Введение к работе
Актуальность теми. При культивировании тканей и клеток растений можно получить широкий спектр соединении, имеющих большое практическое значение. В последнее время среди природных соединений обнаружены представители с выраженной антибактериальной, фун-гицидной, противоопухолевой, сердечно-сосудистой, гормональной и рострегулирующей активностью. Все это создает предпосылки для разработки новых эффективных средств для защиты растений и медицинских препаратов. Большой интерес вызывают биологически активные терпеноиды и, в частности, природные сесквитерпеновые ТГ-лактоны.
Получение сесквитерпеновых лактонов путем химического синтеза сопряжено с большими трудностями технологического характера. Это, в первую очередь, связано с тем, что для химического синтеза требуются дорогостоящие и труднодоступные реактивы и к тому же этот процесс включает много стадий. Получение сесквитерпеновых лактонов из растительного материала также имеет свои трудности из-за обеднения дикорастущих ресурсов и сложности создания культурных плантации для заготовки сырья. В связи с этим, особую актуальность приобретает изучение возможности биосинтеза сесквитерпеновых лактонов в культуре тканей для выявления возможности биотехнологического получения биологически активных соединений.
Цель и задачи исследования. Основной целью предпринятого исследования явилось изучение биосинтеза терпеноидных соединений в культуре тканей некоторых растений семейства сложноцветных.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
выявить эксплант стерильного растения, обладающий высокой каллусообразукщей способностью;
-
подобрать для выбранного экспланта питательную среду с различной модификацией гормонов,' вызывающую наибольшее каллусооб-раз'ование;
-
выяснить, сохраняется ли биосинтез терпеноидных соединений в первичных' каллусах растений семейства сложноцветных;
-
изучить возможность биосинтеза терпеноидных соединений
в тканевой культуре при длительном культивировании: а) оптимизи-
ровать состав питательной среди; б) изучить гистологические особенности различных типов тканей и динамику их роста.} в) выявить активность экстрактов, полученных из культуры тканей при длительном культивирований} г) химически идентифицировать биологически активные вещества, синтезируемые в культуре тканей.
Научная новизна* В работе впервые показано, что высокой каллусообразующей способностью обладают экспланты из листьев асептических проросткой хартолеписа среднего, полыни Сиверса и стеблей полыни гладкой. Инициация каллусогенеза осуществляется на модифицированной нами среде. Установлено, что в процессе культивирования каллусных тканей полыни гладкой и хартолеписа среднего в них сохраняется способность к синтезу сесквитерпено-вых лактонов.
Впервые получена длительно культивируемая фототрофная тканевая линия полыни Сиверса, имеющая морфологию "волосяного корня'1 Оптимизирован состав питательной среды для поддержания высокой ростовой активности данной тканевой линии. Показано, что спиртовые экстракты из каллусных тканей полыни Сиверса обладают биологической активностью. При длительном культивировании тканевой линии полыни Сиверса доказан синтез f> -ситостерола.
Практическая ценность. Подобраны экспланты и оптимизированы питательные среды для каллусообразования из полыни гладкой, хартолеписа среднего и полыни Сиверса, которые могут быть использованы для экспериментов при изучении механизма биосинтеза вторичных соединений в культуре тканей. Фототрофная тканевая линия полыни Сиверса, может быть в дальнейшем применена для создания автотрофной ткани.
Показана возможность биотехнологического получения ./*-ситостерола из культуры ткани полыни Сиверса.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Республиканском совещании "Рациональное использование лекарственных и технических растений" (Алма-Ата, 1986), 14 Международном конгрессе по биохимии (Чехословакия, Прага, 1988), УШ Индо-Советском симпозиуме по химии природных соединений (Индия, Хайдарабад, 1986), У Конференции биохимиков республик Средней Азии и Казахстана (Ташкент, 1991), Материалах Республиканской конференции молодых ученых и специалистов ВУЗов Казахстана
"Разработка теоретических основ и создание ресурсосберегающих экологически чистых технологий, методов и материалов" (Алма-Ата, IS9I), материалах научной конференции "Изучение и рациональное использование природных ресурсов" (Уфа, IS9I) и представлены на Международном симпозиуме "Клеточные и генные технологии для зерновых злаков" (Алма-Ата, 1989), на научно-практической конференции "Физиолого-биохимические и генетико-селекционные основы иммунитета сельскохозяйственных растений к грибным болезням" (Уфа, 1990).
По теме диссертационной работы опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 3 глав и включает введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, основные результаты и их обсуждение, выводы, список использованной литературы, содержащей 94 названия источников. Работа изложена на 98 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы, иллюстрирована 21 рисунком.