Основи культури in vitro рослин

in vitro - дослівно переводиться як «за склом», тобто вирощування ізольованих органів, тканин і клітин у культуральному посуді на поживних середовищах.
Введення в культуру – поміщення в умови in vitro частин рослин.
Експлант – будь-яка частина рослини, що вводиться в культуру in vitro
Тотипотентність – властивість соматичних диференційованих клітин реалізувати власну генетичну інформацію, яка забезпечує їх диференціацію і розвиток до цілого організму.

Проліферація (proliferatio, proles — потомство, ferre — нести) — розростання тканин завдяки поділу та росту клітин організму. Новоутворення клітин і внутрішньоклітинних структур (мітохондрій,
ендоплазматичної сітки, рибосом та ін.).
Проліферація — явище широко розповсюджене в нормі і патології.

«клон» (від рецького klon – гілка, пагін, паросток) –
ряд послідовних поколінь генетично однорідних організмів, які утворюються в результаті вегетативного розмноження від одного загального предка.
«мериклон» - клони, які одержані з меристем рослини-донора, розглядаються як нащадки однієї меристеми.

Для успішної реалізації рослинною клітиною властивої їй тотипотентності необхідно враховувати такі моменти:
1) вибір первинного експланта;
2) сезонність, вік первинного експланта;
3) умови культивування експлантів.

Типи експлантів

Склад поживних середовищ
Макро- та мікросолі
Вітаміни:
В1, В6, РР, С
Джерела вуглецю:
сахароза, глюкоза, маноза
гліцин, маніт, сорбіт
Фітогормони:
ауксини, цитокініни, гібереліни, етилен
Антиоксиданти та сорбенти:
цистеїн, аскорбінова кислота, активоване вугілля

Макросолі г/л
Мікросолі г/л

Середовище Мурасіге і Скуга (МС) – найуніверсальніше і багатоцільове середовище, придатне для рослинних клітин багатьох видів.
Середовище Гамборга і Евелега (середовище В5) – придатне для культивування багатьох бобових рослин.
Середовище Уайта – застосовують переважно для вкорінення пагонів і нормального росту стеблової частини після регенерації.
Середовище Ніч, китайські середовища – рекомендують для індукції андрогенезу в культурі пиляків і для культивування злакових.
Середовище Као і Михайлюка – використовують для поодиноких клітин і ізольованих протопластів.

Склад середовища Мурасіге-Скуга

За відмінністю в потребі в екзогенних ауксинах і цитокінінах виділяють кілька груп тканин:
культури, які ростуть на середовищах з ауксинами,
культури, для росту яких потрібні тільки цитокініни,
культури, для росту яких необхідні ауксини і цитокініни,
культури, які ростуть на складних за вмістом компонентів
середовищах,
культура тканин пухлин, що здатні рости на середовищах без
регуляторів росту.

Основним типом культивованої рослинної клітини є калюсна культура.
Калюс – тканина, що виникла в результаті неорганізованої проліферації клітин органів рослин.

Пухкими, сильно обводненими, що легко розпадаються на окремі клітини;
Середньої щільності, з добре вираженими меристемними осередками;
Щільними, з зонами редукованого камбію і судин ( в основному трахеєподібними елементами).

Типи калюсних культур та культура органів рослин:
а — неорганізована калюсна тканина; б, в — морфогенні (органогенні калюси); г — культура коренів; д, е — культура ізольованих пагонів

Схема спільної дії ІОК та кінетину на органогенез калюсу тютюну

Калюсні клітини in vitro зберігають багато фізіолого-біохімічних рис властивих нормальним клітинам, які входять до складу рослинного організму.
Калюсні клітини зберігають здатність до синтезу вторинних метаболітів.
2. Калюсам, які отримані від морозостійких рослин, притаманні морозостійкість і здатність до загартування.
3. Спільним у калюсних і нормальних клітин також є стійкість до дії високих температур, осмотично активних речовин, засолення.