Спосіб культивування біологічних об’єктів

1. Спосіб культивування біологічних об'єктів, що включає вирощування принаймні одного інтактного організму і/або частини організму в умовах контрольованого середовища до одержання принаймні одного заданого цільового продукту, який відрізняється тим, що контрольоване середовище забезпечують елементом генерації регульованих переміщень прилеглої частини середовища 3 19360 4 рилізацію, промивку, висадку та пророщування на 1) забезпечується за рахунок: агаризованому поживному середовищі, виділення Б-1-1) посудин з боковим отвором (наприклад, експлантів і пересадку для подальшого культивупосудин для суспензійної культури клітин), вання. Спосіб включає регульоване переміщення Б-1-2) рідкого поживного середовища 10мл, об'єктів: насіння пророщують у рідкому середовищі Б-1-3) обертання у вертикальній площині зі з постійним перемішуванням до появи проростків. швидкістю 3-4об/хв, Недоліком способу є обмежене цільове признаБ-1-4) обробки ауксином, чення, а саме для вирощування рослин з насіння, Б-1-5) зміни типу середовища при культивущо не дозволяє використовувати цей спосіб для ванні різних об'єктів. культивування об'єктів іншого походження або Крім того, додатково: Б-2) компонування Б-2-1 інших видів. складу середовища для вирощування пагонів із Відомий також, вибраний як найближчий анаізольованих меристематичних верхівок і Б-2-2) лог, спосіб культивування біологічних об'єктів [3], складу середовища для кращого укорінення пагоякий включає вирощування інтактних організмів і нів. частин організмів в умовах контрольованого сереОбмеження перебігу процесу В) у варіанті В-1) довища до одержання заданих цільових продуктів. забезпечується моментом одержання певного ціСуть відомого способу полягає в тому, що здійсльового продукту, а саме: В-1-1) появою вказаних нюють вирощування рослин із ізольованих мерисА-1-1) і зазначених А-1-2) розвинених облистяних тематичних верхівок на поживних середовищах у пагонів визначеної довжини, В-1-2) тривалістю Встані обертання, причому ізольовані верхівки, що 1-2-1) 3-4-тижневого періоду культивування верхіскладаються із меристематичного купола і 2-4-х вок, В-1-2-2) 18-годинного періоду визначеного Бпримордіальних листків, вміщують у посудини з 1-4), В-1-2-1) 2-тижневого періоду коренеутворенрідким поживним середовищем і обертають у верня і т.д. тикальній площині зі швидкістю 3-4об/хв; після Такий аналіз дає змогу ефективно виявляти розвинення облистяних пагонів завдовжки 10найбільш важливі особливості взаємозв'язків між 20мм їх обробляють ауксином і укорінюють в поокремими значущими елементами способу, що, в живному середовищі. В окремих варіантах викосвою чергу, забезпечує кращі уявлення про об'єкнання цього способу: А) для вирощування пагонів тивні причинно-наслідкові відношення у способііз ізольованих меристематичних верхівок беруть найближчому аналогу. Підсумовуючи аналіз, замінеральну основу середовища Мурасіге-Скуга і значимо, що спосіб-найближчий аналог має обмедодають у неї тіамін, піридоксин та нікотинову кисжене цільове призначення, а саме: для розмнолоту по 0,4-0,6мг/л, аскорбінову кислоту 0,8ження деревних рослин. Водночас позитивними 1,2мг/л і 6-бензиламінопурин 0,1-0,3мг/л, а вміст технологічними якостями способу-найближчому сахарози доводять до 31000мг/л; Б) для кращого аналогу є те, що він імовірно забезпечує: поукорінення пагонів беруть середовище, що склаперше, одержання безвірусного посадкового мадається із макроелементів середовища Уайта і теріалу деревних рослин; по-друге, виключення мікроелементів середовища Хеллера, у яке добаоновлення середовищ в процесі культивування вляють агар-агар 6500-7500мг/л, аскорбінову кисізольованих верхівок деревних рослин; по-третє, лоту 0,8-1,2мг/л, вміст тіаміну, піридоксину і нікоспрощення процесів стерилізації і приготування тинової кислоти доводять до 0,4-0,6мг/л, глюкози середовищ внаслідок використання тільки рідкого до 20000мг/л. середовища; по-четверте, скорочення втричі часу, Структурний аналіз способу-найближчого ананеобхідного для одержання пагонів деревних рослогу дає змогу виявити в ньому окремі ознаки, лин, порівняно зі звичайним способом культивуспільні або подібні до ознак запропонованої коривання і т.