CS244812B2 - Production method of propiferating plant cell agglomerates - Google Patents

Production method of propiferating plant cell agglomerates Download PDF

Info

Publication number
CS244812B2
CS244812B2 CS843072A CS307284A CS244812B2 CS 244812 B2 CS244812 B2 CS 244812B2 CS 843072 A CS843072 A CS 843072A CS 307284 A CS307284 A CS 307284A CS 244812 B2 CS244812 B2 CS 244812B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
protoplasts
agarose
particles
broth
agar
Prior art date
Application number
CS843072A
Other languages
English (en)
Other versions
CS307284A2 (en
Inventor
Shillito
Jerzy Paszkowski
Ingo Potrykus
Original Assignee
Ciba Geigy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy filed Critical Ciba Geigy
Publication of CS307284A2 publication Critical patent/CS307284A2/cs
Publication of CS244812B2 publication Critical patent/CS244812B2/cs

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H4/00Plant reproduction by tissue culture techniques ; Tissue culture techniques therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/04Plant cells or tissues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/10Cells modified by introduction of foreign genetic material
    • C12N5/12Fused cells, e.g. hybridomas
    • C12N5/14Plant cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S47/00Plant husbandry
    • Y10S47/11The application of protective coatings to plants

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Description

Způsob výroby proliferujících rostlinných buněčných shluků, přičemž se isolované protoplasty rovnoměrně rozdělí v živné půdě nebo na živné půdě, gelované pomocí agarosy získané z agaru, a/nebo tato předem upravená a galovaná živná půda se rozdělí na částice, tyto částice se přenesou do 1- až 10 ЗДЮ-nnsobku svého objemu živného roztoku vhodného k rozmnožování rostlinných buněk, a v kultivaci>se v obou případech pokračuje při teplotách 0 až 40 °C až do požadované velikosti buněčných shluků.
Předložený vynález se týká dále popsaného způsobu výroby popřípadě rozmnožování rostlinných buněk tvořených z protoplastů v kultivačnm prootředí.
Vzhledem k rychimu růstu obyvaelstva na zeměkooli tvoří kultivace zužitkovatelných rostlin jedno z těžlsek biologického výzkumu.
Na jedné straně se hledají alternativní, reprodukovatelné zdroje výživy, energie a surovin, jako například nové druhy rostlin, zejména hybridů s výhodnými vlastnostmi, například se . zvýSenou odolnootí vůči původcům chorob /jako fytopathogerrnímu hmyzu, houbám, bakteriím, viiůta atd./, vůči povětrnostní vivvim a vůči vlinuta okolí /jako teplu, chladu, větru, charakteru půdy, vlhkoosi, suchu atd./ nebo se zvýSenou schopnoosí tvorby zásobních látek v listech, semenech, hlízách, kořenech, stoncích atd.
Na druhé straně existuje vedle poptávky po cenné biomase také potřeba - farmaceuticky použitelných, rostinirných účinných látek a jejich derivátů, jako jsou například alkaloidy, steroidy atd., které vzhledem ke svým nepatrným výtěžkům z přírodních zdrojů, se v rostoucí míře činí dostupnými alternativní cestou, například extrakcí genově usměrněných druhů rostlin. ‘
Ecistuje tudíž rostoucí zájem na praktické mmonnesi záměrné mrnnpulace četnými druhy rostlin. Jak je dostatečně známo, mohou být isolované, t^oti^potentní buňky vyšších rostlin v živných nebo na živných půdách obsahujících polymery, příčinou vzniku embryonálních buněčných shluků a v některých případech vzniku rostlin schopných Života a rozmiožovvní.
Vzhledem k tomu, že relativně pevné buněčné stěny však obecně tvoří téměř nepřeklenutelnou bariéru pro madpulace, jako jsou fuse buněk nebo genové transplantace, používá se v těchto případech pouhých protoplastů, které se získaaí odstraněním buněčných stěn o sobě známými mtodami, pomocí enzymů /pektináz, celuláz atd./ z odJюoiddnících totipotentních, ^taktních buněk.
Jako gelovacího činidla pro živnou půdu pro rostlinné buňky a zejména také pro protoplasty se dosud používá agaru. Přitom však bylo zjištěno, že ag^ir působí na většinu protoplastů toxicky a je známo jen málo výjimečných případů, při kterých se zvláště odolné protoplasty dajlí úspěšně kultivovat také v agaru·
V poslední době se tudíž začínaaí hledat další, výhodné živné půdy. Kromě jiného bylo zjištěno, že alglnát a agar maaí rovnocenné vlastno!^, pokud jde o vytváření vrstev . /arov. Adaoha-Moanaso EN, Roscoe DH /1982/ Plant Sci. Let. 25: 61—66/.
Agarosa se dosud používala výlučně ke kultivaci živočišných buněk a k rozmnožování mikroorganismů. Při kultivaci rostinnných buněk se však vzhledem k odlišné fysiologii setkáváme se zcela jiným okruhem problémů.
tetody rozmnožování živočišných buněk nelze nepochybně přemést na rozmnožování rostlinných buněk, stejně tak málo jako na výrobu rostinirných buněčných shluků z protoplastů.
