Сельскохозяйственная биотехнология - Шевелуха Е.А.
Скачать (прямая ссылка):
Интересно отметить, что некоторые из перечисленных веществ, например, нитрат серебра, продлевают регенерационную способность в старых пересадочных культурах.
Под влиянием того или иного стимула морфогенеза каллусная клетка должна стать детерминированной, однако не все клетки, а лишь одна из 400—1000 становится на путь регенерации. Следовательно, для перехода к морфогенезу недостаточно индуктора (стимула), а необходимо, чтобы клетка была готова к ответу на него. Способность воспринимать стимулы морфогенеза называют компетентностью клетки. Исследователи пришли к выводу, что компетентность клеток — событие случайное и поэтому столь редкое. В связи с этим напрашивается вопрос
о судьбе тех каллусных клеток, которые в силу HeKOMneTeHTHOt сти не способны воспринять стимулы морфогенеза и детерминироваться. В пересадочной культуре эти клетки продолжают делиться и скорее всего становятся на путь перехода к гормононезависимости. Однако не все каллусные ткани со временем
завершают развитие возникновением гормононезависимости. Многие из них в силу генетических особенностей продолжают использовать экзогенные гормоны, но полностью утрачивают способность к регенерации. Такие ткани занимают промежуточное положение между «привыкшими» и свежими каллусны-ми тканями.
Морфогенез в каллусной ткани начинается с того, что под влиянием соответствующих условий детерминированная клетка обособляется от окружающих ее каллусных клеток, образуя утолщенную клеточную стенку. Это явление было обнаружено в 1972 г. Данилиной при изучении соматического эмбриогенеза в культуре ткани моркови.
Клетка-инициаль при соматическом эмбриогенезе дает начало зиготе, а при органогенезе — меристематическому очагу. От недетерминированных каллусных клеток инициальная отличается более крупным ядром и меньшими размерами вакуолей. Ядро обычно занимает центральное положение. В инициальных клетках содержатся большие количества запасных веществ: крахмала, иногда — липидов.
Некоторое время инициальные клетки находятся в лаг-фа-зе, что необходимо для их перестройки и подготовки к последующим быстрым делениям. Затем эти клетки делятся по типу дробления, образуя сферическую массу мелких изодиамет-рических клеток. В случае органогенеза эту массу клеток называют меристематическим очагом, а в случае соматического эмбриогенеза — глобулярным проэмбрио. В дальнейшем в меристематическом очаге дифференцируются зачатки стебля, корня, листа или цветочной почки и соответственно происходит стеблевой, корневой, листовой или флоральный органогенез. В глобулярном проэмбрио развивается биполярная эм-бриоидная структура. Можно выделить несколько последовательных стадий формирования соматических эмбриоидов из каллусной клетки: глобулярную, сердечка, торпедовидную, соматического зародыша. Меристематические очаги или проэмбрио могут возникать на периферии каллусной ткани или быть погруженными в нее. Обычно не наблюдается определенной закономерности в их локализации (рис. 1.6). Исключение составляет стеблевой органогенез в каллусной ткани, полученной из сердцевинной паренхимы табака сорта Висконсин-38. Меристематические очаги здесь всегда локализуются только в нижней части каллусной массы.
При переходе каллусных клеток к морфогенезу происходит существенное изменение их метаболизма. Морфогенезу предшествует появление в клетках белков-антигенов. Работами 34
Р.Г. Бутенко, Н.И. Володарского и Н.А.
Моисеевой показано, что морфогенез в культуре каллусных тканей табака характеризуется включением и выключением синтеза определенных белков-маркеров. В меристемах обнаружено два белка-антигена, которые являются маркерами этих клеток. Одновременно показано, что индуцированная детерминация клеток каллусной ткани сопряжена Рис. 1.6. Формирование со-с появлением в ней антигена-маркера матическнх зародышей (гло-
клеток меристемы стебля. булярная стадия) в Переса-
г, г. . „ дочнои каллусной ткани яч-
Белок (гликопротеид), выделенный меня
из эмбриогенных культур, можно рассматривать как конденционирующий фактор. При частых пересадках на свежую питательную среду, где гликопротеид накапливаться не может, эмбриогенез не идет. Если белок, появляющийся в клетках при переходе к соматическому эмбриогенезу, выделить и ввести в длинные (неэмбриогенные) каллусиые клетки, у которых гены морфогенеза не работают или потеряны, то в них индуцируется переход к морфогенезу.
Работы по поиску новых маркеров морфогенеза продолжаются. Клетки меристематических очагов и клетки, дающие начало эмбриоидным структурам, отличаются от каллусных интенсивным синтезом РНК и ДНК, что связано с особенностями их белкового обмена. Изменения в белковом обмене сходны с теми, которые протекают при дедифференцировке клетки, но итоги у них различны. По мнению Р. Г. Бутенко, специфика реакции определяется не общим усилением синтеза макромолекул, что необходимо для усиленной пролиферации, а теми уникальными синтезами, которые идут на этом общем фоне и обусловливают появление белков регуляторного типа.