д. сної моделі, а саме: Результати проведеного структурного аналізу А) вирощування показують, що на досягнення технічного результаА-1) інтактних організмів і ту, заявленого корисною моделлю, найбільш сутА-2) частин організмів; тєво впливає та сукупність ознак способуБ) наявність найближчого аналогу, яка в загальному випадку Б-1) контрольованого середовища; може бути формалізована наступним чином: „виВ) обмеження перебігу процесу рощування інтактних організмів і частин організмів В-1) моментом одержання певного цільового в умовах контрольованого середовища до одерпродукту. жання заданих цільових продуктів”. Слід зауважиПри цьому в найближчому аналогу, згідно з [2], ти, однак, що така сукупність є явно недостатньою виявляємо, що для А) вирощування: для забезпечення можливості адекватного викоА-1) об'єктами культивування є: ристання цього способу з метою розв'язання ціА-1-1) розвинені облистяні пагони завдовжки льових задач, поставлених перед корисною мо10-20мм, а також деллю і успішно нею вирішуваних. Зокрема, А-1-2) пагони, що мають пророслі пазушні спроби безпосереднього використання всієї сукупбруньки і 2-6 додаткових розвинених пагонів; ності дій, умов і режимів способу-найближчого для А) вирощування А-2) об'єктами культивуаналогу при культивуванні, зокрема, ряду трав'явання є: нистих рослин, мікроорганізмів тощо не забезпеА-2-1) ізольовані меристематичні верхівки, що чують одержання цільової маси вибраних об'єктів складаються із меристематичного купола і 2-4-х у належній кількості і якості. Крім невідповідності примордіальних листочків. умов і режимів, і, особливо, неприйнятного апараНаявність Б) контрольованого середовища Бтурного оформлення процесу, у випадку викорис 5 19360 6 тання інших типів вирощуваних об'єктів за цим гічних об'єктів, згідно із заявленим формулюванспособом помітно зростає загальна тривалість ням корисної моделі, дає змогу отримати суттєві процесу культивування, тоді як вихід цільового вдосконалення вищевказаного технологічного продукту за кількісними і якісними показниками процесу і тим самим забезпечує одержання технічасто не задовольняє рівню поставлених, в т.ч. чного результату, передусім, у вигляді принципово стандартизованих, вимог. Відтак спосібнового засобу, придатного для вирішення ряду найближчий аналог є малопридатним засобом для особливо проблемних аспектів культивування різдосягнення цілей, притаманних для корисної моних об'єктів. Застосування у новому способі декіделі, і потребує істотного удосконалення, в т.ч. лькох елементів і ознак, виражених у вигляді альщодо його алгоритмічно-програмного оформлентернатив, свідчить про достатньо широкий ня, по суті. діапазон його лабільності, а відтак - можливість і В основу корисної моделі поставлено задачу реалізацію вибору найбільш оптимальних для костворити уніфікований спосіб культивування біоложного конкретного випадку його здійснення умов і гічних об'єктів як засіб, придатний для вирощуванрежимів у межах запропонованого технічного ріня різних типів матеріалу, в т.ч. як інтактних оргашення. При цьому більшість із наведених альтернізмів, так і частин організмів, зокрема, на основі натив дають змогу, крім зазначеного основного введення іншого виду спеціалізованої обробки технічного результату, отримати відповідні додаткультивованих об'єктів в умовах контрольованого кові ефекти, які тим чи іншим чином суттєво вплисередовища та можливості вибору, забезпечення і вають на реалізацію технологічного процесу кульпідтримання адекватних умов і режимів такої обтивування в цілому. Характерно, що вибір будьробки при застосуванні прийнятних оптимізованих якої однієї з альтернатив не залежить від результехнологічних і/або технічних обмежень, що дало б тату вибору інших альтернатив, а лише від вибору змогу додатково досягти скорочення загальної конкретного об'єкта, що використовується для кутривалості технологічного процесу без зменшення льтивування, а також від мети проведення процевиходу цільового продукту, призначеного для засу. доволення утилітарних потреб у розрізі технічних, Забезпечення контрольованого середовища діагностичних, моніторингових, дослідницьких та елементом генерації регульованих