Úkolem vynálezu bylo tudíž zabránnt těžkostem, které se vyskyyují při kultivaci buněčných kultur získaných z rostininiých protoplastů za poiužtí agaru nebo čištěného agaru jako živné půdy, a vypracovat postup použitelný obecně na všechny, nejen na zvláště robustní, druhy protoplastů, který by u^c^žr^!.l kultivaci buněčných shluků, popřípadě embryo! áních rostlin za zabránění fytotoxcekým vivvm živné půdy, způsobem použitenným v praxi. Tento úkol řeší překvapující způsobem vynález.
Agarosa je jednou ze složek agaru. Aggr, který se vyskytuje na trhu, sestává - totiž hlavně ze smmsi n^u^rální agarosy a ionického agaro^^im s velkým počtem vázaných postranních * · skupin. Na trhu obvyklá agarosa se připravuje z agaru obecně obvyklými, kommrčními metodami.
Obecně zůstávají přitom zachovány některé postranní skupiny a určují v podstatě fyzikálně-chornické vlastnosti, jako je tvorba gelu a teplota gelování a teplota tání.
Agarosa tající a gelující při nízkých teplotách se vyrábí například dodatečným zavedením hydroxyethylových skupin do molekuly agarosy. Tato takovýmto způsobem modifikovaná agarosa bude dále označována jako LMT-agarosa /low melting agarose, tj. agarosa tající při nízké teplotě/.
Nyní bylo s překvapením zjištěno, že potíže vyskytující se při množení rostlinných buněk tvořených z protoplastů v agaru, zejména vysoká úmrtnost protoplastů, se dají velmi podstatně snížit nebo dokonce úplně odstranit náhradou agaru agarosou.
Rozmnožování buněk získaných z protoplastů lze dále zvýšit ještě tím, že se používá nejen živné půdy zpevněné agarosou, zejména LMT-agarosou, nýbrž tak, že se navíc tato Živná půda naočkovaná protoplasty rozdělí na malé částice /segmenty/ a tyto segmenty se jednotlivě nebo ve skupinách inkubují v živném roztoku až к vytvoření buněčných shluků žádané velikosti.
Nebylo možno v žádném případě předpokládat, že použitím agarosy libovolného původu bude možno rozhodujícím způsobem zvýšit schopnost к tvorbě buněčných kultur z různých druhů protoplastů, zejména z těch druhů protoplastů, které jsou citlivé vůči agaru tak, aby se dosud nekultivovatelné druhy protoplastů mohly nyní používat rovněž pro tvorbu buněčných shluků až celých rostlin.
Vynález se tudíž týká způsobu výroby proliferujících rostlinných buněčných shluků, který spočívá v tom, že se isolované protoplasty rovnoměrně rozdělí v živné půdě nebo na živé půdě, gelované pomocí agarosy získané z agaru, a/nebo tato předem upravená a gelovaná živná půda se rozdělí na částice, tyto částice se přenesou do 1- až 10 ООО-násobku svého objemu živného roztoku vhodného к rozmnožování rostlinných buněk, a v kutlivacl se v obou případech pokračuje při teplotách 0 až 40 °c až do požadované velikosti buněčných shluků.
Buněčným shlukem se rozumí takové kultury, které sestávají z přehledného /počitatelného/ počtu rostlinných buněk až к hotovým rostlinám.
Zvláště výhodné teploty pro kultivaci buněčných shluků se pohybují v rozmezí 12 až .30 °C. V popředí zájmu je technicko-průmyšlová kultivace rostlin z protoplastů. Při tomto novém postupu se účelně postupuje tak, že se metoda kultivace na deskách, která je obvyklá pro rozmnožování mikroorganismů modifikuje tak, že se známým způsobem isolované, sterilisované a čištěné protoplasty místo do agaru přidávají do /živné/ půdy zpevněné agarosou, v této půdě se rovnoměrně dispergují, a tímto způsobem protoplasty naočkovaná a agarosou gelovaná půda se rozdělí na menší, výhodně na stejné segmenty, tyto segmenty se pak jednotlivě nebo společně přidají do nádoby částečně naplněné vhodným živným roztokem a tato nádoba se při uvedených teplotách a popřípadě v temnu vystaví rovnoměrným třepavým pohybům tak dlouho, až vzniknou buněčné shluky nebo embryonální, životaschopné rostlinky požadované velikosti.
Segmenty agarosy prostoupené buněčnými shluky se hodí vynikajícím způsobem к další kultivaci ve velkoprovozním měřítku v bioreaktorech pro izolaci cenných zásobních látek.
Embryonální rostlinky se dají dále pěstovat až na dospělé rostliny, například na hybridní rostliny se zvláště výhodnými vlastnostmi a dále rozmnožovat biologicky normálním způsobem.
