Выделение клеток, их групп и тканей.

Регенерацию растений из культуры тканей можно получить, используя один из трех методов: культуру зародышей, органогенез, соматический эмбриогенез. Соматический или неполовой эмбриогенез представляет собой процесс формирования зародышеподобных структур из соматических клеток. Соматический зародыш - это независимая двухполюсная структура, физически не прикрепленная к ткани, из которой она происходит. Такие зародыши в дальнейшем могут развиваться и образовывать регенеранты через стадии, соответствующе тем, что встречаются при развитии зиготы. Подобное явление можно встретить у многих видов растений в условиях in vitro при работе с культурами различных типов клеток, тканей и органов, тогда как в природе такие процессы происходят внутри семяпочки.

При соматическом эмбриогенезе переноса каллуса на среду без регуляторов роста обычно бывает достаточно для стимуляции более поздних стадий развития зародыша и его последующего прорастания. Образование соматических зародышей из культур клеток, тканей и органов может происходить прямым или непрямым путем. Прямой соматический эмбриогенез заключается в формировании вегетативного зародыша из одной или нескольких клеток ткани экспланта без стадии образования промежуточного каллуса. Такое явление наблюдается у цитрусовых, где ткани нуцеллуса дают начало нуцеллярным зародышам. Есть данные о прямом эмбриогенезе в некоторых культурах пыльников и протопластов. Однако по сравнению со случаями непрямого эмбриогенеза эти случаи редки.

Непрямой эмбриогенез состоит из нескольких этапов: помещения экспланта в культуру, последующей стимуляции роста каллуса и формирования предзародышей (обычно на среде, содержащей высокие концентрации ауксинов), и переноса каллуса на питательную среду без регуляторов роста, для того чтобы индуцировать формирование биполярных зародышей из предзародышей. При подходящих условиях эти зародыши прорастают и образуют растения - регенеранты. Каллус по своей природе гетерогенен и может состоять из клеток многих типов, включая инициали предзародышей. Инициали предзародышей могут состоять из одной клетки или представлять собой многоклеточные образования. Когда каллус переносят на среду с низким содержанием ауксина, происходит процесс дальнейшего эмбриогенеза, при котором образуется большое число предзародышёй, а ранее сформировавшиеся инициали предзародышей развиваются в биполярные зародыши. Развитие зародышей происходит асинхронно.

Формирование соматических зародышей может быть достигнуто путем использования соответствующей питательной среды, условий культивирования и отбора экспланта. Соматический эмбриогенез моркови представляет собой классический пример регенерации растений по типу непрямого соматического эмбриогенеза. У моркови практически любая часть растения (корень, черешок листа, лист, стебель или зиготический зародыш) продуцирует эмбриогенный каллус. Из свежеизолированных эксплантов моркови и из линий каллусных клеток путем манипуляций со средой культивирования можно индуцировать образование соматических эмбриоидов. При развитии этих соматических эмбриоидов наблюдаются типичные стадии развития (глобула и торпедо). совпадающие со стадиями развития оплодотворенной яйцеклетки в зародышевом мешке развивающегося семени моркови. Это явление может служить одним из доказательств тотипотентности клеток высших растений. Морфогенетическая способность клеток в культуре клеток при продолжительном культивировании обычно изменяется. В клетках моркови, например, она может полностью пропадать через 30-40 недель после изолирования экспланта, но изменением состава сред культивирования ее можно возвратить. Это означает, что генетическая информация, необходимая для эмбриогенеза, всегда присутствует в клетках и, что существуют определенные эпигенетические факторы, которые необходимы для регуляции соматического эмбриогенеза в культуре клеток моркови. В данной работе изучают эффект двух компонентов среды культивирования на соматический эмбриогенез в закончивших рост каллусных линиях моркови.