переміщень інших цілей, при забезпеченні належної якості тадає змогу оператору чи технологу активно і операкого продукту відповідно до технологічних, метотивно впливати на просторові, часові, світлові, дологічних та інших вимог. При цьому основна температурні, газові та інші умови перебігу процепроблема, яка вирішується запропонованим корису культивування, причому за необхідності таке сною моделлю, є такою, що пов'язана насамперед втручання в технологічний процес може бути або із розширенням арсеналу наявних технічних засомасовим і загальним, або селективним і диференбів для культивування біологічних об'єктів, а осноційованим, або індивідуальним залежно від цілей і вний технічний результат вбачається у необхіднохарактеру встановлених коректив. Для забезпесті одержання нового засобу, здатного адекватно чення таких можливостей запропоноване рішення реалізувати таке призначення. передбачає створювати вищенаведені переміПоставлена задача вирішується тим, що у щення або для прилеглої частини середовища, способі культивування біологічних об'єктів, який або для вирощуваних об'єктів, або для того й інвключає вирощування принаймні одного інтактного шого разом, однак незалежно від такого вибору організму і/або частини організму в умовах контелемент генерації переміщень вводять у попередрольованого середовища до одержання принаймні ньо визначений момент культивування. Підтримуодного заданого цільового продукту, згідно з коривання елемента генерації регульованих перемісною моделлю, контрольоване середовище защень здійснюють або до моменту тимчасового безпечують елементом генерації регульованих зняття його дії з вирощуваних об'єктів, або до оспереміщень прилеглої частини середовища і/або таточного і повного виключення його з технологічгенерації регульованих переміщень вирощуваних ного процесу взагалі. При цьому моментом згадаоб'єктів відносно вектора гравітації, при цьому ного виключення може бути, як правило, елемент генерації переміщень вводять у попередодержання передбачуваного цільового продукту, а ньо визначений момент культивування і підтримумоментом згаданого тимчасового зняття - очікувають до одержання вказаного цільового продукту ний стан, який відповідає вибраній фазі об'єкта або до стану, який відповідає вибраній фазі об'єквирощування і/або заданому чи визначеному рівта вирощування і/або заданому чи визначеному ню потенціалу принаймні однієї ключової властирівню потенціалу принаймні однієї ключової власвості об'єкта вирощування. Як ключова властитивості об'єкта вирощування, а переміщення здійвість може бути детермінована практично будь-яка снюють за програмою, яка забезпечує можливість важлива у заданому чи вибраному відношенні одновекторних і/або різновекторних переміщень ознака або характеристика об'єкта вирощування, а вказаних частини середовища і/або вирощуваних останній може містити як окремий, в т.ч. ізольоваоб'єктів при вибраному проміжку часу в постійному ний індивід, так і поєднання кількох таких індивідів, режимі або із заданими інтервалами і можливістю в т.ч. індивідів різних типів або одного типу в різрегулювання останніх за частотою повторювання. них комбінаціях і/або відношеннях. Такі особливоВ окремому випадку виконання способу, згідно сті генерації регульованих переміщень, у свою з корисною моделлю, можливе введення елеменчергу, потребують застосування відповідної прота генерації регульованих переміщень при викориграми, в т.ч. чітко визначеного алгоритму. Тому в станні, зокрема, кліностата. заявленому технічному рішенні згідно корисної Таке виконання способу культивування біоломоделі одним із суттєвих елементів є вказівка на 7 19360 8 необхідність застосування такої програми генеракліностатування). При цьому параметри швидкості ції переміщень, адекватний вибір якої може бути обертання контейнерів з вирощуваними об'єктами здійснений за функціональною ознакою, а саме: з були вибрані з розрахунку 2-4-разового перевиумови забезпечення можливості одновекторних щення швидкості обертання основної платформи. і/чи різновекторних переміщень частини середоПри тестуванні запропонованого способу викорисвища і/або вирощуваних об'єктів у різних умовах і товували експериментальну модифіковану нами за різних часових параметрів. Така програма може установку для гравітропічної трансформації, яка бути реалізована як в постійному режимі на вибреалізує декілька варіантів переорієнтації об'єктів раному проміжку часу, так і для умов дискретних, в (наприклад, поздовжньої осі рослин) відносно вект.