Výraz eegmit znamená v tomto případě trojrozměrný útvar obvykle stejné velikosti s nepravidenýfa nebo výhodně s pravidelným prostooovjm rozměrem, jako jsou například kotouče, kuličky, krychle, prismata, sloupce, kužele atd. se středem průřezim od 1 asi > do 100 mm, výhodně od 2 do 60 mm, zejména od 2 do 10 mm.
Pro velkoprovozní další kultivace buněčných shluků ve ferme! torech jsou vhodné zejména kuličkovité segmenty se středním průměrem.
Postup podle vynálezu je účinnnjSÍ než věechny známé způsoby, zejména při výrobě buněčných kultur z odolných, popřípadě citlivých probímových protoplastů. Tento postup se ' * · · . vyznačuje jednoduchými opatřeními a může se aplikovat na protoplasty různého původu a na na konjugované, jakož i na genově gransfoímované protoplasty.
Uvedený postup je vhodný k selektivní kultivaci rostlinných buněčných kultur s jednou nebo s několika shora popsanými výhodnými vlastnostmi. Kromě toho se může používat také v případě protoplastů získaných z nádorové tkáně.
Poořití agarosy ke kultivaci rostinirných buněk, popřípadě kolonní buněk je tudíž podstatnou složkou vynálezu, přičemž není rozhodující jakého druhu agarosy se používá, vzhledem k tomu, že různé typy agarosyse vzhledem k p^užtí podle vynálezu liší jen nepatrně a ve srovnání s agarem se dají principiálně lépe používat ke kultivaci rostiniuiých buněčných shluků tvořených z protoplastů.
I když ji-ž výsledky pokusů z dále uvedených příkladů 1 až 5 bezpochyby prokazi^í, že agarosa převyšuje při kultivaci rostinirných buněk z protoplastů ve všech případech zdaleka :
agar, dochází v praxi také při použií agarosy k určléému problému.
V některých případech je totiž možno že buněčné shluky vzniklé na počátku procesu zůstanou v pokraačuící vývojové fázi ve stavu klidu /dále nerostou/ nebo dokonce odwníraaí. ‘
Důvodem prvé skutečnooti je pravděpodobně vyčerpávání nebo vylouhování ’ živné půdy a důvodem druhého jevu jsou nejspíše přibývající toxické vyloučené produkty narostlých buněčných shluků. Oba nežádoucí jevy se však mohou překvapivě odstranit jednoduchým opatřenita.
Rozdílí!! se totiž primární živná půda zpevněná agarosou a naočkovaná .protoplMty, na menší segmenty, výhodně stejné velikosti a stejného tvaru, a přidá-li se k těmto segmentům, například v třepací nádobě výhodně s velkým objemem, vhodný kapalný živný roztok, pak je možno pozorovat ničím neomezovaný růst buněčných shluků.
Přitom je podle okolnootí výhodné, jestliže se vždy podle - druhů protoplastů provádí segmentace živné půdy zpevněné agarosou 0 až 7 dnů, ve většině případů 3 až 4 dny, po naočkování protopla^y. ’ ‘
Jako nejvýhc^e^r^něl^ií okamžik pro protoplasty druhu Petunia se ukázal 4. den, - pro tabák a Crepis caplllaris 3. den po naočkování. Pro protoplasty druhu Brassica rapa se segmentování provádí nejlépe ihned po gelování agarosy. . .
Vedle p^i^užiií agarosy jako zpevňovacího prostředku živné půdy představuje rozdělení živné půdy zpevněné agarosou a naočkované protopla^y na vhodné seg^nty důležitou součást vynálezu. K vynálezu náleží také buněčné shluky, popřípadě rostliny vyrobené tímto postupem.
živné roztoky používané v rámci popisovaného postupu, mohou k urychlení růstu buněk obsahovat také stopy organických sloučenin, jako jsou· například vitaminy, zdroje uhlíku, jako třtnoový cukr a glukózu, fytohomony, jako auxin a cytrkinin, a přírodní extrakty, jako sladový extrakt nebo mléko kokosových ořechů a popřípadě další jinak účelné přísady.
.244812
Podmínky kultivace, popřípadě podmínky inkubace, jako je například teplota živné půdy, účinek světla a trvání inkubace, popřípadě další kultivace, se dají přizpůsobit vždy daným okolnostem, jako je druh rostliny, popřípadě protoplastů nebo rozsah pokusu.
Získávání použitelných protoplastů se dále podrobně popisuje v předpisech a/ až c/, přičemž základní buněčná kultura může z libovolného orgánu nebo tkáně rostliny, například z kořenů, stonků, listů, květů, semen, pylu atd., například také z kalusové tkáně.
Mtoda výroby protoplastů jsou obecně známé a.nejsou omezeny na předpisy uvedené v předpisech a/ až c/.
Výrobní předpisy pro získávání čistých protoplastů: ,
Předpis a/:
Na suspenzi buněčných kultur auxotropní linie druhu Hyoscyamus muticus, získanou o sobě známým způsobem, se za účelem získání protoplastů působí roztokem obsahující 4 % /hmoonoot/ /objem/ celulázy Onozuka R. 10, 2 % /hmoonoot/objem/ driselázy v 0,25 mol sorbitolu, 0,025 mol CaC^ · 2 HjO, 0,5 % /hmotaioot/objem/ 2-/n-moofolin/ethemsuioonové kyseliny /sMSS/ o hodnotě . pH 5,2.
