При приміщенні фрагмента тканини або органу рослини на живильне середовище відповідного складу може відбуватися дедиференціації соматичних клітин з утворенням калусних тканини.
Отримання калусних тканини з різних експлантів: фрагментів стебла, кореня, листа, пелюсток, тичинок
Каллус, утворений в культурі незрілих зародків ячменю (а, б) і пшениці (у).
Перший етап дедиференціації клітини пов'язаний з її входженням в клітинний цикл, що відбувається під дією фітогормонів - ауксинов і цитокінінів. Три фази росту клітин:
- поділ,
- розтягнення,
- диференціювання (потовщення вторинної клітинної оболонки і втрата здатності до поділу).
Для того щоб диференційовані клітини знову набули здатність до поділу, необхідно, щоб відбулася їхня дедифференцировка. тобто клітини повинні як би повернутися в меристематичних стан. Розмноження дедіфференцірованних клітин призводить до анархічної, неорганізованому росту, в результаті чого утворюється калусних тканину. Таким чином, перетворення спеціалізованої клітини в калусних пов'язано з індукцією клітинного ділення. здатність до якого вона втратила в процесі диференціювання. Якщо дедифференцировка спеціалізованої клітини обумовлюється індукцією ділення під впливом цітогормонов, то дедифференцировка ділиться меристематической клітини пов'язана з зупинкою поділів, деспеціалізації клітини і тільки після цього - з індукцією поділів, що приводить до каллусообразованію. Одні цитокініни в середовищі (серцевинною паренхіми тютюну) блокують клітинний цикл, клітини тільки старіють, як і без гормонів, але не ростуть; а у семядолей соняшнику в таких же умовах каллус утворюється. Як правило, для індукції калусних тканини необхідна присутність двох гормонів: ауксинов (дедифференцировка і підготовка до поділу) і цитокінінів (проліферація - розподіл).
Є дані, що не тільки ауксини і цитокініни викликають поділ клітин, що приводить до утворення каллуса, але і так звані елісітори - метаболічні речовини, що індукують захисні системи рослин. Елісітори - це БАР, дерепрессірующіе гени і, як наслідок, активують клітинні ділення. порівняно швидку дедіфференціровка спеціалізованих клітин, що супроводжується активацією білкового синтезу. Відзначено, що при пошкодженні рослинних тканин продукти деградації клітинних стінок діють як гормони, які поширюються по рослині, зв'язуються зі специфічними рецепторами на клітинних мембранах і ініціюють каскад захисних механізмів - такі молекули називаються ендогенними елісітором. Ефект, що викликається дією одних і тих же гормонів, може бути різним у залежності від фізіологічної характеристики тканини-мішені.
Перехід клітини in vitro з диференційованого стан до дедіфференціровка і активним клітинним поділом обумовлений зміною активності генів (Епігеном мінливістю). Активація одних генів і репресування інших призводить до зміни в білковому складі клітин. У калусних клітинах з'являються специфічні білки і одночасно зникають або зменшуються в кількості білки, характерні для фотосинтезуючих клітин листа. У дводольних рослин процес репресії і депресії генів, що лежить в основі диференціювання, відбувається легше, ніж у однодольних.
Каллус може утворюватися не тільки на поверхні рани експлантов, але і в результаті проліферації внутрішніх тканин. У цьому випадку він розриває шар тканини і виходить на поверхню. Прикладом є каллусо- генез в культурі ізольованого пильовика: гаплоидная микроспора, що утворилася в ході мейозу при культивуванні пиляків in vitro, ухиляється від нормального мікроспорогенеза, повторно симетрично ділиться, дедіфференціруется і перетворюється в калусних.
Цікаво проходять дедифференцировка і каллусогенез в апікальній меристемі стебла (тканини, що складається з діляться недиференційованих клітин):
- відразу після перенесення на живильне середовище припиняються мітози, характерні для тканини in vivo,
- клітини дедіфференціруются,
- збільшуються в обсязі,
- втрачають форму, характерну для меристем,
- змінюється структура ядра і цитоплазми,
- тільки після цього знову починається поділ клітин, що приводить до утворення калусних тканини.
В даний час можливо отримати тривалу пересадочну калусних культуру з будь-яких живих тканин інтактного рослини. Каллусогенез in vitro властивий:
- покритонасінних,
- голосеменним,
- папоротям,
- мохів,
- печеночникам.
У культурі in vitro різні клітини переходять до дедіфференціровка, втрачають характерну для них структурну організацію і починають ділитися, утворюючи гетерогенний первинний каллус, який через 4-6 тижнів необхідно субкультивована (переносити на свіже живильне середовище). Маса ТРАНСПЛАНТОВАНОЇ - 60-100 мг тканини на 20-40 мл живильного середовища. В ході субкультівірованія формується штам, який має індивідуальні генетичні та фізіологічні особливості.