11 2. Продукты на основе клеток растений

Технология культур клеток растений создавалась также с использованием достижений тради- иной биотехнологии. Хотя первые сообщения о методах выращивания клеток растений в куль- появились в начале 50-х гг., первое в мире коммерческое производство биологически актив­

ного нафтохинонового пигмента — шиконина было создано в Японии в 1983 г.

Под методом культуры клеток и тканей растений принято понимать выращивание in vitro не только изолированных клеток и тканей, но и их отдельных структур (например, протопластов), _а также различных частей и органов растений. В общем указывают на четыре основных прик­ладных направления использования культуры тканей и клеток растений:

- получение биологически активных соединений из биомассы клеток растений;

- применение культуры клеток для клонального размножения растений, что дает быстро и эффективно размножать ягодники, декоративные растения, минуя теплицы для выра­щивания маточных культур;

- оздоровление посадочного материала вегетативного размножаемых растений от вирусов;

- использование культуры клеток для генетического улучшения сельскохозяйственных

растений.

Первое из вышеназванных направлений использования метода культур растительных тканей относится к промышленной биотехнологии.

В мире многие лекарственные средства, ароматические вещества, пищевые добавки и другие ценные вещества получают из природного растительного сырья. Около 30% всех применяемых ле­карств содержат вещества специализированного обмена растений — вторичные метаболиты. Их получают обычно экстракцией из растений, большинство которых относятся к экзотическим и ис­чезающим видам, произрастающим в труднодоступных районах с нерегулируемой климатичес­кой, экологической даже политической обстановкой, не гарантирующей стабильной поставки и качества сырья. Плантационный способ выращивания растений, очевидно, не устраняет неко­торых природных неблагоприятных условий и вместе с тем требует больших земельных площадей особого характера с возможным альтернативным использованием.

В культуру вводят клетки из различных органов растения: корня, листа, черенка, стебля, цветоноса и т.д. Доказана способность культур растительных клеток к синтезу веществ, при­сущих интактному растению, при этом некоторые растительные клетки продуцируют их в ко­личествах даже больших , чем материнское растение. Поэтому культуры клеток растений представляют интерес как источник получения различных веществ для фармацевтической, парфюмерно-косметической, пищевой и химической промышленностей. Этот альтернативный способ получения ценных веществ растительного происхождения имеет следующие преиму­щества:

- гарантированное получение растительной биомассы в требуемом количестве с заданными характеристиками независимо от сезона, климатических и погодных условий;

- практически абсолютная экологическая чистота производства биомассы культуры клеток и отсутствие в ней поллютантов;

- более высокие скорости накопления биомассы, которые в культуре составляют несколько недель, а в природе — до 10 лет, при этом содержание целевых веществ в культуре клеток может быть не ниже, чем в растении;

- возможность синтеза в культуре клеток новых веществ, не об разуемых в растениях в при­родных условиях;

- возможность использования для получения биомассы клеток индустриальных биотехно­логических приемов и оборудования вместо существующих методов культивирования и сбора растений с большими затратами труда.

К настоящему времени известны около 500 тыс. видов высших растений, существующих на зем­ле, В культуру переведено несколько десятков видов, в которых идентифицировано более 100 раз­нообразных ранее известных и новых соединений. Примерно половина из них представляет инте­рес для фармакологии: алкалоиды, гликозиды, стероиды, ферменты, витамины, неуглеводные сладкие вещества. По своим свойствам эти вещества обладают противовоспалительным, противо­раковым, антимикробным, мочегонным, гемолитическим, спазмолитическим, психотропным прочими действиями. Другие ценны как пищевые добавки (ванилин), ароматические вещества сминовое и розовое масла), диагностикумы (пероксидаза), инсектициды (пиретрин), красители

(шиконин) и др.

1.2.