Чаще всего для культивирования каллусных и суспензионной культур используют среду Мурасиге и Скуга (МС). Эта среда поддерживает рост большинства клеток растений, а также оптимальное для индукции вторичных
метаболитов в этих клетках. В основном условия среды, которые ограничивают скорость деления клеток, поддерживают активный синтез вторичных метаболитов и их накопление в культурах клеток.
Влиятельным фактором питательной среды являются регуляторы роста: изменяя концентрации или составной набор гормональных веществ, можно существенно влиять на процессы синтеза. Например, при замене 2,4-Д на НОК в среде для выращивания суспензионной культуры Morinda citrifolia получили увеличение синтеза алколоиды антрахинона в 3 раза. Подобные результаты получены для табака: наблюдали синтез никотина на среде с ИУК, но не с 2,4-Д в той же концентрации. НОК, в зависимости от концентрации, имела стимулирующее или ингибирующее влияние на биосинтез никотина в культурах клеток табака. Итак, 2,4-Д меньше приемлема для запуска вторичного метаболизма в культурах растительных клеток, чем ИОК.
В большинстве случаев ауксины добавляют к среде вместе с цитокининов. Цитокинины по разному влияют на накопление вторичных метаболитов. В культурах клеток Scopolia maxima относительно высокая концентрация кинетину (510-5 М) вызывает образование алкалоидов, тогда как в каллусных и суспензионных культурах N. tabacum кинетин в концентрациях высших 510-5 М полностью подавлял образование никотина.
Трудно оценить совместное действие ауксинов и цитокининов на образование вторичных метаболитов, особенно в связи с тем, что не имеет данных об относительном содержании этих регуляторов роста в клетках, культивируемых. Изучение влияния регуляторов роста на биосинтез стероидов в культурах Solanum aviculare, показало, что ауксин по сравнению с цитокининов сильнее влияет на выход стероидов и рост биомассы даже при добавлении цитокинина в различных концентрациях.
Минеральные соли. Повышение содержания нитратов, калия, аммония и фосфата приводит к поддержке быстрого роста клеток, тогда как истощение или отсутствие некоторых из этих питательных веществ становится фактором, который лимитирует рост и сопутствующий вторичный синтез. Нехватка фосфата в большей степени, чем любых других питательных веществ, стимулирует синтез вторичных метаболитов. Например, биосинтез никотина в культурах табака связан с истощением фосфата в питательной среде и с уменьшением содержания других питательных веществ, таких как нитрат и сахароза.
На накопление биомассы влияет углеводородное питания. Для большинства культур используют сахарозу в концентрациях 15-30 г / л. Использование повышенных концентраций сахарозы (3-5%) обычно приводит к увеличению выхода вторичных метаболитов в культурах.
Предшественники. Добавление в среду предшественников для повышения выхода конечного продукта не получило широкого использования. Основной преградой для использования предшественников является недостаточное изучение путей биосинтеза многих веществ вторичного синтеза.
Оптимизация питательной среды является ключевым фактором в повышении выхода продукта. Исследование влияния питательных сред на выход продукта привели к разработке так называемых "производительных сред", из которых наиболее известное среду ценка. Основная особенность производительных сред-возможность создавать условия для низкой скорости роста при незначительном или полном отсутствии деления клеток для повышенного выхода продукта.
Загрузка...