Каллюсных культурУРА РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ

Каллюсная ткань in vitro не имеет конкретной анатомической структуры. В зависимости от эксплантата и условий культивирования она может быть разной консистенции: рыхлой, состоящей из сильно оводненных клеток, распадающихся на мелкие агрегаты; средней плотности или плотной консистенции, в которых дифференцируются элементы проводящей системы, меристематические очаги. Окраска тканей при культивировании в темноте желтоватого цвета, на свету они могут приобретать светло-зеленую окраску (сплошную или в виде отдельных вкраплений) (Рис. 3.1).

Переход клетки in vitro из дифференцированного состояние к дедифференцировке и активным клеточным делениям обусловлен изменением активности генов. У двудольных растений процесс репрессии и депрессии генов, лежащий в основе дедифференцировки, происходит легче, чем у однодольных. Соответственно, каллюсную культуру у двудольных можно получить намного проще, чем у однодольных и из более широкого круга различных эксплантатов. Лучшими эксплантатами для получения каллюсной культуры являются те, что содержат слабо дифференцированные клетки (незрелые зародыши) или меристематические ткани.

В процессе дедифференцировки в каллюсных клетках появляются специфические белки и одновременно исчезают другие, характерные для клеток эксплантата. Клетки эксплантатов теряют запасенные липиды, крахмал, белки. Фотосинтезирующие клетки утрачивают хлорофилл и липиды хлоропластов. При этом возрастает количество амилопластов, разрушается аппарат Гольджи, перестраивается эндоплазматический ретикулюм и элементы цитоскелета. Энергетический метаболизм каллюсных клеток в значительной мере напоминает таковой у клеток меристемы. Митохондрии у них слабо развиты, в них мало крист, что оказывает негативное влияние на активность аэробного дыхания. Они потребляют меньше кислорода по сравнению со специализированными клетками растения. У них происходит сдвиг соотношения между дыханием и брожением в сторону брожения. Имеет место повышенное потребление углеводов из-за аэробного гликолиза, сдвиг в обмене углеводов в направлении пентозофосфатного пути, который является источником пентоз, необходимых для делящихся клеток.

Вместе с тем, каллюсные клетки in vitro могут сохранять некоторые физиолого-биохимические особенности растения, с которого был взят эксплантат. Так, питательная среда для каллюсной культуры растений, которые предпочитают кислые почвы (например, рододенронов, голубики, брусники и других) должна иметь более кислую реакцию, чем у растений, растущих на нейтральных и щелочных почвах. Каллюсные культуры теплолюбивых растений лучше растут при более высоких температурах, чем культуры растений умеренного климата. Каллюсные клетки при определенных условиях сохраняют способность синтезировать вторичные метаболиты, характерные для растений-доноров эксплантатов (например, панаксазиды женьшеня). Каллюсным клеткам свойственна устойчивость к токсинам, гербицидам, антибиотикам, засолению, морозо- и жаростойкость и другие свойства, если они имели место у интактных растений.