Культура корней

Значение подземных органов как лекарственного сырья общеизвест­но. Культура изолированных корней in vitro,наряду с культурами изолированных тканей и клеток является одним из удобных методов исследования физиологии и биохимии растений, т.к. в системе органов рост тканей и экспрессия вторичного метаболизма неразрывны. Корневые культуры многих растений способны к синтезу ценных продуктов. Однако корни в культуре растут очень медленно и не могут служить промышленным источником вторичных метаболитов.

Поэтому в последние годы проводится культивирование органов, клетки которых трансформированы с помощью Ti -плазмиды Agrobacterium. В результате такой трансформации их биомас­са увеличивается значительно быстрее без прекращения синтеза вторич­ных метаболитов. Проведенные исследования трансформированных корней (трансгенный корень, волосатый корень, hairy root) показали их высокие биосинтетические способности и экономическую ценность продуктов, синтезируемых в них.

Первые результаты были получены с волосатыми корнями белены, дурмана, белладонны, скополии, синтезирующих тропановые алкало­иды и сохраняющих эту способность в трансформированных корнях. Позднее аналогичные результаты были получены с волосатыми кор­нями Beta vulgaris и Nicotiana tabacum. Эти культуры синтезирова­ли характерные для растений продукты, причем в тех же количествах, что и корни растений.

Для получения антилейкемических алкалои­дов из Catharanthus roseus так же более предпочтительной является трансформированная корне­вая культура. Она более стабильна по продуктивности и физиологи­ческим показателям и в большей степени, чем культура побегов, спо­собна к синтезу продуктов, характерных для корней родительского растения. Такая культура на 32 день выращивания содержала около 20 алкалоидов, главным из которых был аймалицин (200 мкг на I г сырой массы).

Волосатые корни способны к быстрому наращиванию биомассы. Так, Datura stramonium за 21 день культивирования увеличила массу во­лосатых корней в 55 раз. Значительной продуктивности достигла культура волосатых корней Datura stramonium и по содержанию скополамина - 0,556 от сухой биомассы.

Получены зеленеющие культуры трансформированных корней (Bidenssulphurens), что увеличивает возможности синтеза вторичных мета­болитов, т.к. образование многих веществ (хинолизидиновые, гармаловые алкалоиды, некоторые фенольные соединения и др.) связано с хлоропластами.

Таким: образом, культура органов - это еще одна перспективная биотехнологическая модель культивирования растений для получения ценных продуктов их биосинтеза. Однако для того, чтобы стать про­мышленным источником, необходимо:

а) разработать биотехнологические установки для крупно-масштабного выращивания органных культур;

б) получить штаммы с высоким содержанием целевого продукта;

в) совершенствовать способы выделения и очистки целевого продукта.