Inkubace probíhá v temnu přes noc při teplotě 26 °C. Směs se potom filtruje přes ocelové síto /průměr otvorů 100/im/ a filtrát se zředí sterým objemem 0,6 M roztoku sacharózy. Zředěný filtrát se převrství roztokem 0,16 M CaCR . 2 HjO a 0,5 % /hmotnost/objem/ MES /pH 5,6/ a vzniklé protoplasty se sbírají na rozmezí obou vrstev, dvakrát se promyjí roztokem používaným k převrstvení a uchovvwaí se v prostředí B1 vyrobeném podle Gebhhrdta a dalších [/1981/ Planta 153: 81-89] . [PPoosředí B1 se dále označuje jako živná půdafA^ .
Předpis b/:
Protoplasty tabáku /Nicotiana tabacum/ linie VR2 se izolují podle Shiilita a dalších /1981/ Muat. Res. 81: 165 - 175. čištění těchto protoplastů se však moodfikuje tm způsobem, že se protoplasty po inkubaci v enzymatickém roztoku zředí polovinou objemu 0,6 M roztoku sacharózy, zředěná směs se převrství roztokem chloridu vápenatého, který je uveden v předpisu a/, na rozhraní vrstev odeberou protoplasty, promyyí se sterým roztokem chloridu vápenatého jako shora a dále se postupuje ' sterým způsobem jako v předpisu a/*
Protoplasty se kultivuj v prostředí K3 /prostředí K3 se označuje dále jako živná půda B/.
Předpis c/:
Isolace protoplastů dvou linií Petunia hybrida a to haploidu Michali /РMB Neesleeter, 1980/, a muuátor-genu Petunia /Potrykus I /1970/ Z. Pfijnzenzuchaung 63: 24-40/.
Přitom se mladé, plně vyvinuté listy steTiUs^í po dobu 10 minut ve 100 ml roztoku, který obsahuje 0,01 % /hmtnoot/obj^/ chloridu rtuEnatého a 3 kapky smáčedla /Tween 80/, a pětkrát se prommyí de8aitovjmtu vodou. *
Vždy 6 polovin listu bez střední žilky se položí na sebe a smáčí se osmotickým roztokem /0,375 mol imanntolu, 0,05 mol chloridu vápenatého, 0,5 ΐ /hmotnoot/tbjem/ MES» pH 5,8/ a liety se rozřežou na tenké, 0,5 mm široké proužky.
Do těchto proužků infiltruje va vakuu roztok enzymu /0,2 % /hmotnost/objem/ celulázy Onozuka Ř. 10, 0,2 % /hmonoot/objem/ raacerpzymuj pH v osmotickém roztoku 5,6/.
б
Inkubace probíhá přes noc při teplotě 12 °C v temnu. Potom se přidá 1 objem shora uvedeného osmotického roztoku a směs se filtruje sítem s velikostí otvorů lÓO/um. Protoplasty se dvakrát promyjí osmotickým roztokem а к odstranění nežádoucích odpadních produktů .se přidá 0,6M roztok sacharózy.
Protoplasty odebírané na rozmezí vrstev se ještě jednou Čistí osmotickým roztokem a inkubují se v kultivačním prostředí /podle: Duranda a dalších /1973/, Z. Pflanzenphysiol. 69: 26-34/ 12 hodin v temnu a při teplotě 26 °C.
Dále uvedené výsledky srovnávacích pokusů přesvědčivě ilustrují překvapivé, výhodné účinky, které byly pozorovány při a/ náhradě agaru agarosou а Ь/ při segmentaci živných půd gelovaných agarosou při kultivaci rostlinných buněčných nhluků z protoplastů.
Příklady srovnávacích pokusů s agarem a agarosou jako živnou půdou:
alfa/ Pokusné podmínky:
Všechny živné roztoky se sterilisují ultrafiltrací /filtr o průřezu pórů 0,22^/^/. К získání gelovaných živných půd se smísí stejné objemy dvojnásobně koncentrovaného živného roztoku s dvojnásobně koncentrovaným a autoklavovaným gelovacím prostředkem.
Jako kapalné živné roztoky jsou vhodné například kultivační půdy, popřípadě živné roztoky označené dále písmeny А, В, C, D, a E:
А/ kompletní půda Bl: Gebhardt a další Planta, 153, 81 - 89 /1981/.
В/ půda K3: Nagy a Maliga, Z. Pflanzenphysiologie 78, 453 - 455 /1976/.
С/ půda DPD: Durand a další: Z. Pflanzenphysiologie 69, 26 - 34 /1973/.
D/ podle: Lindsmaier, E. M. a Skoog, F. Physiologia Plantarum 18, 100 - 127 /1965/.
Е/ podle: Nitsch, J. P. a Nitsch, C., Science 163, 85 - 87 /1969/.
