Макроэлементы. Азот. Растительные ткани, растущих в изолированной культуре, автотрофы в отношении азотного питания. С неорганического азота они синтезируют все необходимые для их жизнедеятельности органические азотистые соединения. Источниками молекулярного азота являются минеральные соли, аминокислоты.

 

Лучшей формой азотного питания растительных тканей являются нитраты, которые как основной источник азота вводятся в среде в концентрациях 2-25 мМ. Попытки использовать источником азота нитриты показали, что они не могли заменить нитраты: низкие концентрации нитритов были недостаточны для оптимального роста растительных тканей, а большие - токсичны. Лучшие результаты, чем при использовании нитритов, получают при применении в качестве источника азота, аммонийных солей. Однако, аммоний значительно менее эффективен в качестве источника азота чем нитраты. Однако, замена 10-20% нитратов соли аммония улучшает рост растительных тканей. Так в состав среды Гамборга, на котором хорошо растут двудольные и однодольные растения, кроме нитрата (25 мМ) входят и аммонийные соли (2 мМ). В некоторых случаях для интенсивного роста каллусных и суспензионных культур суммарную концентрацию нитрата и аммиака целесообразно увеличить до 60 мМ.

 

Азот питательной среды влияет на морфогенетические возможности ткани: в зависимости от нитратной или аммонийной формы азота индуцируются побеги или корни, почки или эмбриоидов.

 

При культивировании растительных тканей как единственный источник азота можно использовать аминокислоты в L-конформации. Но для большинства культур тканей одна аминокислота или даже их смесь неэффективны как единственный источник азота, потому рост этих культур значительно медленнее, чем на средах с нитратами. Это может быть обусловлено тем, что аминокислоты не всегда могут активно дезаминуватися или аммиак, образовавшийся не может быть использован для синтеза первичных продуктов. Второй причиной может быть потребность в самих нитратах, поскольку некоторые промежуточные соединения восстановления нитратов участвуют в биосинтезе важных азотистых метаболитов. Следует отметить, что рост ряда изолированных растительных тканей активируется при введении в состав нитратвмисного среды отдельных аминокислот, чаще глицина, или их смесей, например, гидролизат казеина, пектон.

 

Серу вводят в состав питательных сред в виде сульфата, сульфита, цистеина, глутатиона или метионина. Для большинства тканей лучшим источником серы являются сульфаты.

 

Для роста каллусных тканей и изолированных органов необходимым компонентом среды являются фосфор. Ткани, которые интенсивно растут, особенно чувствительны к содержанию фосфора в питательной среде и лучше растут на средах богатых фосфором. Как источник фосфорного питания, в основном, используется ортофосфат, но можно использовать различные фосфаты сахаров.

 

Железо вводится в виде неорганических солей (FeCl3, Fe2 (SO4) 3) и солей органических кислот (цитрат и тартрат железа). Но метаболиты, которые выделяют культуры тканей, и рН среды влияют на усвоение железа растительными тканями. Поэтому большинство сред содержат этот элемент в хелатований форме в комплексе с этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА). Это улучшает доступность железа при рН до 8,0 протяжении всего периода роста культуры, тогда как отсутствие хелатирующим агента может очень быстро привести к нехватке его.

 

Потребность ткани в элементах минерального питания зависит от его физиологических особенностей. Для молодых быстрорастущих тканей, необходимо наличие в среде высоких доз калия (К +), тогда как старые ткани, наоборот, требовательные к наличию кальция (Са2 +). Так, оптимальная доза кальция для молодой ткани моркови - 0,25 мМ, для старой ткани эта доза повышается до 3 мМ.

 

При отсутствии в среде калия (К +) уже в первом пассаже культуры тканей моркови наблюдается угнетение роста и некрозы, во втором пассаже на таком питательной среде рост прекращается и ткань отмирает. Однако перенос на среду, нормально обеспечено калием (К +), возобновляет рост ткани моркови, даже если перед этим ее выращивали на среде без калия (К +) в течение двух пассажей.

 

В результате тщательного изучения минерального питания изолированных растительных тканей исследователи пришли к выводу, что отсутствие питательной среде N, K, Ca, Mg, S, P приводит к гибели культуры в первом или во втором пассаже. Наличие Na + и Cl "не обязательно, хотя добавление NaCl в среду стимулирует рост растительных тканей. Для большинства элементов существует оптимум концентрации, но его превышение иногда имеет токсическое действие.

 

Кроме макроэлементов в состав большинства питательных сред входят микроэлементы. Добавление к питательной среде микроэлементов особенно важно при культивировании тканей в жидкой среде. Отсутствие микроэлементов уменьшает интенсивность роста культур на 40% в первом пассаже и приводит культуры к гибели в течение двух последующих.

 

При выращивании тканей на агаровой питательной среде они не так остро реагируют на отсутствие микроэлементов, так как в агаре содержится много микроэлементов и некоторые макроэлементы. Однако полнота содержания микроэлементов в агаре вызывает сомнения, а потому большинство исследователей добавляют полную смесь микроэлементов и к агаровых сред. Чаще всего используют смесь микроэлементов среды Мурасиге и Скуга (МС).

 

Микроэлементы необходимы для функционирования ферментов и кофакторов.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+