Калусних культура - це неорганізовано проліферуюча тканину, що виникає з дедіфференцірованних клітин. «Каллус-мозоль» може утворюватися на рослині при поранених. Це природний процес, який можна спостерігати в природі. На місці поранення частина тканини втрачає колишні зв'язки з організмом, для їх відновлення необхідно наростання клітинної маси. Те ж відбувається і на ізольованих шматочках тканини (експлантов) в культурі in vitro.
При приміщенні фрагмента тканини або органу рослини на живильне середовище відповідного складу може відбуватися дедиференціації соматичних клітин з утворенням калусних тканини (рис. 4.9, рис. 4.10).
Мал. 4.9. Отримання калусних тканини з різних експлантів: фрагментів стебла, кореня, листа, пелюсток, тичинок
Мал. 4.10. Каллус, утворений в культурі незрілих зародків ячменю (а, б) і пшениці (у) (фото Н.В. зобов)
Перший етап дедиференціації клітини пов'язаний з її входженням в клітинний цикл, що відбувається під дією фітогормонів - ауксинов і цитокінінів. Три фази росту клітин: 1 - розподіл, 2 - розтягнення, 3 - 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).
Але, наприклад, зрілі і незрілі зародки пшениці і ячменю дають каллусообразованіе тільки з ауксинамі (2,4-Д).
Ймовірно, це пов'язано з наявністю у останніх достатньої кількості ендогенних цитокінінів, про що свідчить їх проростання на середовищі МС без гормонів, тобто йде збільшення маси стебла і кореня - процес, що активується цитокининами. Є досить експериментальних даних про вплив ендогенних фітогормонів, тобто гормонального статусу донорного рослини, на процес індукції каллусов в культурі ізольованих тканин рослин.
Є дані, що не тільки ауксини і цитокініни викликають поділ клітин, що приводить до утворення каллуса, але і так звані елісітори (від англ. Elect - вибирати) - 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.
Компетентність її в розглянутих прикладах визначається ступенем диференціювання клітин.
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.
Для того щоб не відбулося старіння, втрати здатності до поділу і відмирання калусних клітин, первинний каллус через 4-6 тижнів переносять на свіже живильне середовище (пасивування). При регулярному пасирування здатність до поділу може підтримуватися протягом десятків років. Культура калусних тканини моркви, отримана Готра більше 50 років тому, до цих пір росте в колекції.
Н.А. Воїнів, Т.Г. Волова