10.1. Культура изолированных клеток, тканей и органов растений

Культура клеток, тканей и органов растений представляет собой части растений, выращиваемые в асептических условиях на искусст­венных питательных средах, и включает:

каллусные культуры на гелеобразной (твердой) питательной

среде,

суспензионные культуры клеток в жидкой питательной среде,

культуру протопластов,

изолированные органы растений.

Первые попытки культивировать изолированные клетки и ткани растений были предприняты в конце XIX в. известными немецкими учеными Г. Габерландтом, X. Фёхтингом и С. Рехингером. Они пыта­лись выращивать in vitro небольшие кусочки тканей растений, помещая их на влажную поверхность фильтра в растворе сахарозы. По аналогии с культурами животного происхождения, где использовались питатель­ные среды природного происхождения (плазма крови, зародышевая жидкость), физиологи растений пытались выращивать клеточную мас­су, используя соки и экстракты растений. Первые опыты оказались не совсем удачными, поскольку транспорт и превращение питательных веществ у целого растения и изолированных растительных клеток су­щественно отличается. Лишь к началу 20-х гг. прошлого века ученые отказались от использования природных сред неопределенного состава в пользу синтетических сбалансированных сред. Основой послужили среды, используемые для выращивания целых растений.

Описанный период может считаться лишь предысторией метода культуры тканей и клеток растений. Настоящее развитие этого метода началось с работ Филиппа Уайта в США и Роже Готре во Франции. В результате их исследований в 30-х гг. XX столетия было установлено, что изолированные органы, ткани и клетки растений могут расти в культуре in vitro неограниченно долго при пассировании (пересадках) их на свежую питательную среду при определенных условиях. Многие ткани, введенные ими в культуру, существуют в пассированной культу­ре по настоящее время.

Культура клеток и тканей лекарственных растений - сравнительно молодая отрасль науки. Впервые культуру тканей лекарственного рас­тения, а именно барвинка розового, получил Уайт в 1945 г. В 1947 г. в лаборатории Готре была получена культура ткани белены черной и по­казана ее способность вырабатывать соответствующие алкалоиды. В конце 50-х гг. XX в. был разработан метод массового выращивания клеток и тканей глубинным способом в жидких питательных средах.

В СССР первые лаборатории по исследованию культур изолирован­ных тканей и клеток лекарственных растений были открыты на базе Института физиологии растений АН СССР под руководством член-корр. АН СССР Р.Г. Бутенко, в Ленинградском химико-фармацевтичес­ком институте, во Всесоюзном институте лекарственных растений и в Томском медицинском институте (ТМИ). В ТМИ лаборатория была ор­ганизована при кафедре фармакогнозии и ботаники под руководством профессора Л.Н. Березнеговской.

С культурами изолированных тканей и клеток работают по разным направлениям почти во всех странах Европы, в том числе и в России, а также Северной и Южной Америке, Азии, особенно в Китае, Индии, Японии.