Jako gelovacích prostředků nebo zahušřovacích prostředků se používá:
1/ agarosa> ve všech případech typ Sea Plaque LMT.fjen při pokusech, které se popisují v dále uvedeném příkladu 5, bylo použito tam uvedených druhů agarosy^j
2/ agar> ve všech případech typ Difco-Bacto-Agar.
3/ čištěný agarj 454 g agaru podle odst. 2/ se postupně promyje 10 litry vody, 5 litry acetonu a 5 litry ethanolu a vysuší se ve vakuu při teplotě 40 °C. Získá se bílý, pachu prostý prášek.
Protoplasty, které byly získány podle předpisů a/ až с/, se obvyklou metodou kultivace na deskách přenesou do Petriho misek v tenkých vrstvách do gelující a čisté živné půdy. Agar, popřípadě agarosa se, pokud není zvláště uvedeno jinak, používá v koncentraci 0,4 % /hmotnost/obj em/.
V Petriho miskách o průměru 6 cm se používá vždy 3 ml půdy a v Petriho miskách o průměru 9 cm se používá vždy 10 ml živné půdy.
Při testech, při kterých se používá segmentů agaru nebo segmentů agarosy, se protoplasty rovnoměrně rozdělí v živné půdě před její segmentací. Segmenty se potom přenesou do 30 ml živného roztoku v nádobách o průměru 10 cm a inkubují se v rotační třepačce při teplotě 26 °C v temnu nebo za světla, přičemž se kapalná živná půda vyměňuje v pravidelných intervalech nebo kontinuálně.
Ho^r^^oc^r^ií upotřebitelnosti metody, popřípadě příznivých vlivů na vznik buněčných kolonií z protoplastů se provádí pod mikroskopem vždy po 4 až 6 týdnech inkubace spočítánta a posouzením vytvořených buněčných shluků na representativním počtu políček rastru.
V případě pokusů za použití segmentů se misky se segmenty plovoucími v živném roztoku ve 14 denních intervalech fotografuj a buněčné shluky patrné na segmentech se vyhodnoouuí co do počtu a velikosti.
beta/ Výsledky testů:
Pfíkla d 1
Počet vytvořeným buněČných kolonní, vznikl.ých po kultivaci na desch Ю® buněk nebo 105 protoplastů druhu Hyoscyamus muuicus, linie VITI B9 /trp / v 10 ml zpevněné živné půty A/ zpevněná živná půda B
0,4 % agaru
0,4% agarosy
0,8% agarosy bez gelovacího prostředku buňky netestováno
024
000 protoplasty
O
102
472
120
Výsledky příkladu 1 že agarosa je jak při kultivaci buněk, tak i při kultivaci buněk z protoplastů vhodnnjší než agar, a že agar působí toxicky na protoplasty a buňky používané v tomto příkladu.
Dále používaným údajem hustota/ml se rozumí poSet protoplastů, popřípadě počet buněk v 1 ml živné půdy.
Příklad 2
Účinnost kultivace na deskách /%/ protoplastů tabáku /VR2/ při rostoucím ředění v živné půdě B
hustota/ml 6 000 3 000 1 000 300
zpevněná živná půda B/
agarosa shluk* 4,3 2,2 0,22
agar shluk* 1,9 0 0
bez gelovacího prostředku shluk* 1,3 0 0
- buněčný shluk, jehož hustotu nebylo možno spoítat
Jak je patrno z výsledků příkladu 2, tvoří protoplasty tabáku /VR2/ buněčné shluky při vysoké hustotě již v agaru. Při rostoucta zřeďování převažuje poitivní vliv agarosy na vývoj buněčných kolonní.
Urychlený růst při nízkých koncentracích protoplastů potvrzují také výsledky třetího příkladu za p^t^užití protoplastů druhu Hyoscyamus muuicus /VA5, his”/, a to jak ve srovnání s čišěěným agarem, tak i ve srovnání s kapalnou fází /živný roztok A/ bez gelovacího prostředku.
Příklad 3
Účinnost kultivace na deskách /%/ protoplastů Hyoscyamus muuicus /VA5, his-/ při rostoucím ředění v půdě A
Huutota/ml 11 000 3 700 1 300 600
zpevněná živná půda A/
agarosa shluk* 9,5 3,2 0,25
čištěný agar 0,25 0,2 0 0
bez gelovacího
prosti řádku 0,06 0 0 0
- buněčný shluk, jehož hustotu nebylo možno spooítat
Jak ukazuje následující příklad 4 na základě protoplastů druhu Hyoscyamus muuicus /VIII, B9 trp-/, je toxický účinek agaru alespoň částečně způsobován difusnltai pochody v živné půdě, vzhledim k tomu že jak agar, tak i čištěný agar ve vrstvě nad vrstvou agarosy ihnibuje růst buněk.
