Mbinu ya utamaduni wa tishu ni mojawapo ya zana kuu za teknolojia ya kisasa ya kibayoteknolojia, inayoruhusu kutatua matatizo ya vitendo ya fiziolojia ya mimea, biokemia na jenetiki. Ukuaji wa bandia wa nyenzo hufanywa kulingana na hali fulani: kufungia, kudhibiti hali ya joto na kufichuliwa kwa njia maalum ya virutubishi.
Essence
Njia ya utamaduni wa tishu ni uhifadhi wao wa muda mrefu na / au ukuzaji wa bandia katika hali ya maabara kwenye kiunga cha virutubishi. Teknolojia hii hukuruhusu kuunda kielelezo cha kibaolojia kwa ajili ya kusoma michakato mbalimbali katika seli zilizopo nje ya mwili wa mimea, binadamu na wanyama.
Uzalishaji wa utamaduni wa tishu za mimea unatokana na sifa ya totipotency - uwezo wa seli kukua na kuwa kiumbe kizima. Kwa wanyama, hii hupatikana tu katika mayai yaliyorutubishwa (isipokuwa baadhi ya aina za coelenterates).
Historia ya Maendeleo
Majaribio ya kwanza ya kukuza tishu za mimea yalifanywa na wanasayansi wa Ujerumani mwanzoni mwa karne ya 19-20. Licha ya ukweli kwamba hawakufanikiwa, mawazo kadhaa yaliundwa, ambayo yalithibitishwa baadaye.
Mnamo 1922, W. Robbins na W. Kotte, bila kutegemeana, waliweza kukuza ncha za mahindi na mizizi ya nyanya kwenye kiungo bandia cha virutubisho. Utafiti wa kina wa mbinu za utamaduni wa seli na tishu ulianza katika miaka ya 1930. Karne ya 20 R. Gautre na F. White walithibitisha kwamba kwa kupandikizwa mara kwa mara kwa tamaduni za tishu hadi kwenye kiungo kipya cha virutubisho, zinaweza kukua kwa muda usiojulikana.
Kufikia 1959, aina 142 za mimea zilikuwa zikikuzwa chini ya hali ya maabara. Katika nusu ya pili ya karne ya XX. matumizi ya seli zilizotawanywa (zilizotenganishwa) pia yameanza.
Aina za nyenzo za majaribio
Kuna aina 2 kuu za tamaduni za tishu za mimea:
- Imetolewa bila uharibifu na kuhifadhi sifa bainifu zilizo katika kiumbe hai.
- Imetolewa kwa uharibifu (kemikali, enzymatic au mitambo) kutoka kwa tishu msingi. Inaweza kuundwa kutoka kwa tamaduni za seli moja au zaidi.
Njia zifuatazo zinatofautishwa na njia ya kulima:
- kwenye "safu ya kulisha", ambapo dutu inayochochea ukuaji wa tishu hutolewa kwa kugawanya seli za spishi sawa za mmea;
- kutumia tishu za muuguzi karibu na seli zilizokuzwa;
- matumizi ya kirutubisho kutoka kwa kikundi chembe chembe chembe chembe chembe kigawanyiko;
- inakuza seli moja moja katika tone ndogo iliyojaa utunzi.
Ukuzaji kutoka kwa seli moja umejaa matatizo fulani. Ili "kuzilazimisha" kugawanyika, lazima zipokee ishara kutoka kwa seli jirani, zinazofanya kazi kikamilifu.
Mojawapo ya aina kuu za tishu kwa ajili ya utafiti wa kisaikolojia ni callus, ambayo hutokea chini ya sababu mbaya za nje (kawaida jeraha la kiufundi). Wana uwezo wa kupoteza sifa maalum za asili katika tishu za awali. Kama matokeo, seli za callus huanza kugawanyika kikamilifu na sehemu za mmea huundwa.
Masharti ya lazima
Mafanikio ya mbinu ya uundaji tishu na seli inategemea mambo yafuatayo:
- Kuzingatia utasa. Kwa kupandikiza, masanduku maalum yenye hewa iliyosafishwa hutolewa, yenye taa za ultraviolet, hutumiwa. Zana na nyenzo, nguo na mikono ya wafanyikazi inapaswa kushughulikiwa.
- Matumizi ya virutubishi vilivyochaguliwa mahususi vyenye vyanzo vya kaboni na nishati (kawaida sucrose na glukosi), vidhibiti vya ukuaji (auxins, cytokinins), vitamini (thiamine, riboflauini, askobiki na asidi ya pantotheni na vingine.)
- Kuzingatia halijoto (18-30°C), hali ya mwanga na unyevunyevu (60-70%). Tamaduni nyingi za tishu za callus hukuzwa chini ya mwanga iliyoko kwa vile hazina kloroplast, lakini baadhi ya mimea huhitaji mwangaza tena.
Imetengenezwa kwa sasasafu za kibiashara (Murasige na Skoog, Gamborg na Eveleg, White, Kao na Mikhailyuk na wengineo).
Faida na hasara
Faida za njia ya seli na uundaji wa tishu ni:
- uzalishaji mzuri wa matokeo yaliyopatikana;
- udhibiti wa mwingiliano baina ya seli;
- matumizi ya chini ya vitendanishi;
- homogeneity ya kijeni ya mistari ya seli;
- uwezekano wa mitambo ya mchakato wa kukua;
- kudhibiti hali ya ngome;
- hifadhi ya halijoto ya chini ya tamaduni hai.
Hasara ya teknolojia hii ya kibayolojia ni:
- inahitaji kuzingatia masharti magumu ya asepsis;
- kuyumba kwa sifa za seli na uwezekano wa kuchanganyika kwao kusikofaa;
- gharama kubwa ya kemikali;
- usawa kamili wa tishu na seli zilizokuzwa katika kiumbe hai.
Maombi
Mbinu ya utamaduni wa tishu iliyotumika kwa utafiti:
- michakato ndani ya seli (muundo wa DNA, RNA na protini, kimetaboliki na ushawishi juu yake kwa msaada wa dawa);
- miitikio baina ya seli (upitishaji wa dutu kupitia utando wa seli, kazi ya changamano cha kipokezi cha homoni, uwezo wa seli kushikana, uundaji wa miundo ya histolojia);
- mwingiliano na mazingira (unyonyaji wa virutubishi, maambukizi ya maambukizo, michakato ya asili na ukuajiuvimbe na wengine);
- matokeo ya upotoshaji wa kijeni na seli.
Maeneo ya kuahidi ya baiolojia na famasia, ambayo teknolojia hii inatumika katika maendeleo yake, ni:
- kupata dawa bora za kuua magugu, vidhibiti ukuaji wa mazao ya kilimo, misombo inayotumika kibiolojia kwa ajili ya matumizi katika utengenezaji wa dawa (alkaloids, steroids na wengine);
- mutagenesis iliyoelekezwa, kuzaliana kwa chotara mpya, kushinda kutopatana kwa baada ya mke;
- uenezi wa clonal, unaokuwezesha kupata idadi kubwa ya mimea inayofanana kijeni;
- ufugaji wa mimea inayostahimili virusi na isiyo na virusi;
- cryopreservation of the gene pool;
- uundaji upya wa tishu, uundaji wa vyanzo vya seli shina (uhandisi wa tishu).
