КАЛУСНИ КУЛТУРИ

КАЛУСНИ КУЛТУРИ

Хаберланд (1902)

– 

Излага хипотеза за съществуването на ауксини 

и цитокинини, базирана на формирането на калус след нараняване 
на части от картофени грудки. Продукцията на картофени “семена” 
включва определен брой клетъчни деления.  
Хаберланд предполага, че растежните фактори подпомагат 
недетерминираният растеж и тотипотентността, т.е. формирането 
на нови растения (соматична ембриогенеза)
 
Цитокинини – клетъчно делене, ауксини – клетъчно уголемяване

Когел, Хаген-Смит и Тиман (средата на 30-те)

– 

откриват 

ауксините

Първи калусни култури 

(1939)

:

Растителни клетки извършващи 

недертеминиран растеж, водещ към тотипотентността

Gautheret and Nobecourt 

–

калус от корен на морков, 

среда, съдържаща ауксин (автотрофен за цитокинин) 

Уайт 

- 

Nicotiana glauca 

x 

N. langsdorffii

, хибрид, образуващ 

тумори

Развитие на учението

•

Тотипотентност

­свойството на соматичните растителни 

клетки изцяло да реализират генетичния потенциал на 

растението, тоест 

омнипотентността 

на ядрото 

(запазване генетичната информация на ядрото на 

зиготата и отсъствие на забрана за повтора експресия 

на гените, позволяваща преход в меристемно 

състояние с последващи повторно диференциация и 

редиференциация) с образуване на цял организъм.

•

Развитието на цяло растение in vitro при наличието на 

определени условия. зависи от:





 Степента на на дезинтеграция – 

правопропорционално





Специализация и диференциация на клетките – 

обратно пропорционално





Влияние на вътрешни и външни фактори 

(корелативни връзки, активиране на блокирани гени, 

условия на култивиране, експланти, цел и др.

1

1

. Определение и произход

. Определение и произход

2. Инициация и култивиране

2. Инициация и култивиране

2.1. Експлант

2.1. Експлант

2.2.Хранителна среда

2.2.Хранителна среда

2.3.Изисквания към температура и светлина

2.3.Изисквания към температура и светлина

3. Поддържане на калусната култура

3. Поддържане на калусната култура

4. Схеми на калусния растеж

4. Схеми на калусния растеж

4.1. Схеми, водещи до организирано развитие

4.1. Схеми, водещи до организирано развитие

4.2. Схеми, водещи до продължителна 

4.2. Схеми, водещи до продължителна 

пролиферация на неорганизираната калусна 

пролиферация на неорганизираната калусна 

култура.

култура.

1. Определение и произход

1. Определение и произход

Калус – Тъкан, която се развива 

Калус – Тъкан, която се развива 

вследствие от нараняване, причинено 

вследствие от нараняване, причинено 

от физични или химични фактори. 

от физични или химични фактори. 

Най­често срещаната форма на калус е 

Най­често срещаната форма на калус е 

тъканта, която продуцира защитен 

тъканта, която продуцира защитен 

слой от клетки, покриващи дадено 

слой от клетки, покриващи дадено 

нараняване. 

нараняване. 

Типове клетки в калусната тъкан

Типове клетки в калусната тъкан

По­голямата част са неорганизирани, които 

По­голямата част са неорганизирани, които 

само се делят и нарастват – 

само се делят и нарастват – 

недиференцирани клетки (меристемни) – 

недиференцирани клетки (меристемни) – 

коренов и стъблен връх, малки, 

коренов и стъблен връх, малки, 

изодиаметрични с малки вакуоли.

изодиаметрични с малки вакуоли.

Клетки, които са диференцирани – продукт на 

Клетки, които са диференцирани – продукт на 

клетъчната диференциация, т.е. 

клетъчната диференциация, т.е. 

