При культивировании изолированных тканей основными факторами окружающей среды являются свет, температура и влажность. Культивационные сосуды, в которых выращивают растения, имеют ограниченное сообщение с окружающей атмосферой, вследствие чего внутри емкостей постоянно поддерживается высокая влажность. Во многом из-за этого в период постасептической адаптации страдают растения-регенеранты, так как их устьичный аппарат и вообще весь комплекс метаболических процессов, связанных с водным режимом, претерпевают значительные перестройки в работе.
Очень часто наибольшее значение для индукции процесса эмбриогенеза имеют “температурные шоки”. Однако в целом при культивировании тропикогенных видов in vitrv температуру в культуральном помещении поддерживают в диапазоне 24-28°С, что обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов у большинства видов.
Одним из решающих факторов является свет, в частности длительность фотопериода и качество света. Освещение необходимо для регулирования определенных морфогенетических процессов. Оно играет важную роль в формировании побегов и образовании корней. Для первого и второго этапов размножения оптимальна освещенность 1000 лк, для третьего – 3000-10 000 лк и фотопериод 16 ч. Применяют также короткие периоды темноты с последующим продолжительным освещением. В некоторых опытах показано, что основной компонент видимого излучения, вызывающий морфогенез, – синий цвет (Maraschige, 1974).
Известно, что свет разного спектрального состава изменяет гормональный баланс растений. Наблюдаемые морфологические эффекты, возникающие в растениях под влиянием света разного качества, позволяют провести аналогию с действием гормонов, а добавление экзогенных гормонов способно вызывать многочисленные реакции, которые запускаются фоторецепторами. Такое взаимодействие света и гормонов поднимает вопрос о том, действуют ли они независимо или гормоны вовлечены в управление фотоморфогенезом. Выяснение механизмов влияния света, гормонов и их взаимного влияния в регуляции морфогенетических процессов – один из актуальных вопросов биологии (Мусиенко, 1995).
Экзогенные гормоны воздействуют, изменяя баланс эндогенных фитогормонов. При клонировании растений необходимо оптимизировать гормональный состав среды культивирования, что позволяет уменьшить затраты при размножении in vitro.
Культура in vitro служит удобной моделью для изучения фото-регуляторных реакций и совместного действия света и экзогенных регуляторов роста (Бутенко, 1999). Однако данные о влиянии этих факторов на образование пазушных побегов in vitro немногочисленны и противоречивы.
При рассмотрении совместного действия света и гормонов в сочетании с синим цветом излучения наблюдали повышение эффекта экзогенного цитокинина, добавленного в среду культивирования. На основании полученных данных можно рекомендовать значительно меньшие концентрации цитокининов при освещении белым светом в сочетании с синим цветом, что будет способствовать уменьшению себестоимости питательной среды.
На этапе укоренения in vitro возможно полное исключение НУК из среды при действии белого света в сочетании с красным цветом излучения (Немойкина, 2003).
Известно, что от освещения зависит образование воздушных корней: при его уменьшении или добавлении активированного угля в среду формируются нормальные корни.
Стимулирующее действие света на образование вторичных соединений показано на примере каротиноидов, эфирных масел, коричных кислот, флавоноидов и пластохинонов.
Оптимальная продолжительность фотопериода для каждой культуры может быть различной (Morel, 1964; Arditti, 1979). Наиболее оптимальна для развития изолированных тканей температура 25-26°С. На третьем этапе развития культуры, когда получены растения, температуру снижают, а освещенность увеличивают до 10 000 лк (Попов, 1973; Бутенко, 1975). На скорость развития растений положительно влияет культивирование их в климатических камерах.
Источник: Биотехнология тропических и субтропических растений in vitro