RU2018134913A

RU2018134913A - Способ получения растительных волокон путем выделения и культивирования меристематических клеток

Info

Publication number: RU2018134913A
Application number: RU2018134913A
Authority: RU
Inventors: Атеортуа Гарсес Лусия; Дариу Фернандес Бетин Озман; Дариу Лара Эстрада Андрес; Энтрике Мусклус Лопес Карлос; Жулия Наранжо Гомес Эстер; Парра Зулета Ориана
Original assignee: Супер Бак - Протесан Амбьентал С.А.; Универзидад Де Антиокиа
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2020-04-03
Also published as: CA3019778A1; CN109609433A; US20190100726A1; CO2017010115A1; BR102018070391A2; SE1851199A1; DE102018217023B4; CN109609433B; JP2019088271A; DE102018217023A1

Claims

1. Способ получения волокон из меристематических клеток растений, где способ состоит из стадий, согласно которым:

(a) идентифицируют и выделяют камбиальные клетки меристемы растений;

(b) размножают выделенные камбиальные клетки меристемы;

(c) индуцируют образование волокно-подобных структур из культивируемых камбиальных клеток меристемы; и

(d) получают волокна из волоконно-подобных клеток (протоволокно).

2. Способ по п. 1, где идентификацию камбиальных клеток меристемы на стадии (а) производят путем селективного окрашивания клеток.

3. Способ по п. 1, где выделение клеток на стадии (а) осуществляют с помощью гистологических срезов в точке растения, идентифицированной окрашиванием.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором размножение камбиальных клеток меристемы на стадии (b) осуществляют путем культивирования in vitro этих клеток в первой культуральной среде.

5. Способ по п. 4, где указанная первая культуральная среда содержит макроэлементы, микроэлементы, витамины, антиоксиданты и фитогормоны.

6. Способ по п. 5, где фитогормоны выбраны из группы, состоящей из ауксина, цитокинов, гиббереллинов, этилена, абсцизовой кислоты и их смесей.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, где индукцию волокно-подобных структур на стадии (с) осуществляют во второй культуральной среде.

8. Способ по п. 7, где индукцию волокно-подобных структур на стадии (с) осуществляют в два этапа, первый в перемешиваемом сосуде, второй в биореакторе типа барботажной колонки.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, где вторая культуральная среда, содержит макроэлементы, микроэлементы, витамины, антиоксиданты и фитогормоны, где фитогормоны, входящие в состав второй культуральной среды, отличаются от тех, которые присутствуют в первой культуральной среде.

10. Способ по п. 9, где фитогормоны второй культуральной среды выбраны из группы, состоящей из ауксинов, гиббереллинов, цитокинов, абсцизовой кислоты и их смесей.

11. Способ идентификации и выделения камбиальных клеток меристемы из ткани ксилемы, где способ состоит из стадий, согласно которым:

(i) отбирают апикальные сегменты стеблей растительного материала и погружают их в раствор первого окрашивающего реагента;

(ii) выполняют тангенциальные разрезы на разных высотах растения;

(iii) идентифицируют под микроскопом окрашенные клетки и идентифицируют компоненты ткани ксилемы;

(iv) отбирают апикальные сегменты стеблей растительного материала и погружают их в раствор второго окрашивающего реагента;

(v) выполняют поперечные тангенциальные разрезы на разных высотах растения;

(vi) анализируют под микроскопом окрашенные клетки и идентифицируют высоту, где находятся представляющие интерес камбиальные клетки меристемы;

(vii) выполняют новые тангенциальные разрезы тонких сегментов растительного материала на той высоте, где были выявлены представляющие интерес камбиальные клетки меристемы для получения эксплантов;

(viii) вносят экспланты, полученные на стадии (vii), в жидкую культуральную среду, содержащую фермент; и

(ix) проверяют наличие свободных клеток;

где фермент, содержащийся в жидкой культуральной среде стадии (viii), выбран из группы, включающей пектиназы, целлюлазы, гемицеллюлазы и их смеси.

12. Способ по п. 11, где первый окрашивающий реагент стадии (i) является окрашивающим реагентом для прижизненного окрашивания.

13. Способ по п. 12, где реагент для прижизненного окрашивания выбирают из группы, состоящей из розового и синего анилина.

14. Способ по п. 13, где на стадии (i) используются два окрашивающих реагента, розовый анилин и синий анилин.

15. Способ по п. 11, где второй окрашивающий реагент – это химический маркер.

16. Способ по п. 15, где химический маркер позволяет определить синтез лигнина.

17. Способ по п. 16, где маркер лигнина - нитротетразолий (NBT).

18. Способ размножения выделенных камбиальных клеток меристемы, где способ состоит из стадий, согласно которым:

(i) создают суспензию свободных камбиальных клеток меристемы в жидкой культуральной среде;

(ii) поддерживают стабильную суспензию от 2 г/л до 15 г/л сухой массы клеток; и

(iii) осуществляют субкультивирование стабильной суспензии стадии (iii) путем добавления от 1 г/л до 15 г/л сухой массы клеток в свежую питательную среду и поддерживают эти субкультуры при постоянном перемешивании.

19. Способ по п. 18, где способ выполняют в сочетании со световым облучением суспензии посредством светоизлучающей диодной системы.

20. Способ по п. 18, где стадию (i) выполняют в два этапа, первый в перемешиваемом сосуде, второй в биореакторе типа барботажной колонки.

21. Способ получения волокно-подобных структур из культивируемых камбиальных клеток меристемы, где способ состоит из стадий, согласно которым:

(i) суспендируют меристематические клетки в первой культуральной среде, содержащей макроэлементы, микроэлементы, витамины, антиоксиданты и фитогормоны;

(ii) отбирают меристематические клетки стадии (i) и суспендируют их снова во второй культуральной среде, содержащей макроэлементы, микроэлементы, витамины, антиоксиданты и фитогормоны;

(iii) перемешивают суспензию в течение первого периода индукции;

(iv) отделяют клетки от культуральной среды и добавляют свежую вторую культуральную среду;

(v) поддерживают суспензию в состоянии перемешивания в течение второго периода индукции;

где вторая культуральная среда содержит фитогормоны, отличные от фитогормонов первой культуральной среды.

22. Способ по п. 21, где способ начинается в перемешиваемом сосуде, а затем осуществляется в биореакторе типа барботажной колонки.

23. Способ по пп. 21 и 22, где фитогормоны первой культуральной среды выбраны из группы, состоящей из ауксина, цитокинов, гиббереллинов, этилена, абсцизовой кислоты и их смесей.

24. Способ по пп. 21-23, где фитогормоны второй культуральной среды выбраны из группы, состоящей из ауксинов, гиббереллинов, цитокинов, абсцизовой кислоты и их смесей.

25. Способ по любому из предыдущих пунктов, где дополнительно выполняется транскриптомный анализ клеток меристемы и волоконно-подобных структур.