных колоний. Такие протопласты:

  • или не приступают к делению,
  • или в результате их деления формируются многоядерные структуры, так как кариокинез не сопровождается цитокинезом.

Формирование клеточной стенки не всегда является условием, достаточным для перехода клетки к делению. В зависимости от объекта и условий культивирования к последующему делению может приступить от 0,1 до 80 % восстановивших клеточную стенку протопластов. Первые деления могут происходить через 2-10 дней с начала культивирования протопластов. Образовавшиеся клеточные колонии могут стать источником растений регенерантов. Первое сообщение о регенерации растений в культуре протопластов мезофилла табака было опубликовано в 1971 г. японскими исследователями.

Регенерация растений может происходить:

  • либо через эмбриогенез,
  • либо через образование каллуса с индукцией морфогенеза.

Рассмотрим примеры первого пути.

Протопласты из суспензионной культуры моркови на среде с 2,4-Д через 8-10 суток образуют группы клеток, затем на них формируются эмбриоиды, из которых можно получить проростки, и при переносе на среду без 2,4-Д образуются растения.

Изолированные протопласты из клеток корня моркови, помещенные на среду с 1 %-м кокосовым молоком, содержащую НУК или 2,4-Д, формируют группы клеток; перенос их на среду с гидролизатом казеина, кокосовым молоком или кинетином приводит к образованию каллуса (через 4-8 недель) с последующей дифференциацией на нем эмбриоидов.

Можно получить целые растения из протопластов не только через эмбриогенез, но и путем последовательного формирования побегов и корневой системы. Рассмотрим регенерацию растений из протопластов мезофилла листа табака.

После помещения ИП на среду МС, содержащую 3 мг/л НУК и 1 мг/л БАП, через 3 недели образуются колонии; их переносят на среду Сакристан-Мельхерса, где формируется каллус, а спустя 3 недели — дифференцированные побеги, которые помещают в почву для образования растения.

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

Заказать курсовую

^ Наверх