Biológia | Növényvilág » Az in vitro növényi rendszerek alapjai

Az in vitro növényi rendszerek alapjai Közzétéve: 2012. december 8 szombat Az élet egyik alapfeltétele a szüntelen, dinamikus kapcsolat az élő és környezete között. A sajátosan szervezett élő rendszerek határfelületein folyamatos anyag, energia-, és információcsere történik, az élő és környezete egy állandó, szoros és dinamikus kapcsolatrendszerben állnak. Az élő termodinamikailag egy nyílt rendszer Ez a bonyolult szövevényes hálózathoz hasonlítható kölcsönhatás az élő rendszeren belül is működik. Az egyes részek bioelektromos impulzusokkal , vagy vegyi jelekkel tájékoztatják egymást pillanatnyi állapotukról, működésükről. Így áll elénk az érzékeny, változó és mégis sziklaszilárd csoda amit hétköznapjainkban csak egyszerűen életnek nevezünk. Az állatoktól és az embertől eltérően a soksejtű növény minden élő sejtje teljes értékű /embernél, állatnál ez csak az őssejtekre igaz!/, totipotens,

vagyis az adott fajra jellemző teljes genetikai, biokémiai, élettani potenciállal rendelkezik és megfelelő körülmények között képes lehet önálló vagy programozott, irányított fejlődésre. A növénysejt totipotenciáját Haberlandt a XX. század elején így fogalmazta meg: bármely növényi sejt-beleértve a haploid spórákat is- a megternékenyített petesejthez hasonlóan a fajra jellemző összes genetikai adottságokkal rendelkezik. A totipotens egység a külső szabályozók/pl növényi homonok/ hatására a természetes/in vivo/ viszonyoknak megfelelő, de attól jelentősen eltérő anyagcserét, morfológiát, anatómiai szerveződést – összefoglaló néven: morfogenezist/ pl organogenezis, szomatikus embriogenezis/ is mutathat. Az anyanövényekből kivett izolált sejtek, szövetek vagy szervek növekedésének és fejlődésének a fenntartása laboratóriumi/ mesterséges-in vitro/ körülmények között a növényi sejt és szövettenyésztés

sajátos módszere és tudománya. A módszer a növényi testről leválasztott élő sejtek azon tulajdonságát használja ki, hogy megfelelő tenyésztési körülmények között képesek visszanyerni vagy megőrizni osztódóképességüket, bármilyen növényi sejttípussá átalakulhatnak, szervképzést valósíthatnak meg vagy teljes növény regenerálódhat belőlük. A technikával, és az elméleti tudásanyag birtokában olyan feltételeket biztosíthatunk, amely lehetővé teszi a kivágott rész/ inokulum/ növekedését, differenciálódását esetleg meghatározott irányú programozott továbbfejlődését. A kezdetben élettani, fejlődéstani, biokémiai, citogenetikai alapkutatásokban alkalmazott technikát ma már gyakorlati célból: in vitro vegetatív szaporításra, vírusmentes szaporítóanyag és a mesterséges mag előállítására, bioaktív anyagok termelésére, génbank tárolásra és genetikai, növénynemesítési célokra is felhasználják. A

növényi szövettenyésztés módszerei és sajátos szemléletmódja a növényi biotechnológia elméleti és gyakorlati alkalmazásainak alapvető feltétele! A teljes/intakt/ növény korrelációs kapcsolataiból izolált növényi részek in vitro tenyésztése mesterséges táptalajon (szilárd, folyékony), steril és klimatizált feltételek között történik. A tápközeg összetétele nagyon különböző lehet, több száz receptet ismertet a szakirodalom. A tápközegek változó mennyiségben tartalmaznak makro- és mikroelemeket, vitaminokat, szénés energiaforrás vegyületeket/ legtöbbször szacharózt/, továbbá különböző növekedést szabályozó anyagokat/pl növényi hormonok/ és komplex kiegészítőket/ pl kókusztej/. A tápközeget gyakran a mikrobiológiában általánosan használt egyáltalán nem olcsó agarral szilárdítják. A növényi szövettenyészetek, mindig axenikusak, azaz baktérium- és gombamentesek. A sterilitás

alapkövetelmény! Ennek oka, hogy az izolált, leválasztott inokulum és a belőle fejlődő tenyészet általában már nem képes önállóan az életéhez szükséges összes szerves anyagot előállítani – (a hiányzókat, vagy azok előanyagait a sejtek a táptalajokból veszik fel) – a szerves szénforrást és a tápközeg többi anyagait a nem kívánatos baktériumok és egyéb mikroorganizmusok is kedvelik és a fertőzött tenyészetekben gyorsan elszaporodnak. Idővel természetesen a zárt rendszernek tekinthető táptalaj anyagai elfogynak és ezért szükséges a tenyészet ismétlődő átoltása, amit passzálásnak nevezünk. Így jutunk az ismételt átoltásokkal korlátlan ideig fenntartható növényi sejtvonalakhoz, szervtenyészetekhez a szubkultúrákhoz. Elvileg akár egyetlen sejtből is lehetne indítani tenyészetet, de a gyakorlatban egy minimális méretet, sejtszámot alkalmaznak a gyorsabb szaporodás érdekében. Természetesen a tápközegre

inkubált inokulumnak is sterilnek kell lennie, ezt általában felületi sterilizálással érik el új tenyészetek indításakor. A szubkultúrák átoltásakor a mikrobiológiában alkalmazott eljárásokkal lehet biztosítani a folyamatos sterilitást. A korrelációs kapcsolatainak rendszeréből kivett/ izolált/ rész, mesterségesen biztosított feltételek között/ in vitro/ is életben tartható, sajátos működése elkülönítve gyakran egyszerűbben tanulmányozható, fejlődése az egésztől függetlenül programmozható és genetikai készlete –genomja – könnyebben manipulálható