Příklad 4
Počet vytvořených buněčných koXonXiíf vzniklých po kultivaci na deskách protoplastů druhu Hyoscyamus muuicus /VIII B9 trp-/ v tenké vrstvě živné půdy A zpevněné agarosou jako gelovaclm prostředku, pod kterou je vrstva agarosy nebo čištěného agaru nebo agaru nebo v negelovaném živném roztoku /celkový objem 3 tój/.
počet protoplastů/ml 50 000 10 000
horní vrstva: shodná agarosa shodná agarosa
zpevněná živná
půda A/
agarosa 215 221 66 68
čišUěný agar 0 0 1 2
agar 0 0 0 0
bez gelovacího
prostředku 48* 3,3*
- kontrola ve fojmě kapaliny
Násseddující. příklad 5 ukazuje na principiální způsobblost různých druhů agarosy při kultivaci protoplastů druhu Hyoscyamus muuicus a tabáku /VR^/, která se projevuje při vysoké i nízké hustotě protoplastů.
Přitom figuruje čištěný agar a agar na konc± seznamu, zatímco Sea Plaque, BRL-LMT-garosy maaí podobné charakteristiky a podstatně převfšuuí všechny ostatní testované druhy agarosy.
čištěný agar a agar vykazuuí ve srovnání se všemi ' druhy agarosy a ve všech pokusech podstatně hořSíí výsledky a obecně maaí spíše inhibiční účinek na vývoj protoplastů.
Příklad 5
Pořadí zkoumarných druhů agaru a agarosy pro kvaaitativní t]x>t.řebitelnost při kultivaci buněčných kultur z protoplastů druhu Hyoscyamus muuicus a tabáku ^R/.
pořadí typ agarosy výrobce
1 /Sea Plaque LMT Mrině CollocTs^X
Bethesda RRsearch \
'jMP Latooraories /BRL/ |
3 typ VII Sigma 1
4 HGT ÍSig™ > vhodn*
6 HGTP, HGT, LE Maaině Ccoioids /
8 Standard ' LMT BioRoad /
9 Sea-Prep /0,8 %/* Marině CoM^ds J
10 čištěný agar Ί pro praxi nevhodný,
11 Bacto-Agar DifcoJ protože bývá často toxický
S Všechny testy se provádějí při koncentraci 0,8 % a 0,4 % /hmotnost/objem/, vzledem k tomu, Že . již při těchto koncentracích se tvoří gel. Typ Sea Prnp tvoří gel teprve při koncentraci 0,8 % /hmotnott/objem/.
Vliv na tvorbu buněčných kultur po segmentaci zpevněné živné půdy naočkované protoplasty, která se nachází v tekutém živném roztoku, se zkoumá na protoplastech druhu Petunia a sice haploidu Miitceei.
Jako gelovacího prostředku se používá agaru, čištěného agaru a agarosy. Přitom se srovnává růst buněčných shluků na segmentech a na deskách podle obvyklé metody kultivace na deskách v Petriho miskách. Jak ukazují výsledky testu v dále uvedeném příkladu 6, je počet buněčných kolonií vytvořených z protoplastů na segmentech vždy vyžší než na obvyklých deskách, které nejsou obklopeny živným roztokem. Ze všech zkoumaných půd vedou segmenty z agarosy k nejvitálnějímu růstu buněčných shluků.
Příklad 6
Srovnávací pokus s vývojem buněčných shluků v gelovaných půdách podle obyfklé techniky kultivace na deskách a v segmentované formě v živném roztoku.
Procentuální podíl buněčných kolonií druhu Petunia hybrida, haploidu MlicltoH*, které vzniknou po 2 týdnech z protoplastů ve zpevněné půdě a přiom se bud rozdělí na segmenty a uchovváají se za třepání v živrném roztoku nebo se poi^<^c^t^a^aÍí nerozděleny v Petriho miskách.
же živný roztok C/
hustota/ml 8 x 104 4 x 104 2 X 10*
mtoda: deska segméent deska segment deska segment
agarosa 14,8 22,8 26,0 31,2 27,2 52,4
čištěný agar 3,2 14,2 6,2 8,4 7,4 10,6 /»/
agar 2,6 5,4 2,2 3,2 0,12 0,81
Tento pokus velmi dobře demonstruje přednooti pouUžtí segmentované agarosy v kapalné živné půdě ve srovnání s použitím čištěného agaru a agaru, a to jak ve formě desek, tak i v segmentovaném stavu.
An logických výsledků se dosáhne například s protoplasty druhu Crepis caplilaris, protoplasty mutátor-genů Petunia hybrida Potrykus, protoplasty druhu Brassica rapa, druhu Lycooen8ieon esculenutim, jakož i druhu'Nicotlana tabacum.
Příklad 7
Regenerace rostlin z protoplastů druhu Nicotlana tabacum
A»i 5 x 104 protoplastů/ml druhu Nicotiana tahacím se disperguje v živné půdě B/ gelované pomooí 1 » /hmoOnoot/objem/ agarosy /půda КЗ/ a disperze se kutlivuje 10 dnů v uzavřených Petriho -miskách v klimatizované komoře /osvětlení 3 000 luxů, teplota 24 °C, vlhkost vzduchu asi 100 4/.
