KULTURY
KALUSA

Halszka Wysocka-Korzun
Natalia Pałczyńska

Czym jest kalus?



merystem wtórny (przyranny);



amorficzna masa komórek;



intensywne podziały;



najczęściej powstaje z parenchymy;



komórki zwykle większe od komórek tkanki
macierzystej;



powstaje z prawie każdej tkanki roślinnej –
indukcja obecnością fitohormonów w pożywce;



rośliny dwuliścienne tworzą kalus łatwiej niż
jednoliścienne.

Morfogeneza pośrednia

Zdolności rozwojowe kalusa

w kulturach in vitro

Zależność oddziaływania auksyn

i cytokinin na organogenezę

Labilność kalusa



tkanka genetycznie niestabilna;



zmienność somaklonalna;



kumulacja zmian – postępująca
utrata totipotencji komórek
podczas pasażowania;



przedłużanie zdolności do
regeneracji – wzbogacanie
pożywek regulatorami wzrostu.

Zmienność somaklonalna

Zmienność somaklonalna

Obejmuje zmiany genetyczne powstałe w
komórkach somatycznych rozmnażanych w
sposób

wegetatywny,

a

nie

generatywnie;

mutacje

stabilne,

przenoszone
na

potomstwo

na

drodze

rozmnażania

płciowego.
(Larkin i Scowcroft, 1981)



zmiany w garniturze chromosomowym
(poliploidyzacja, aneuploidyzacja);



struktura chromosomów (translokacje, delecje);



zmiany w sekwencji DNA (mutacje punktowe);



zmiany w metylacji DNA.

Typy pożywek



zestalona (agarowa) – sprzyja
wcześniejszemu różnicowaniu się
komórek kalusa;



płynna – mechanicznie wytrząsane
kultury kalusowe nazywane zawiesinami
komórkowymi.

Skład podłoża hodowlanego



woda;



makroelementy (N, S, P, K, Na, Ca, Cl);



mikroelementy (B, Cu, Mn, Mo, Zn, Co, I, Al,
Ni);



źródło węgla (sacharoza lub glukoza);



witaminy;



regulatory wzrostu (auksyny, cytokininy,
rzadziej gibereliny);



aminokwasy (niekiedy).

Orientacja
eksplantatu
a tworzenie
kalusa
z hipokotyli – ćw.
1

o

na hipokotylach
umieszczonych w orientacji
odwrotnej kalus został
wytworzony z obydwu stron
eksplantatu;

o

na hipokotylach
umieszczonych w
prawidłowej orientacji kalus
powstał tylko w części
dolnej eksplantatu;

o

polaryzacja pędu wpływa
na tworzenie kalusa.

Charakterystyka
skosów – ćw. 2

o

na krawędziach cięcia
blaszki liściowej pojawia
się bladozielona tkanka
kalusowa;

o

działanie auksyny obecnej
w pożywce powoduje
powstawanie tkanki
kalusowej i korzeni
przybyszowych;

o

na pożywce zawierającej
duże dawki auksyny
i cytokininy organogeneza
zostaje zahamowana,
a powstaje jedynie tkanka
kalusowa.

Podsumowanie ćwiczenia



inicjacja i przebieg organogenezy zależą od:

•

rodzaju i wzajemnych proporcji substancji wzrostowych
w pożywce;

•

typu i kondycji eksplantatu;

•

warunków hodowli.



kalus może mieć strukturę luźną lub zbitą,
co zależy od:

•

stopnia adhezji międzykomórkowej;

•

wielkości, liczby i rozmieszczenia przestworów
międzykomórkowych.



barwa kalusa może być jednolita lub zmienna
(od zielonej po białą) i zależy od:

•

rodzaju eksplantatu;

•

obecności fitohormonów;

•

warunków fizykochemicznych (temperatura, oświetlenie).

Zastosowanie kultur
kalusa



badania nad różnicowaniem się komórek
i morfogenezą;



uzyskiwanie zawiesin komórkowych
i pojedynczych komórek;



rozmnażanie wielu roślin ozdobnych;



hodowle płynne – pozyskiwanie metabolitów
wtórnych;



bioreaktory;



biotransformacja roślin;



fuzje protoplastów.

Kalus w
biotechnologii

Biofermentor do hodowli
kalusa.

Transformacja
Agrobacterium
tumefaciens

Przebieg doświadczenia

Transformacja

Agrobacterium tumefaciens

Kalus a rośliny transgeniczne

Bibliografia

Biotechnologia roślin, red. S. Malepszy, Warszawa
2009 s. 25-26, 30-32, 42.

S. Lewak, J. Kopcewicz, Fizjologia roślin.
Wprowadzenie, Warszawa 2009, s. 24, 179, 202.