Рассматриваются основы приготовления питательных сред, технологии введения в культуру клеток, использование биотехнологии в охране окружающей среды и клеточная селекция. Лабораторный практикум предназначен студентам, изучающим курс дисциплины «Основы биотехнологии и микробиологии»(раздел фитобиотехнология) и обучающимся по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».
Изучение биотехнологии и микробиологии имеет большое значение в образовании инженера – эколога. Без фундаментальных биотехнологических знаний инженер – эколог не сможет быть полноценным специалистом в областях переработки отходов, охраны окружающей среды и прикладной экологии. Современная биотехнология базируется на достижениях многих фундаментальных наук, таких как экология, молекулярная биология, генетика, физиология, микробиология, науки о растениях, химия биологически активных веществ , фитотехнологии, иммунология.
Изучение биотехнологии и микробиологии представляет большую важность, так как позволяет решать проблемы возникающие в таких областях как пищевая промышленность, сельское хозяйство, экология и охрана окружающей среды , медицина. Лабораторный практикум предназначен студентам, изучающим курс дисциплины «Основы биотехнологии и микробиологии» по разделу биотехнология растений в МГТУ им.Н.Э.Баумана.
Ламинар – бокс, сушильный шкаф, автоклав, спиртовки, пробирки, штативы для пробирок, чашки Петри, , колбы конические (на 50, 100, 250 мл, 500 мл, 1000 мл), пинцеты хирургические длинные, пинцеты стоматологические, скальпели.
Лабораторная работа № 1.
Технология приготовления питательных сред
Цель и задачи работы: получить представления о технологиях приготовления питательных сред.
Задачи работы, требования к результатам ее выполнения:
приготовление различных модифицированных сред.
Краткая характеристика исследования
Главное условие работы с культурой клеток и тканей растений является соблюдение строгой стерильности. Богатая питательная среда является пищей для микроорганизмов, а экспланты, которые помещают на питательную среду, могут легко поражаться микроорганизмами. Поэтому необходимо проводить стерилизацию экспланта (семена, зародыши и др.), и питательной среды. Вся работа с изолированными тканями (введение в культуру, пересадка на свежую питательную среду) происходит в асептических условиях (ламинар-боксе),используются стерильные инструменты. Стерилизацию экспланта проводят в стерилизующих растворах (например,белизна) с последующей многократной промывкой экспланта стерильной водой (постоянно меняя воду). Семена первоначально погружают в спирт на 10- 30 секунд. Время стерилизации зависит от особенностей экспланта и от стерилизующей активности раствора, например семена стерилизуют от 7-10 до 20 мин.
В случае несоблюдения стерильности заражение микроорганизмами выявляется от 1- до 14-16 дней после посадки.
Питательные среды для культивирования изолированных клеток и тканей растений включают все необходимые растениям макро- и – микроэлементы (азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу, марганец, железо, бор, цинк, медь, молибден и др.), витамины; углеводы, фитогормоны или их синтетические аналоги.
Некоторые питательные среды могут содержать гидролизат казеина, аминокислоты, а также вещества улучшающие доступность ряда веществ для клеток (например ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) повышает доступность железа). Углеводы один из важнейших компонентов питательных сред для культивирования изолированных клеток и тканей. Чаще всего в качестве углевода используют сахарозу, реже глюкозу .
Очень важным компонентом питательных сред являются природные фитогормоны (ИУК, ИМК, зеатин) или синтетические регуляторы роста с гормональной активностью: ауксиновой – нафтилуксусная кислота (НУК), кинетин. Чаще всего для получения каллусных культур применяют 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д) .Разработано несколько вариантов стандартных питательных сред, среда Мурасиге-Скуга является наиболее универсальной, ее используют для культивирования клеток многих видов растений. Среда Гамборга-Эвелега часто используется для культивирования клеточных культур бобовых растений.
Задачи и порядок выполнения работы
Описание эксперимента
Приготовить и рассчитать концентрации для различных модифицированных сред (200 мл) в зависимости от вида растений ( растения используемые в городском озеленении и для экологических целей – полевица побегоносная, брахикома ибересолистная,хризантема килеватая,маргаритка,овсяница красная, роза, астра и др.) и от стадии культивирования. Обьяснить специфику используемых питательных сред.
2.Дать название питательной среды
3.Охарактеризовать значимость компонентов данной питательной среды.
4.Оценить модификацию питательной среды по сравнению со стандартной.
Вопросы.
1.Перечислите питательные среды ,используемые в фитобиотехнологии.
2.В чем специфика использования питательных сред для получения клеточных культур разных видов растений.
3.Какая среда Мурасиге-Скуга или Гамборга является наиболее универсальной?
4.Охарактеризуйте приготовленную Вами питательную среду.
Библиографический список.
