Введение к работе
Актуальность работы. Стало традиционным рассматривать культуру клеток высших растений как удобную модель для физиолого-биохимических исследований с одной стороны, а также как альтернативный природному сырью источник ценных продуктов вторичного метаболизма растений, с другой.
Актуальность данного исследования обусловлена: - во-первых,уникальностью объекта исследования. Среди растений-продуцентов экдистероидов существует целый ряд растений с узким естественным ареалом распространения. Левзея сафлоровидная, (маралий корень) Rhaponticum carthamoides Willd.(Iljin), относится к эндемикам Алтая, вид нуждается в охране. Кроме того, это ценное лекарственное растение, издавна используемое в народной медицине как аналог женьшеня. Введение этого растения в культуру клеток представляет значительный практический и теоретический интерес.
- во-вторых, представляет несомненный интерес изучение культуры клеток растений как биологической системы, позволяющей прояснить целый ряд физиологических закономерностей ее становления и существования - в частности, зависимость характеристик получаемых клеточных культур от природы экспланта, влияние внешних факторов на процессы первичного и вторичного метаболизма в культивируемых клетках.
- в-третьих, вторичные метаболиты маральего корня, в частности,
экдистероиды представляют несомненую практическую ценность. Соеди
нения этого класса представляют собой полиоксистероиды с широким
спектром биологической активности: адаптогенной, анаболической,
кардиотонической, гормональной (для насекомых). При этом, слабо
изучены механизмы физиологического действия и биосинтеза этих сое
динений особенно в растениях. Высокая стоимость экдистероидов (цена
экдистерона составляет 3000$ за 1г) является важным условием созда
ния биотехнологии для их получения на основе культуры клеток расте
ний-продуцентов.
Цели и задачи исследования. Целью данной работы явилось - полу- ' чение каллусных и суспензионных культур клеток левзей сафлоровидной (Rhaponticum carthamoides), изучение их физиолого-биохимических характеристик, а также выяснение возможности биосинтеза экдистероидов в культуре клеток данного вида.
Для осуществления поставленной цели было необходимо решить ряд задач:
- получение стабильных клеточных линии из различных типов экс-
плантов;
- 2 - ' '
изучение влияния различных факторов -на эффективность каллусо-Генеза; , .
изучение влияния факторов культивирования (трофических, гормональных и др. Г на рост и биосинтез фитостеринав (предшественников биосинтеза экдистероидов) в каллусных культурах" различного происхождения ; '
получение и характеристика суспензионных -- культур-, клеток' Rhaponticum oarthamoides;
- изучение закономерностей синтеза стероидных соединений в кал-'
лусных и суспензионных культурах Rhaponticum carthamoides.
Научная новизна работы. Впервые получен ряд линий, каллусных культур Rhaponticum carthamoides; показано существование иітаммовой специфичности v культур клеток, полученных из разных типов, эксплан-тов. Создана коллекция каллусных линий Rhaponticum carthamoides.. Изучено влияние ряда факторов культивирования на рост и синтез стё-риноь б различных клеточных линиях маральего корня.
Получены.две высокопродуктивные по биомассе суспензионные "куль
туры меток Rhaponticum carthamoides, отличающиеся по морфо-физио-
логическим и биосинтетическим характеристикам: '
Показана принципиальнеая возможность синтеза экдистероидов клетками in vitro. При этом каллусные культуры содержат следовые количества экдистероидов. при переходе к глубинному культивированнию содержание экдистероидов существенно увеличивается.
Установлено, что спектр синтезируемых в культуре клеток экдистероидов отличается от интактного растения, при этом две суспензионные линии RS-- 1 и R3-2 различны по составу экдистероидов.
Практическая значимость. В результате проведенных исследований получены сведения' о составе, содержании и закономерностях синтеза стероидных соединений, необходимые для практического использования культры клеток. Rhaponticum carthamoides. -Получении две суспензионные'* культуры клеток маральего корня RS-1 и R3-2, обладающие.высокой продуктивностью' по биомассе (до 1,5 г сухой биомассы на литр среды за сутки) и содержащие .экдистероиды (экдистерона до 0,05 мг/г сухой массы клеток). Эти культуры могут быть' использованы в медицине, парфюмерии как' источник физиологически-активных соединений. Публикации. ' По материалам диссертации опубликовано 5 работ. .. Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались На 7-CW БоеСОЮзНОМ СИМПОЗИУМ^ "нКлекерЙсй ЭКЗйМОЛОГйй"' iflfoOKKi, 1991), -1-ом Всесоюзном симпозиуме "Новые методы биотехнологии растений" (Пущино, 1991), семинаре отдела клеточной физиологии и Сио-
-* з -
технологии Шр РАН, заседаниях Ученого Совета Института Физиологии КНЦ РАН.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора данных литературы, глав экспериментальной части, заключения, выводов и списка литератур'і.
Кабота изложена на //у страницах машинописного титста и содержит 27 рисунков и 14 таблиц.
Список литературы включает 163 наименования.