Potom se takto gelovaná živná půda rozdělí na stejně veliké segmenty /průměr 1 cm/ a tyto segmenty se přenesou do lOnásobku svého objemu ratifikovaného živného roztoku B/ s obsahem 0,25 mol sacharosy, 0,05 mg/litr 2,4-dichloffenoxyoctové kyseliny, 2 вд/litr 2-naftylocotové kyseliny, 0,1 mg^l-tr ó-bezylaminopurinu a 0,1 mg^l-tr kinetinu a v tomto roztoku se rovnoměrně protřepávají. ‘
Po jednom týdnu se živný roztok B/ obnoví, přičemž se obsah sacharosy sníží na 0,2 mol. Směs živného roztoku a segmentů se protřepává další 4 týdny a živný roztok se každý týden obnoví. Potom se vytvořené buněčné kolonie přenesou do živné půdy 0/ zpevněné agarosou s obsahem 0,2 mol sacharosy, 0,05 mgglltr 2,4-iichloffnnoxyoctoaé kyseliny, 2 mgAltr 2-naftyloctové kyseliny, 0,1 rogglltr ó-benzylaminopurinu a 0,1 г/ИЛо .kinetinu.
Tato statická kultura vytvoří během 4 týdnů kalusovou tkáň, která se přenese na živnou půdu D/ zpevněnou agarosou s obsahem 0,2 г/И^о ó-benzylaminopurinu, a na které se tvoří jednotlivé výhonky.
Tyto výhonky se přenesou na živnou půdu E/, která je zpevněna agarosou, a po vytvoření kořenů se zasází do země a pěstují se až do stádia zralých rostlin.
PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (10)

1. Způsob výroby prooiferujících rostMnných buněčných shluků, vyznnččjjcí se tím, Že se isolované protoplasty rovnoměrně rozdělí v živné půdě nebo na živné půdě, gelované pomocí agarosy získané z agaru, a/nebo tato předem upravená a galovaná živná půda se rozdělí na částice, tyto částice se přenesou do 1- až 10 ttOOnnsobku svého objemu živného roztoku vhodného k rozmnožování rostlinných buněk, a v kujtiaaci se v obou případech pokračuje při teplotách O až 40 °C až do požadované ' velikosti buněčných shluků.
nebo
2. Způsob podle bodu 1, vyzn^č^ící se tím, že se používá transoomovaných protoplastů tranfoormovaných protoplastů s již opět regenerovanými buněčnými stěnami.
vají vané
3. Způsob podle bodu 2, vyzn^č^ící protoplasty s genovou transformací, fusí buněk.
se tím, že se jako tranfoomiované protoplasty použítransfoi^ací organel nebo protoplasty transfomio-
4. Způsob podle jednoho z bodů 1 až teplotě 12 až 30 °C.
3, vyznnččjící se tím, že se inkubace provádí při se tím, že svého objímu živného roztoku vhodného pro
5. Způsob podle bodu 1, vyznnččíuící -násobku se částice přidávsaí do 5rostlinných buněk.
až 10 0006. Způsob podle bodu 5, vyzn^č^ící se tm, že se částice přidávaai do 20- až 1C00-násobku svého objímu živného roztoku vhodného pro rozmnožování rostMnných - buněk.
244612
7. ZpŮeob podle jednoho z bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že se rozdělení agarosou zpevněné primární živné půdy s protoplasty na částice provádí ihned po naočkování nebo v době až do 7 dnů po naočkování.
8. Způsob podle bodu 7, vyznačující se tím, že se rozdělení na částice provádí 3 až 4 dny po naočkovaní.
9. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že se používá částic stejné velikosti pravidelného prostorového rozměru se středním průřezem 1 až 1OO mm.
10. Způsob podle bodu 9, vyznačující se tím. Že se používá částic o středním průměru 2 až 60 mm.
11. Způsob podle bodu 10, vyznačující se tím, že se používá jako částic kotoučů, kuliček, krychlí, prismat, válců nebo kuželů o středním průměru 2 až 10 mm.
CS843072A 1983-04-29 1984-04-25 Production method of propiferating plant cell agglomerates CS244812B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH231783 1983-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS307284A2 CS307284A2 (en) 1985-09-17
CS244812B2 true CS244812B2 (en) 1986-08-14

Family

ID=4230979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS843072A CS244812B2 (en) 1983-04-29 1984-04-25 Production method of propiferating plant cell agglomerates

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4999299A (cs)
EP (1) EP0129668B1 (cs)
JP (1) JPS59224688A (cs)
AT (1) ATE45766T1 (cs)
AU (1) AU570954B2 (cs)
CA (1) CA1262239A (cs)
CS (1) CS244812B2 (cs)
DD (1) DD223165A5 (cs)
DE (1) DE3479518D1 (cs)
HU (1) HU189407B (cs)
IE (1) IE57267B1 (cs)
IL (1) IL71678A (cs)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE74162T1 (de) * 1983-08-04 1992-04-15 Ciba Geigy Ag Verfahren zur erhaltung und vermehrung von defekten, nicht-infektioesen virusgenomen.
