Введение к работе
Актуальность темы исследования
На современном этапе все большее внимание исследователей обращается к возможности культивирования тканей, органов, а также отдельных клеток растений на питательных средах. Однако перспективы управления морфогенезом в условиях in vitro ограничиваются необходимостью выявления морфологических, генетических и физ полого -биохимических особенностей клеток, находящихся в искусственной среде обитания. Это связано с тем, что условия изолированной культуры приводят к изменению метаболизма (Fowler, 1986). В ряде случаев при продолжительном культивировании на питательной среде возникают особые формы каллусыых тканей, получивших название "привыкших** или химических опухолей (Рубин, 1978). Изучение их интересно с точки зрения адаптационных возможностей клеток в условиях культивирования.
Перевод клеток в культуру и последующий питательный стресс являются для них экстремальными условиями. Индуцируя геномную нестабильность, они вызывают быстрые И существенные изменения генома (Негрук, 1987). Логично предположить, что любые изменения в нем повлекут за собой существенную перестройку обмена веществ клеток. Геномную изменчивость в ответ на действие стрессовых факторов можно рассматривать, как одну из сторон клеточного ответа на стресс. С другой стороны, клеточный ответ на любые стрессовые воздействия СОСТОИТ из защитного и мутабильного компонентов (Соловьян, 1991). Без всестороннего изучения защитной составляющей' клеточного ответа на стресс, невозможно выявить рычаги управления геномом, т.к. изменения в нем сопряжены с изменением физ полого-биохимических процессов клетки, являющихся ранней ответной реакцией на любые стрессовые воздействия на нее.
Целью работы явилось исследование взаимосвязи роста,
ЦЕНТРАДфШ* v НАУЧНІ.Я ЕГ13ЛИ0ТЕКА Моек, .. j-ь. jco4 імадамин
инГй&зта.
дыхания, содержания структурных лиш вдов в каллусных клетках в различных условиях их культивирования. Задачи исследования
-
Исследование роста и.дыхания каллусных клеток в процессе пассажа.
-
Выявление, динамики содержания структурных липидов в каллусе в течение пассажа. . ,
-
Исследование /, ультраструктурных перестроек в каллусных клетках в процессе пассажа.
-
Изучение особенностей роста и дыхания каллуса при блокировании, АТФ-азяых систем и проводимости плазм ал ем мы.
-
Выявление изменений в ростовых процессах, дыхании, содержании структурных липидов каллусных клеток, растущих на среде, лишенной ионов Са2+. .
Вое результаты были получены на рыхлом (неморфогенном) типе каллуса.
Научная новизна
Впервые проведен сопоставительный анализ дыхатель
ного газообмена каллусных.клеток и ткани - источника
получения каллуса. Показано, что интенсивность дыхания
каллуса в 8-10 раз ниже, чем в исходной ткани, что
обусловлено, по-видимому, реализацией эффекта Крэбтри
(подавление дыхания глюкозой). ~
' Впервые установлено, что в процессе роста каллуса происходят изменения в содержании структурных липидов: увеличение содержания фосфолипидов в экспоненциальной фазе роста її снижение в стационарной фазе; в экспоненциальной фазе роста повышается степень ненасыщенности жпрнокнслотных остатков фосфолипидов и.снижается соотношение стерины/фосфолипиды. В стационарной фазе эти изменения . носят : противоположный .характер. , Можно полагать, что они имеют регуляторное. значение в процессах перехрда каллуса из одной фазы роста вдругую..'
Получены новые данные о снижении пролиферативной активности каллуса и более быстрому переходу его в стационарную фазу при дефиците iiqhob кальция.- = - ^ '
Выявлены особенности в ультраструктуре каллусных
. 4 -
клеток гороха: преобладание, агранулярного эндоцлазма-тического ретикулума (АЭПР) в виде коротких цистерн и присутствие в цитоплазме свободных рибосом и полисом; появление кольцевых крист в митохондриях.
Практическая значимость работы
Результаты работы дают возможность получить представление об изменениях физиолога-биохимических процессов, протекающих в каллусных клетках, что имеет существенное значение для дальнейших разработок в области биотехнологии.
Обнаруженные изменения в энергетическом обмене каллусных клеток, по сравнению с клетками исходной ткани, из которой каллус получен, являются основой для выявления регуляторных механизмов, обеспечивающих экономное расходование энергетических ресурсов.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при разработке методов культивирования клеток, тканей, необходимо учитывать роль ионтранспортирующих систем плазмалеммы в обеспечении ростовых функций.
Апробация - работы. Результаты работы доложены на конференциях молодых ученых (Казань,1985; Уфа,1987), на отчетных конференциях Казанского института биологин КНЦ РАН (Казань, 1987, 1988, 1989, 1991, 1992), на конференции "Биология сельскому хозяйству" (Казань, 1987), иа Международной конференции "Биология культивируемых клеток и биотехнология" (Новосибирск, 1988), иа II съезде Всесоюзного общества физиологов растений (Минск, 1990), на Международной конференции "Липиды" (Казань, 1991).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 7 рисунков и 15 фотографий. Состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 222 источника, из них 136 иностранных. ''._ '
