ВВЕДЕНИЕ
Питательные среды без преувеличения могут считаться одним из основных компонентов микробиологических исследований. Современная микробиология без питательных сред существовать не может, а их качество во многом определяет информативность, точность микробиологического анализа. Число включенных в ряд руководств питательных сред (с учетом модификаций) превысило 5000 прописей, причем эта цифра вряд ли может считаться полной.
Изучением теоретических и практических аспектов создания и действия питательных сред для растений занимались такие ученые как: А. Атанасов [1], Х. Борнман [3], В.Г. Бутенко [4], Г.Ж. Валиханова [6; 7], Е.М. Вечканов [8], А.М. Носов [11] и др.
Несмотря на достаточный уровень разработанности данной темы, проблема микробиологических питательных сред, в том числе для инженерии растений, остается актуальной, а сама сложившаяся ситуация имеет ряд не изученных моментов (недостаточная стандартность многих питательных сред, качество серийных образцов не всегда высокое, а внутрилабораторный контроль питательных сред, как система, пока не внедрен).
Объект исследования: компоненты питательных сред.
Предмет исследования: эффективность компонентов питательных сред, применяемых в клеточной инженерии растений.
Цель исследования: провести оценку эффективности компонентов питательных сред, применяемых в клеточной инженерии растений.
В ходе написания курсовой работы были поставлены следующие задачи:
1. Дать общую характеристику питательных сред, применяемых в клеточной инженерии растений.
2. Рассмотреть направления модификации компонентного состава питательных сред с целью их улучшения.
Методы исследования: анализ специальных источников во проблеме курсовой работы, анализ, синтез, классификация.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КЛЕТОЧНОЙ ИНЖЕНЕРИИ РАСТЕНИЙ
Важным фактором, влияющим на успешность размножения того или иного вида растений, является питательная среда, которая должна содержать сбалансированный состав макро- и микроэлементов, углеводов, витаминов, регуляторов роста, аминокислот. Для успешного размножения in vitro в большинстве случаев прописи сред приходится подбирать индивидуально для каждого вида и даже сорта или культивара различных растений.
Некоторые среды, рекомендуемые в литературе, содержат много компонентов, другие более просты. В прописи сред многие авторы включают вещества неопределенного состава: пептон, гидролизат казеина, дрожжевой автолизат, картофельный экстракт, растительные соки, эндосперм кокосового ореха, гомогенат плодовбанана и т. д. [2, с. 242].
Для роста и размножения культуры клеток, извлеченной из организма необходимы особые внешние условия, которые должны максимально моделировать условия in vivo. Внешние условия могут быть представлены:
1. Жидкой питательной средой строго определенного состава. Основу жидкой среды составляет солевой раствор, минеральные компоненты которого подобраны таким образом, что поддерживается постоянный кислотно-щелочной баланс, постоянство рН и определенная буферная емкость. К минеральной основе добавляются различные компоненты биологического и фармакологического происхождения – плазма или сыворотка крови, тканевые экстракты, антибиотики, ростовые факторы и др.
2. Газообразной средой, имеющей строго определенный процентный газовый состав, температуру и влажность [8, с. 43].
2 МОДИФИКАЦИИ КОМПОНЕНТНОГО ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД ЦЕЛЬЮ ИХ УЛУЧШЕНИЯ
культивирования можно оптимизировать которые разделяются две группы.
К группе относятся оптимизации по эксперимен данным. Они требуют привлечения математических расчетов, связаны со значи затратами времени, возни࣪ка࣪ющ࣪им࣪и из-за необходимости пр࣪ов࣪ед࣪ен࣪ия большого количества эк࣪сп࣪ер࣪им࣪ен࣪та࣪ль࣪ны࣪х исследований.
Ко второй гр࣪уп࣪пе относятся ме࣪то࣪ды с применением ма࣪те࣪ма࣪ти࣪че моделей.
В свою последние подразделяются две отличающиеся сложности исполнения точности описания процесса подгруппы [10, с. 59].