JPS60168381A (ja) * 1984-02-09 1985-08-31 Koasa Shoji Kk ノリ葉体のプロトプラストの調製法
US4960703A (en) * 1986-04-23 1990-10-02 Personnalite Juridique De La Station Des Cultures Fruitieres Et Maraicheres Composition for in vitro micropropagation of plants
GB2195656B (en) * 1986-06-26 1991-04-24 Oji Paper Co Mass propagation through short primordia
US5350689A (en) * 1987-05-20 1994-09-27 Ciba-Geigy Corporation Zea mays plants and transgenic Zea mays plants regenerated from protoplasts or protoplast-derived cells
ES2074509T3 (es) * 1989-10-27 1995-09-16 Sakata Seed Corp Metodo para cultivar protoplastos de tomate.
US5554530A (en) * 1993-08-06 1996-09-10 Universite De Montreal Aseptic in vitro endomycorrhizal spore mass production
FR2738003B1 (fr) * 1995-08-21 1997-11-07 Pernod Ricard Conditionnement pour boisson a base d'anethole

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1417505A (fr) * 1963-12-06 1965-11-12 Procédé pour la reproduction d'organismes vivants
US4217730A (en) * 1979-05-07 1980-08-19 Weyerhaeuser Company Embryogenesis of gymnosperm forest trees
SE445116B (sv) * 1979-09-12 1986-06-02 Pharmacia Fine Chemicals Ab Sett att odla celler pa mikroberare med fibronektinytskikt
US4338745A (en) * 1980-03-05 1982-07-13 Kyowa Hakko Kogyo Kabushiki Kaisha Process for mass propagation of plantlets
JPS5716692A (en) * 1980-07-01 1982-01-28 Nippon Paint Co Ltd Cultivating method of plant cell
JPS57181693A (en) * 1981-05-06 1982-11-09 Microbial Chem Res Found Regeneration of protoplast of actinomycetes
US4473648A (en) * 1982-05-14 1984-09-25 International Plant Research Institute Process and nutrient medium for micropropagation of cassava
US4562663A (en) * 1982-10-12 1986-01-07 Plant Genetics, Inc. Analogs of botanic seed

Also Published As

Publication number Publication date
AU570954B2 (en) 1988-03-31
DE3479518D1 (en) 1989-09-28
JPS59224688A (ja) 1984-12-17
JPH0434395B2 (cs) 1992-06-05
IE841045L (en) 1984-10-29
CA1262239A (en) 1989-10-10
IL71678A0 (en) 1984-07-31
IE57267B1 (en) 1992-07-01
HU189407B (en) 1986-07-28
ATE45766T1 (de) 1989-09-15
EP0129668A2 (de) 1985-01-02
DD223165A5 (de) 1985-06-05
IL71678A (en) 1987-02-27
AU2742684A (en) 1984-11-01
CS307284A2 (en) 1985-09-17
EP0129668A3 (en) 1985-12-27
US4999299A (en) 1991-03-12
EP0129668B1 (de) 1989-08-23
HUT35277A (en) 1985-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0332581B1 (de) Regeneration von fertilen Gramineen-Pflanzen aus der Unterfamilie Pooideae ausgehend von Protoplasten
Attree et al. Regeneration of somatic embryos from protoplasts isolated from an embryogenic suspension culture of white spruce (Picea glauca)
Gangopadhyay et al. Enhanced rate of multiplication and rooting through the use of coir in aseptic liquid culture media
KR890004025B1 (ko) 원형질체의 배양방법
KR890004024B1 (ko) 원형질체로 부터 벼 식물체의 재생방법
EP0380692B1 (en) Plant tissue culture process
CS244812B2 (en) Production method of propiferating plant cell agglomerates
Straub et al. Tissue culture and long-term regeneration of Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.
Chen et al. Development of protoplasts from Grateloupia sparsa and G. filicina (Halymeniaceae, Rhodophyta)
Rusig et al. Plant regeneration from protoplasts of Enteromorpha intestinalis (Chlorophyta, Ulvophyceae) as seedstock for macroagal culture
EP0134536B1 (de) Verfahren zur Erhaltung und Vermehrung von defekten, nicht-infektiösen Virusgenomen
US5300128A (en) Method of plant tissue culture
Balestri et al. Isolation and cell wall regeneration of protoplasts from Posidonia oceanica and Cymodocea nodosa
Cocking et al. The isolation of protoplasts
Nadel et al. Regulation of large scale embryogenesis in celery
Maeda Isolation and culture of protoplasts from moss protonemata
Sita et al. Preliminary studies on isolation and culture of protoplasts from sandalwood (Santalum album)
KR890004026B1 (ko) 원형질체의 배양방법
US5217892A (en) Method of plant tissue culture
Kitamura Regeneration of plants from protoplasts of Duboisia
Sarwar The effect of different media and culture techniques on plating efficiency of strawberry mesophyll cells in culture
Nuutila et al. Somatic embryogenesis in birches (Betula spp.)
Ruffoni et al. Bioreactor culture trials of Lisianthus russellianus Hook protoplasts
Honkanen et al. 10. Towards Somatic Hybridization of Clovers
Mitchell et al. Haploid suspension and protoplast culture from isolated microspores of maize