Аннотация
Список сокращений 4
Введение 5
1 Салициловая кислота в жизни растений 8
2 Получение и культивирование клеточных культур растений 13
2.1 Способы получения каллуса на растении 13
2.2 Способы длительного культивирования клеточных культур 17
3 Объект и методы исследования 21
3.1 Объект исследования 21
3.2 Методы исследования 23
3.2.1 Подготовка посуды 23
3.2.2 Приготовление питательной среды 23
3.2.3 Работа в ламинарном боксе и культивирование 25
3.2.4 Определение ростовых параметров каллусных культур 25
3.2.5 Методика расчета ростового индекса 26
3.2.6 Определение формы и размеров клеток каллусной культуры 26
3.2.7 Определение относительной электропроводности тканей 26
3.2.8 Методика определения содержания малонового диальдегида 27
3.2.9 Методика определения содержания пролина 28
3.2.10 Статистический анализ данных 29
4 Г ормональная регуляция морфогенеза и метаболизма каллусной
культуры Saussurea orgaadayi V. Khan. and Krasnob 30
4.1 Отличительные особенности роста каллусных культур S. orgaadayi,
полученных из разных эксплантов 30
4.2 Водный обмен каллусных культур S. orgaadayi, полученных из разных
эксплантов 33
4.3 Проницаемость мембран каллусных культур S. orgaadayi, полученных из
разных эксплантов 35
4.4 Морфология клеток культуры S. orgaadayi 37
4.5 Влияние салициловой кислоты на рост разных линий каллусной культуры
S. orgaadayi 38
4.6 Влияние салициловой кислоты на метаболизм разных линий каллусной культуры S. orgaadayi 44
Выводы 51
Список использованной литературы 52
Растения, в отличие от животных и человека, характеризуются способностью синтезировать вторичные метаболиты, которые находят широкое применение в фармакологической и косметологической промышленности. Поскольку резерв естественных популяций истощается, то встает вопрос о поиске альтернативных источников биологически активных веществ (БАВ). Среди важных подходов к решению вопроса выделяют культивирование растений in vitro.
Культивирование растений in vitro с целью получения БАВ имеет сложности, поскольку программа активного роста и развития клеток не предусматривает синтез вторичных метаболитов. Следует создать условия для перехода клеточных культур на производство БАВ.
Мало изучены особенности роста и метаболизма клеточных культур Saussurea orgaadayi V. Khan. and Krasnob., полученных на кафедре физиологии растений и биотехнологии под руководством профессора Р.А.Карначук, из разных эксплантов.
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение роли салициловой кислоты в регуляции ростовых и метаболических процессов гипокотильной и семядольной линий клеточной культуры лекарственного растения Saussurea orgaadayi Khanm. Krasnob.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. Изучить ростовой потенциал каллусной культуры горькуши, полученной из разных эксплантов, с помощью кривой роста;
2. Оценить динамику физиологического состояния (водного обмена, проницаемости мембран и окислительного статуса клеток) каллуса горькуши, полученной из разных эксплантов, в процессе культивирования;
3. Определить роль салициловой кислоты в регуляции ростовых процессов (ростового индекса, водного обмена, проницаемости мембран) двух линий каллусной культуры, полученных из семядолей и гипокотилей проростков S. orgaadayi.
4. Определить роль салициловой кислоты в регуляции метаболических процессов (перекисное окисление липидов, содержание свободного пролина) двух линий каллусной культуры, полученных из семядолей и гипокотилей проростков S. orgaadayi.
Работа выполнена на кафедре физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики.
Автор работы выражает благодарность научному руководителю профессору, доктору биологических наук И.Ф. Головацкой за помощь в выполнении и написании работы, аспиранту М.К. Кадырбаеву за совместную работу в процессе освоения методик, биотехнологу Ю.В. Медведевой за предоставленную исходную каллусную культуру Saussurea orgaaday.
Автор работы выражает благодарность заведующему кафедры профессору, доктору биологических наук О.В. Карначук за представленную возможность специализироваться на кафедре по проблемам физиологии и биотехнологии растений.
Данные были представлены в стендовых докладах на LXX научной студенческой конференции Биологического института ТГУ «Старт в науку» (Томск, 2021), на LXXI научной студенческой конференции Биологического института ТГУ «Старт в науку» (Томск, 2022), на всероссийской научной конференции «Физиология, биотехнология и биоинформатика растений и микроорганизмов - путь в будущее: к 85-летию Р.А. Карначук» (Томск, 2022) и опубликованы в материалах конференций.
В составе коллектива участвовала в XV Международном Биотехнологическом Форуме-Выставке «РосБиоТех-2021» «Инновационные биотехнологии в медицине, промышленности и сельском хозяйстве.
Международное научно-техническое сотрудничество, как основа устойчивого развития экономики» (Москва, 2021). Проект получил золотую медаль.
1. Выяснено, что каллусные культуры горькуши, полученные из разных органов ее проростков, характеризуются неодинаковой интенсивностью ростовых процессов. В условиях однотипной питательной среды МС в присутствии гормонов 2,4 Д и 6-БАП гипокотильная линия каллусной культуры отличалась более интенсивным ростом, чем семядольная линия.
2. Показано, что причинами высокой скорости роста гипокотильной линии каллусной культуры служили большая проницаемость мембран и оводнённость клеток по сравнению с семядольной линией.
3. Установлено, 10 мкМ СК увеличивала рост гипокотильной культуры, но тормозила прирост биомассы семядольной линии. Эффективность СК повышалась на поздних этапах культивирования каллуса, что могло быть связано с необходимостью накопления эндогенного уровня фитогормона.
4. Показано, что 0,1 и 10 мкМ СК повышала интенсивность перекисного окисления липидов у быстрорастущих культур, однако при селекции клеток окислительный статус клеток снижался.
5. Установлено, что СК изменяла уровень пролина в соответствии с этапом культивирования и скоростью роста.