ч. циклічних, режимів переміщень із заданими тора прискорення сили земного тяжіння (див. інтервалами і можливістю регулювання таких інтеФіг.1-3). Контролем служили такі ж об'єкти, вирорвалів за частотою повторювання. щувані в нерухомих контейнерах і відкритих вегеНижче наводиться інформація та ілюстрації, таційних посудинах. Умови мікроклімату і водноякі підтверджують можливість здійснення способу мінерального живлення культивованих об'єктів у згідно з корисною моделлю, а також розкривають контрольному і дослідному варіантах були ідентидеякі особливості технічного і технологічногоаспечними. Через 10-12 діб або у фазі двох-трьох лисктів виконання запропонованого способу. тків частину рослин відбирали для спеціальної Фіг.1 - засіб для генерації регульованих переобробки відповідно до основної цілі експерименту міщень - кліностат «Цикл-2» (загальний вигляд). з використанням жорстких факторів впливу на куФіг.2 - схема генерації регульованих перемільтивовані об'єкти, а іншу частину піддавали подіщень у кліностаті «Цикл-2», при горизонтальному бній обробці, але без застосування вищезазначеобертанні контейнерів, них жорстких факторів впливу. Тривалість Фіг.3 - схема генерації регульованих переміексперименту 30-45 діб при таких режимних паращень у кліностаті «Цикл-2», при вертикальному метрах: світловий день 16год, освітленість 15тис. обертанні. люкс, температура: вдень 20-22°С, вночі 16-18°С. Вектор гравітації перпендикулярний до плоПеревірку потенціалу визначених ключових власщини фігур. Цифрами позначено: 1- генератор тивостей (діагностика репродукції вірусу) культипереміщень; 2 - платформа; 3 - контейнери з кульвованих об'єктів здійснювали з використанням тивованими об'єктами. Стрілками позначено нависокоточних методів, в т.ч. флуоресцентного прямок обертання контейнерів та платформи. аналізу, лазерної поляриметрії, електронної мікроЗапропонований спосіб здійснюють таким чископії, імуноферментного аналізу (das-ELISA) та ном. полімеразної ланцюгової реакції. Приклад. Для культивування біологічних об'єкРеалізація корисної моделі не потребує склатів використовували розроблений нами метод кудного додаткового обладнання і дає можливість льтивування проростків пшениці в умовах контродля застосування її, зокрема у біологічній технолольованого середовища з елементами гії, сільськогосподарській, медичній, мікробіологічрегульованої гравітропічної трансформації. Досліній та деяких інших галузях промисловості без дні об'єкти вирощували в режимах вертикального і істотного технічного переоснащення і при мінімагоризонтального переміщення типу кліностатуванльному залученні додаткових матеріальноня. Для цього зерна пшениці сорту Апогей ставили грошових ресурсів. на 1 добу на пророщування, після чого наклюнуті Джерела інформації: проростки поміщали в контейнери зі штучним суб1. Dutcher R-.D., Rowel L.E. Culture of apple стратом. Субстрат зволожували спочатку дистиshoots from buds in vitro //Amer. Soc. Hort. Sci. льованою водою, а в процесі вегетації вирощувані 1972, 97, #4: 511-514. об'єкти поливали спеціально призначеним для 2. Опис до патенту №3133 U, МПК А01Н4/00, цього збалансованим поживним розчином, що 15.10.2004 Бюл. №10. -[(54): Спосіб отримання містить підібраний і адаптований комплекс мікро- і експлантів представників роду Вета L. для ввемакроелементів. З метою генерації регульованих дення в культуру in vitro]. переміщень застосовували спеціальну установку 3. Опис до авторського свідоцтва А.с. СССР на платформі, що обертається, при цьому устано626728, МКИ2 A01G7/00. -05.10.78, Бюл. №37. вку оснащували контейнерами, також виконаними [(54): Способ размножения древесных растений] з можливістю обертання в різних площинах відно(найближчий аналог). сно напрямку основної осі вектора гравітації (типу 9 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 19360 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601