специализирани клетъчни типове с 

специализирани клетъчни типове с 

определени функции, например ксилемни 

определени функции, например ксилемни 

трахейни елементи. Уголемени клетки с 

трахейни елементи. Уголемени клетки с 

издути вакуоли и малко цитоплазма.

издути вакуоли и малко цитоплазма.

Калус от тютюн

Калус от тютюн

•

Премахване на клетки с важни функции: 

(генетически/химически) междуклетъчни, 

тъканни и органни взаимодействия, които 

определят морфогенетичното развитие

•

Клетките се “освобождават” от тези 

функции, които започват да се изпълняват 

от други клетки като част от наследствената 

програма

Формирането и пролиферацията на 

калуса се дължи на:

•

Снабдяване с минерални вещества и 

растежни фактори 

за автономен и 

недиференциран клетъчен растеж

•

Високо диференцираните (в покой) 

клетки изискват стимули (като 

растежни фактори) за индукция на 

клетъчно делене и растеж, докато 

активно делящите се клетки изискват 

само хранителни вещества за 

продължителен растеж

2.

Инициация и култивиране на калус

2.1. Експлант

2.1. Експлант

­

А. 

Разнообразие на клетъчните типове 

(генетично) 

– по­слабо диференцираните 

клетки са по­чувстителни на калусна 

индукция в основна среда.

­

Б

. 

Физиологично състояние на експланта –

Индуцирането на калусогенез се влияе от 

физиологичното състояние на експланта, 

хранителни в­ва, съдържание на хормони, 

състояние на покой и др 

­   В.

Генотип – напр. сортове соя се 

различават в изискванията си към 

цитокинините, т.е. съществуват 

цитокининови автотрофи и ауксотрофи

•

Експлантът се поставя в подходяща 

Експлантът се поставя в подходяща 

хранителна среда, като се цели 

хранителна среда, като се цели 

дедиференциация на тъканите, т.е. 

дедиференциация на тъканите, т.е. 

образуване на калусна тъкан, която 

образуване на калусна тъкан, която 

всъщност е неорганизирана маса от делящи 

всъщност е неорганизирана маса от делящи 

се паренхимни клетки.

се паренхимни клетки.

Месеци на 
съхранение

0

24

48

72

0

3

6

9

12

Време до 
1-во 
клетъчно 
делене
(часове)

Съхранението удължава времето до 1-во клетъчно делене 

при Йерусалимски артишок, експланти от грудка

2.2.  Хранителна среда

A. Минерални вещества

 –

важни микро- и 

макроелементи

Б. Органични съставки 

–

основни съставки са 

захароза или глюкоза/фруктоза като 
въглеродни източници

и обикновено 

В. Инозитол и тиамин-HCl.

Има пет основни типа калусна тъкан според 

изискванията към растежните регулатори:

–

I. Ауксин и цитокинин автотрофни тъкани

 –

незрели плодове от лимон, растения, 

развиващи тумори генетично(авто-сами 

синтезират органични от неорганични в-ва)

–

II. Цитокинин автотрофни 

–

т.е. изискващи 

ауксин – калус при житни растения, корен от 

морков

–

III. Ауксин автотрофни 

–

т.е. изискващи 

цитокинин – корен от ряпа, морков

–

IV. Ауксин и цитокинин ауксотрофни

 –

повечето двусемеделни

–

V. Ауксин и цитокинин ауксотрофни, 

изискват комплексни екстракти

 –

орхидея

–

Изискват допълнителни вещества за нормален 

растеж, напр.аминокиселини,тъй като не могат 

да ги синтезират

Корени от грах съдържат клетки с различни нива на 
плоидия; 2n, 4n, 8n и т.н. В корените е индуциран 
калусогенез на следните среди:

2,4-Д и кинетин – 4n клетките преобладават след 

седмица

2,4-Д без кинетин – 2n клетките преобладават след 

седмица

4n клетките изискват цитокинин за делене и растеж

Изолирани и култивирани 

корени

Ауксини и цитокинини подпомагат пролиферацията на 

различни клетъчни типове