РОСТОВЫЕ И БИОСИНТЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУСПЕНЗИОННЫХ КУЛЬТУР КЛЕТОК PHLOJODICARPUS SIBIRICUS

М. Т. Ханды, Д. В. Кочкин, С. В. Томилова, А. Г. Клюшин, Б. А. Галишев, Александр Михайлович Носов

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

Abstract

Изучены особенности роста и качественного состава вторичных метаболитов в двух линиях суспензионной культуры клеток вздутоплодника сибирского Phlojodicarpus sibiricus (Steph. ex Spreng.) К.-Pol. – исчезающего вида, эндемика Восточной Сибири. Лучшими ростовыми характеристиками обладала суспензионная культура клеток листового происхождения: индексы роста по различным критериям (сухая и сырая биомасса клеток, концентрация клеток) I = 10–14; удельная скорость роста μ = 0.3–0.4 сут–1; максимальное накопление сухой биомассы М = 9.6 г/л, экономический коэффициент Y = 0.29. Культура клеток гипокотильного происхождения имела более низкие показатели роста: I = 3.6–4.9, μ = 0.12–0.18 сут–1, М = 6.6 г/л, Y = 0.16. Отличия в росте исследованных культур коррелируют со степенью агрегированности клеток: суспензионная культура клеток листового происхождения состоит преимущественно из агрегатов мелкого размера (от 10 до 30 клеток), тогда как культура гипокотильного происхождения представлена крупными агрегатами (не менее 50 клеток в агрегате). Проведено аппаратурное выращивание мелкоагрегированной суспензионной культуры клеток Ph. sibiricus листового происхождения в двух типах лабораторных биореакторов – барботажном и с механическим перемешиванием. Установлено, что при выращивании в барботажном биореакторе наблюдается улучшение основных ростовых характеристик (индекс роста по сухой биомассе I – 12.7; продуктивность по сухой биомассе P = 0.78 г/л · сут, μ = 0.18 сут–1, М = 15.8 г/л, Y = 0.49). При использовании биореактора с механическим перемешиванием зафиксировано снижение всех ростовых показателей, что очевидно связано с повреждающим действием на клетки перемешивающих устройств. Проведено фитохимическое исследование состава вторичных метаболитов в исследуемых культурах клеток в сопоставлении с корнями интактного растения Ph. sibiricus. Установлены значительные различия состава фенольных соединений в клетках in vitro и в корнях растения. В культурах клеток Ph. sibiricus преобладали полярные (гидрофильные) соединения, относящиеся к фенольным производным – гликозиды кумаринов и бензофуранов. В корнях главными компонентами были более гидрофобные метаболиты – эфиры пиранокумарина келлактона. Полученные результаты подтверждают разрабатываемую в наших работах концепцию о различиях вторичного метаболизма в клетках растений in vitro и in vivo.
Original languageRussian
Pages (from-to)326-336
Number of pages11
JournalФизиология растений
Volume68
Issue number3
DOIs
Publication statusPublished - 2021

GRNTI

  • 34.00.00 BIOLOGY

Level of Research Output

  • VAK List

Cite this