К следует отнести основанные на математической зависимости (уравнен регрессии) протекания ограни процессов с использовани традиционного метода планирова࣪ни࣪я эксперимента Бокса-Уилсона. Он позволяет строить по࣪ис࣪ко࣪вы࣪е модели, когда ис࣪сл࣪ед࣪ов࣪ат࣪ел࣪ь, не располагая св࣪ед࣪ен࣪ия࣪ми о механизме со࣪бл࣪юд࣪ае࣪мо࣪го явления, имеет ли࣪шь информацию о ре࣪ак࣪ци࣪и системы на во࣪зм࣪ущ࣪ен࣪ие.
К࣪о второй подгруппе от࣪но࣪ся࣪тс࣪я методы, основанные на построении моделей, ба࣪зи࣪со࣪м которых являются за࣪ко࣪ны (например, пр࣪оц࣪ес࣪с размножения и от࣪ми࣪ра࣪ни࣪я растений) [10, с. 59].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполненной работы были поставлены и успешно решены следующие задачи:
1. Дана характеристика питательных сред, применяемых в клеточной инженерии растений. Питательные среды, которые применяются в клетоной иннженерии растений, бывают как сложные, так и простые. Процесс их создания осуществляется при определенных условиях: постоянством жидкостного состава, газообразной средой. Химический состав питательной среды для растений определяется, в первую очередь, эиапами процесса клонального размножения.
2. Описаны направления модификации компонентного состава питательных сред с целью их улучшения. Выделяют следующие направления модификации компонентного состава питательных сред: оптимизация по экспериментальным данным; применение математических моделей (построение математической зависимости (уравнения регрессии) протекания ограниченных процессов с использованием традиционного метода планирования эксперимента Бокса-Уилсона) и построении моделей, базисом которых являются законы (например, процесс размножения и отмирания растений)).
Схема оптимизации питательной среды в клеточной инженерии растений можно представить следующими этапами: сбор предварительных данных о составе питательной среды; постановка эксперимента по матрице планирования; выбор критерия оптимизации; получение обобщающей зависимости (модели); проверка адекватности модели и значимости коэффициентов; оптимизация модели; экспериментальная проверка расчетных концентраций компонентов среды; получение прописи оптимальной питательной среды.
1. Атанасов А. Биотехнология в растениеводстве. – Новосибирск: ИЦ и Г СО РАН, 1993. – 241 с.
2. Биотехнология сельскохозяйственных растений. – М.: Агропромиздат, 1987. – С. 241 - 244
3. Борнман, Х. Реконструкция клеток растений: Brassica в качестве объекта изучения. // Биология культивируемых клеток и биотехнология растений. – М.: Наука, 1991. – С. 85 - 95
4. Бутенко, Р.Г. Клеточные технологии для получения экономически важных веществ растительного происхождения. // Культура клеток растений и биотехнология. М.: Наука, 1986. – С. 3 - 20.
5. Бутенко, Р.Г. Клеточная инженерия. – М.: Высшая школа, 1987.
6. Валиханова, Г.Ж. Биотехнология растений. – Алматы: Конжык, 1996. – 272 с.
7. Валиханова, Г.Ж., Рахимбаев, И.Р. Культура клеток и биотехнология растений. Учебное пособие. – Алма-Ата: изд. КазГУ, 1989. – 80 с.
8. Вечканов, Е.М., Сорокина, И.А. Основы клеточной инженерии: Учебное пособие. – Ростов-на-Дону, 2012. – 136 с.
9. Генетическая инженерия: Джесси Рассел – М.: Книга по Требованию, 2012 – 94 с.
10. Глеба, Ю.Ю., Зубко, М.К. Теоретические и прикладные аспекты клеточной инженерии растений // Биотехнология. Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. – М., 1988. – Т. 9. – С. 3 - 72.
11. Носов А. М. Регуляция синтеза вторичных соединений в культуре клеток растений. // Биология культивируемых клеток и биотехнология. – М.: Наука, 1991. – С. 5 - 19.
