Celulele și țesuturile plantelor care cresc într-un tub de testare

Plantele superioare sunt compuse din mai multe celule, între care există o diviziune strictă a muncii. Celulele de țesut cu frunze verzi, de exemplu, produc substanțe organice, folosind energia de dioxid de carbon, apă și lumină solară, din celulele rădăcină engulf sol

În ciuda faptului că toate celulele specializate a apărut ca urmare a divizării unei singure celule - un ovul fecundat de planta-mamă, acestea diferă în mod semnificativ în structura lor și compoziția chimică. munca coordonata de celule individuale, este controlat de întregul organism al plantei. fiecare organ, fiecare țesut și celule legate într-un singur sistem de comunicații diverse: nutrienți actuale, hormoni, transmiterea impulsurilor electrice.

Și cum se va comporta celule și țesuturi, dacă le separa de plante și pentru a muta pe medii artificiale, oferind tot ce este necesar pentru traiul lor? Fie că astfel de celule continua sa lucreze de obicei, sau forma lor și schimbarea funcției în mod semnificativ?

Astfel de întrebări-au stabilit oamenii de știință de la începutul acestui secol. Pentru a le rezolva, aveți nevoie pentru a găsi o modalitate de a oferi o viață izolată de țesuturi vegetale și celule. Primele încercări au avut succes. Numai în 1932, doi cercetători - R. Gautheret în Franța și F. Albă în Statele Unite - nu a reușit să salveze viața țesuturilor izolate ale unor plante. lor a reușit alege medii nutritive și alte condiții în care celulele care alcatuiesc o bucată de țesut izolat poate multiplica. Sa constatat că țesutul izolat dintr-o plantă, nu reușesc să-și îndeplinească lucrarea obișnuită pentru ei, structura lor este simplificată, ele sunt „intinerit“ și încep să prolifereze și să crească. există foarte fel de tesut ca urmare a diviziunii celulare, care se numește calus. calusului poate fi izolat din luat inițial din țesutul plantei, împărțit în bucăți mici și transferate pe mediu proaspăt. Aici, celulele continua sa se inmulteasca să împartă și să crească.

În timpul nostru de creștere a țesutului oricărui organ al unei game largi de echipamente de plante este bine conceput. Tissue izolat din rădăcina rare și valoroase ginseng de plante medicinale și Rauwolfia, timp de peste zece ani crescut de la Institutul de Fiziologie a Plantelor Timiryazev din Moscova.

Video: țesut Uzina mecanică

Oamenii de știință au examinat celulele tesuturilor si plante izolate, lucrează în cutii sterile speciale, scule de mână cu atenție sterilizate, mediul de cultură. La urma urmei, celulele vegetale nu mențin lupta împotriva proliferante rapid microorganisme mediu pentru nutrienți și să moară. Dacă un țesut izolat în timp util (4-6 săptămâni) și cu blândețe, fără infectarea lor, transplantat la un mediu proaspăt, acestea pot fi cultivate pentru o lungă perioadă de timp. In 1938, R. Gautheret izolat bucată de țesut din rădăcină de morcov. De obicei, planta morcov trăiește 2 ani și posteritate Celulele izolate din țesutul este menținut în cultură timp de mai mult de 30 de ani și pot fi cultivate la infinit în acest mod (Fig. 1).

Fig. 1. Cultura de țesut rădăcină de morcov, izolat R. Gautheret în 1938 până la 30 de zile de cultivare într-un mediu nutritiv.

Tissue pot fi cultivate nu numai pe suprafața mediului de creștere semi-solid, dar, de asemenea, în lichid. A creat un aparat special, în care lichidul medicinal este agitat, provocând celulele tisulare primesc aer și oxigen necesar pentru respirație ele (Fig. 2).

Fig. 2. Într-un astfel de aparat cresc suspensii de țesuturi și celule într-un mediu nutritiv lichid.

Mediul lichid este format în mod tipic de suspensie țesătură constând din celule libere-vii individuale, grupuri de celule si bucati mici de tesut. (Suspensiile sau suspensie -. Lichidele care conțin fin divizate, sunt extrem de lent decantare particule solide) Celulele individuale pot fi prinse printr-un capilar de sticlă subțire și se transferă din nou într-un mediu nutritiv semi-solid. În cazul în care o singură celulă pentru a crea condițiile necesare de hrănire, și chiar mai bine - a pus aproape de ea o bucată de pânză, care va furniza o celulă necesară pentru divizia sa de substanțe (această bucată de material textil se numește pânză-asistentă medicală), celula incepe sa se diviza rapid și în curând formează o colonie de celule, și apoi materialul. Pentru o astfel de țesătură caracterizată printr-o omogenitate ridicată.

