Die metode van weefselkultuur is een van die hoofinstrumente van moderne biotegnologie, wat dit moontlik maak om praktiese probleme van plantfisiologie, biochemie en genetika op te los. Kunsmatige verbouing van die materiaal word uitgevoer onderhewig aan sekere voorwaardes: sterilisasie, temperatuurbeheer en blootstelling aan 'n spesiale voedingsmedium.
Essence
Die metode van weefselkultuur is hul langtermyn-preservering en/of kunsmatige verbouing in laboratoriumtoestande op 'n voedingsmedium. Hierdie tegnologie stel jou in staat om 'n biologiese model te skep vir die bestudering van verskeie prosesse in selle wat buite die liggaam van plante, mense en diere bestaan.
Die voortplanting van plantweefselkultuur is gebaseer op die eienskap van totipotensie - die vermoë van selle om tot 'n hele organisme te ontwikkel. By diere word dit slegs in bevrugte eiers besef (met die uitsondering van sommige soorte selenterate).
Ontwikkelingsgeskiedenis
Die eerste pogings om plantweefsel te kweek is deur Duitse wetenskaplikes aan die begin van die 19de-20ste eeue aangewend. Ten spyte van die feit dat hulle onsuksesvol was, is 'n aantal idees geformuleer, wat later bevestig is.
In 1922 kon W. Robbins en W. Kotte, onafhanklik van mekaar, die punte van mielie- en tamatiewortels op 'n kunsmatige voedingsmedium kweek. 'n Gedetailleerde studie van sel- en weefselkultuurtegnieke het in die 1930's begin. 20ste eeu R. Gautre en F. White het bewys dat met periodieke oorplanting van weefselkulture in 'n vars voedingsmedium, hulle onbepaald kan groei.
Teen 1959 is 142 plantspesies onder laboratoriumtoestande gekweek. In die tweede helfte van die XX eeu. die gebruik van verspreide (geskeide) selle het ook begin.
Tipe toetsmateriaal
Daar is 2 hooftipes plantweefselkulture:
- Geproduseer sonder vernietiging en die behoud van die kenmerkende kenmerke inherent aan 'n lewende organisme.
- Onttrek deur afbraak (chemies, ensiematies of meganies) uit primêre weefsel. Kan uit een of meer selkulture gevorm word.
Die volgende metodes word deur die bewerkingsmetode onderskei:
- op die "voedingslaag", waarin 'n stof wat weefselgroei stimuleer afgeskei word deur selle van dieselfde plantspesie te verdeel;
- gebruik die verpleegweefsel langs die gekweekte selle;
- gebruik van voedingsmedium van 'n geïsoleerde verdelende selgroep;
- kweek individuele enkelselle in 'n mikrodruppel versadig in samestelling.
Verbouing van enkelselle is belaai met sekere probleme. Om hulle kunsmatig te "dwing" om te verdeel, moet hulle 'n sein van naburige, aktief funksionerende selle ontvang.
Een van die hooftipes weefsel vir fisiologiese navorsing is callus, wat voorkom onder ongunstige eksterne faktore (gewoonlik meganiese besering). Hulle het die vermoë om die spesifieke eienskappe inherent aan die oorspronklike weefsel te verloor. As gevolg hiervan begin eeltselle aktief verdeel en dele van die plant word gevorm.
Noodsaaklike voorwaardes
Die sukses van die weefsel- en selkultuurmetode hang af van die volgende faktore:
- Voldoening aan steriliteit. Vir oorplanting word spesiale bokse met gesuiwerde lug voorsien, toegerus met ultravioletlampe, gebruik. Gereedskap en materiaal, klere en hande van personeel moet aan aseptiese verwerking onderwerp word.
- Die gebruik van spesiaal geselekteerde voedingsmedia wat bronne van koolstof en energie bevat (gewoonlik sukrose en glukose), mikro- en makrovoedingstowwe, groeireguleerders (uksiene, sitokiniene), vitamiene (tiamien, riboflavien, askorbiensuur en pantoteensuur en ander)).
- Voldoening aan temperatuur (18-30 ° C), ligtoestande en humiditeit (60-70%). Die meeste eeltweefselkulture word onder omgewingslig gekweek aangesien hulle nie chloroplaste bevat nie, maar sommige plante benodig agtergrondbeligting.
Tans gereed gemaakkommersiële besettings (Murasige en Skoog, Gamborg en Eveleg, White, Kao en Mikhailyuk en ander).
Voor- en nadele
Die voordele van die sel- en weefselkultuurmetode is:
- goeie reproduceerbaarheid van die resultate wat verkry is;
- regulering van intersellulêre interaksies;
- lae verbruik van reagense;
- genetiese homogeniteit van sellyne;
- moontlikheid van meganisasie van die groeiproses;
- beheer oor hoktoestande;
- laetemperatuurberging van lewende kulture.
Die nadeel van hierdie biotegnologie is:
- nodig om aan streng asepsisvoorwaardes te voldoen;
- onstabiliteit van sel-eienskappe en die moontlikheid van hul ongewenste vermenging;
- hoë koste van chemikalieë;
- onvolledige ekwivalensie van gekweekte weefsels en selle in 'n lewende organisme.
Aansoek
Weefselkultuurmetode wat vir navorsing gebruik word:
- prosesse binne-in selle (sintese van DNA, RNA en proteïene, metabolisme en invloed daarop met behulp van dwelms);
- intersellulêre reaksies (die deurgang van stowwe deur selmembrane, die werk van die hormoon-reseptorkompleks, die vermoë van selle om aan mekaar te kleef, die vorming van histologiese strukture);
- interaksies met die omgewing (absorpsie van voedingstowwe, oordrag van infeksies, prosesse van oorsprong en ontwikkelinggewasse en ander);
- resultate van genetiese manipulasies met selle.
Belowende areas van biologie en farmakologie, in die ontwikkeling waarvan hierdie tegnologie gebruik word, is:
- bekom van effektiewe onkruiddoders, groeireguleerders vir agronomiese gewasse, biologies aktiewe verbindings vir gebruik in die produksie van medisyne (alkaloïede, steroïede en ander);
- gerigte mutagenese, teling van nuwe basters, oorkom postgame onversoenbaarheid;
- klonale voortplanting, wat jou toelaat om 'n groot aantal geneties identiese plante te kry;
- teling van virusbestande en virusvrye plante;
- cryopreservering van die genepoel;
- weefselrekonstruksie, skepping van stamselbronne (weefselingenieurswese).
