Олег Мосин: Фитобиотехнология и ее прикладные аспектыНазад
Олег Мосин: Фитобиотехнология и ее прикладные аспекты
Фитобиотехнология - составная часть биотехнологии, объек?тами которой являются клетки и ткани растений - фотоавтотрофных эукариот, а также биоактивные молекулы растительного происхождения (ферменты, нуклеиновые кислоты, стероиды и некото?рые другие сложные органические вещества).
Название фитобиотехнология слагается из четырех слов греческого происхождения: phyton - растение, bios - жизнь, teken - искусство, logos - наука, слово. Следовательно, это наука об использовании растительных объектов в технике и промышленном производстве.
На первый взгляд выращивание растений (злаковых, лекарственных, декоративных и т. д.) в полевых условиях подпадает под рубрику "фитобиотехнология", однако, как и с животными, здесь отсутствуют специфические методы промышленного культивирования цельных растений в биореакторах. Таким образом, к фитобиотехнологическим процессам относят те из них, которые базируются на клеточном уровне, если даже клетки несут генетическую информацию, воспринятую ими в результате генно-инженерного эксперимента.
Клетки и ткани высших растений, выращиваемые на питательных средах in vifro в строго контролируемых условиях, все шире используют в фитобиотехнологии. Общирное царство растений - потенциально неограниченный источник клеток и тканей, которые могут быть введены в культуру и, как следствие, существуют неограниченные возможности для создания новых фитобиотехнологических процессов, в которых нуждается человечество.
В настоящее время царство растений на земном шаре включает порядка 300 000 видов. От рационального и бережного отношения к растениям зависит благополучное выживание человечества на планете Земля.
Представители царства растений (Plantae)
Надцарство - Eucaryota
Царство - Plantae
Отделы: 1. Водоросли - Algae
Типы: а) Красные - Rhodophyta
б) Золотистые - Chrysophyta
в) Желтозеленые - Xanthophyta
г) Диатомовые - Bacillariophyta
д) Динофлагелляты и криптомонады - Dinophyta
е) Бурые - Phaoephyta
ж) Зеленые - Chlorophyta
з) Эвгленовые-Euglenophyta
Некоторые биологи выделяют дополнительный
(девятый) тип пиррофитовых водорослей -
Pyrrophyta.
Печеночники и мхи - Bryophyta
Папоротники, плауны и хвощи - Pteridophyta
Семенные растения - Spermatophyta
Типы: а) Голосеменные - Gymnospermае
б) Покрытосеменные (цветковые) - Angiospermae.
В таком смысле фитобиотехнология является "палочкой-выручалочкой", способной освободить отдельные регионы и страны от импорта и интродукции растений, им не свойственных или совсем неспособных культивироваться в неподходящих климатических зонах. Это тем более резонно, когда речь идет о растениях - продуцентах биологически-активных соединений.
Хотя растительные клетки и ткани принадлежат к более дифференцированным организмам в сравнении, например, с бактериями, тем не менее они способны культивироваться в форме неорганизованной клеточной массы -каллуса. Каллусную ткань можно "заставить" формировать зародышеподобные структуры, почки, побеги, а на их основе - растения-регенераты. Все это происходит благодаря тотипотентности растительных клеток (от лат. totus - все, целый, potentia - сила, потенция). Понятие "тотипотентность" является клеточной характеристикой; в нем отражен потенциал клетки воспроизводить все типы клеток, присущих взрослому организму. Другими словами клетка обладает способностью воспроизводить целый организм.
Если в качестве биообъекта применяют изолированный зародыш, меристему верхушечных или пазушных почек, то есть интегрированную систему, то все получаемые растения-регенеранты будут полностью соответствовать исходному растению, из которого была взята какая-либо интегрированная система из числа вышеназванных. Этим добиваются клонирования интересующих настоящих растений (см. схему в приложении).