Fig. 3. Formarea de rădăcini de ginseng, cu o cârpă.

De obicei, oamenii de știință încearcă să creeze condiții pentru furnizarea de țesuturi în care țesuturile cresc rapid și formează o masă omogenă, astfel încât ceea ce este prezentat în Figura 1. Dacă modificați compoziția mediului de cultură pentru a mări conținutul acestora în stimularea substanțe, în funcție de tipul de țesut stimulator cardiac începe să se formeze rădăcini ,, sau dezvoltarea mugurilor sau embrion în asemănarea sămânță (Fig. 3, 4).

Video: Corpuri - dintr-un tub de testare? - știință

Fig. 4. Formarea de tutun stem tesut rinichi.

Să ne amintim că un țesut specializat care a fost izolat din plante și a dat naștere unei culturi. Activitățile sale se desfășoară sub control strict, și a efectuat lucrarea care a fost nevoie de întreaga instalație. Celule și țesuturi, out-of-acest control, nu numai că sunt în măsură să amplifice și să crească - ele pot da naștere unei plante întregi (Figura 5.). Intinerirea acestor celule a mers atât de departe încât acestea ar putea repeta întregul curs de dezvoltare la început, adică. E. deveni ca o singură celulă, din care a dezvoltat planta. In acest caz, celulele ferm „amintesc“, originea sa, și, indiferent de cât timp a fost crescut țesutul în cultură, celulele formează un tutun de tutun celule Bud morcov - germenele unei noi plante de morcov.

Fig. plante de tutun 5. înflorire derivată dintr-o singură celulă.

Deci, de la un celule care trăiesc liber separate pot fi in vitro pentru a obține culturi de țesut și țesături - plante. Este ușor de imaginat ce oportunități minunate sunt deschise pentru oamenii de știință - martor misterul procesului de transformare celulară în plantă! La urma urmei, acest proces are loc într-un tub de testare și un balon, în cazul în care toate condițiile sunt strict controlate și ușor de observat toate etapele sale.

Video: Structura externă a tijei

Cultura de țesuturi și celule de plante izolate a câștigat recunoașterea nu numai ca o metodă de explorare a problemelor complexe de dezvoltare a plantelor - se constată și aplicarea practică. Se pare că, țesutul și plantele medicinale într-o cultură de celule izolate continuă să sintetizeze substanțe importante în medicină. Fabric ginseng, de exemplu, conține aceleași substanțe care ridică omul obosit putere, cum ar fi el însuși, celebrul „rădăcina vieții“. În viitorul apropiat, în fabrici care produc medicamente, vor exista ateliere de lucru speciale, în cazul în care sinteza de medicamente vor fi încredințate țesutul plantelor.

Și ce oportunități se deschid pentru geneticienii și crescători care aduc noi soiuri de plante! țesuturi și celule izolate procesa cu ușurință substanțe chimice sau radiații, cauzând mutații - modificări în aparatul genetic al celulei. Dintre aceste țesuturi și celule produse plante cu proprietăți noi, uneori foarte valoroase.

Video: Structura tulpina plantei

Mai recent, cercetătorii care folosesc enzime speciale, a învățat să elibereze celulele vegetale ale carcasei de celuloză solidă care îi înconjoară. protoplaști „Naked“ (celule fără membrane) poate fi forțat să fuzioneze, restaurarea pielii, începe să se împartă pentru a forma țesătura, și apoi întreaga plantă. Noi studiem posibilitatea de celule „cruce“ într-un mod foarte îndepărtat cu fiecare alte specii de plante. Și poți visa despre conexiunea într-o plantă de proprietăți utile de grâu ierburi rezistente și rezistente sălbatice sau roșii și cartofi.

Cultura de țesut ajută crescătorii pentru a depăși dificultățile care apar atunci când traversează forme îndepărtate de plante. De la planta flori una din formele care urmează să fie traversată ovulului izolat, a pus-o pe dieta si sunt fertilizate cu polen de o altă formă. Din fertilizate germina este ovule crescute in vitro, care pot fi apoi transplantate în sol.

În final, cultura de țesut izolat poate fi utilizat pentru soiurile de „recuperare“. Multe dintre ele sunt boli virale uimit, care amenință să distrugă acest lucru sau că soi de valoare. Din germenul unei astfel de plante, puteți selecta un grup de celule sanatoase si sa creasca de la ei nu a plantelor afectate de virus, și apoi se înmulțește prin butași, layering sau tuberculi.