Живлення культури тканин

Живильне середовище для вирощування рослинних тканин і клітин, по аналогії з середовищем для культивування тканин тварин мало б містити все те, що тканини в рослинному організмі отримують від ксилемного та флоемного току речовин. Однак, на практиці з’ясувалося, що рослинні соки не можуть слугувати повноцінним живильним середовищем для вирощування ізольованих тканин і клітин. У цьому проявляється специфіка надходження, транспортування і особливо перерозподілу поживних речовин у рослині.

Основою для підбору різних середовищ для культури рослинних тканин стали живильні розчини, які використовували при вирощуванні цілих рослин. Основоположники методу Р.Готре і Ф.Уайт використали живильну суміш Кнопа і розчин Успенських відповідно.

Ці розчини були доповнені цукрами, мікроелементами, вітамінами. Р.Готре, крім того, зменшив вдвічі концентрацію мінеральних солей вихідного розчину Кнопа. Середовище Ф.Уайта, створене ним у 1943 році на основі розчину Успенських, використовувалось спочатку для вирощування культури ізольованих коренів, а потім без змін – для вирощування рослинних тканин.

З розвитком методу культури тканин і введенням в культуру все нових і нових тканин рослин різних видів виникла необхідність зміни складу живильних середовищ. Найбільш повне дослідження мінерального живлення тканин було проведене Р.Хеллером у 1953 році. Щоб досягти точності роботи, він відмовився від використання твердих агарових середовищ і вирощував тканини лише на рідких живильних середовищах. Р.Хеллер детально дослідив значення окремих іонів для живлення тканин і вплив їх виключення зі складу середовища на подальший ріст тканини при пересаджуваннях. Він запропонував живильне середовище, склад якого суттєво відрізнявся від середовищ, які використовували для цілих рослин, так і від середовищ, які використовували раніше для культивування ізольованих тканин. Це середовище дуже багате на К⁺ і Р⁺. Р.Хеллер запропонував також новий склад суміші мікроелементів.

В результаті ряду досліджень уточнювались вимоги тканин до джерел вуглеводного живлення, вітамінів і фізіологічно активних речовин.

Зараз уже розроблено значну кількість живильних середовищ для культивування in vitro органів, тканин і клітин рослин, більшість з них є модифікаціями основних живильних середовищ (Уайта, Гамборга, Мурасиге і Скуга) (табл. 1). До складу будь-якого живильного середовища для вирощування культури ізольованої рослинної тканини входять слідуючі групи речовин:

мінеральні солі – макро- і мікроелементи;

вуглеводи;

вітаміни;

амінокислоти;

стимулятори росту - синтетичного і натурального походження;

вода;

агар.

У зв’язку з необхідністю змінювати склад живильного середовища під час пошуку оптимуму для нової, ще невипробуваної в культурі, тканини варто зупинитися на характеристиці особливостей живлення ізольованих тканин.

Таблиця 1

Склад живильних середовищ для культивування ізольованих тканин рослин

Компоненти середовища	Концентрація, мг/л
	Гамборга та Евелега	Мурасиге і Скуга	Уайта
Макросолі
NH4NO3		1650
KNO3	2500	1900	80
CaCl22H2O	150	440
Ca(NO3)2 безводний			200
MgSO4 7H2O	250	370	360
KH2PO4		170
KCl			65
NaH2PO42H2O	169,6		18,7
(NH4)2SO4	134
Na2SO4			200
FeSO47H2O	28,0	27,8
Na2EDTA.2H2O		37,3
Fe2(SO4)3			2,5
Мікросолі
H3BO3	3,0	6,2	1,5
ZnSO47H2O	2,0	8,6	3,0
CuSO45H2O	0,025	0,025	0,02
CoCl26H2O	0,025	0,025
KI	0,75	0,83	0,75
Na2MoO42H2O	0,25	0,25	0,0025
MnSO44H2O	13,2	22,3	7,0
Вітаміни
Мезоінозит	100,0	100,0
Гліцин		2,0	3,0
PP	1,0	0,50	0,5
В1	10,0	0,10	0,1
В6	1,0	0,5	0,1
Стимулятори росту
ІОК		2,0
2,4-Д	2,0
Кінетин		0,2
Вуглеводи
Сахароза	20000	30000	20000
Агар	7000	8000	7000
pH	5,5	5,6-5,8