Hujayra biotexnologiyasi hujayra madaniyati, to'qimalar va protoplastlardan foydalanishga asoslangan. Hujayralarni manipulyatsiya qilish uchun siz ularni o'simlikdan ajratib olishingiz va ular o'simlik organizmidan tashqarida yashashi va ko'payishi uchun sharoit yaratishingiz kerak. Izolyatsiya qilingan hujayralar va to'qimalarni sun'iy oziqlantiruvchi muhitda steril sharoitda (in vitro) etishtirish usuli izolyatsiya qilingan to'qimalar madaniyati deb ataladi va uni biotexnologiyada qo'llash imkoniyati tufayli alohida ahamiyatga ega bo'ldi.
Yuqori o'simliklarning hujayra madaniyatini uch nuqtai nazardan ko'rib chiqish mumkin - noyob biologik tizim sifatida, o'simliklar fiziologiyasida namuna sifatida va turli xil tadqiqotlar va biotexnologiyalar uchun vosita sifatida. Izolyatsiya qilingan o'simlik hujayralari tibbiyot, parfyumeriya va boshqa sanoat uchun qimmatli bo'lgan ikkilamchi sintez moddalarini (asosiy metabolizmda ishtirok etmaydigan moddalar) ishlab chiqarishga qodir: alkaloidlar, steroidlar, glikozidlar, gormonlar, efir moylari va boshqalar. Hujayralarni tanlash natijasida ekilgan hujayralarning mahsuldorligi butun o'simliklarning mahsuldorligidan sezilarli darajada oshib ketishi mumkin. Izolyatsiya qilingan hujayra madaniyatidan naslchilikda foydalanish atrof-muhitning turli noqulay omillariga chidamli tez o'sadigan o'simliklarni olish imkonini beradi. Shu bilan birga, bu yo'nalish izolyatsiyalangan protoplastlarni birlashtirish va somatik duragaylarni ishlab chiqarish orqali yangi o'simliklar yaratishni o'z ichiga oladi. Chet genlarni genetik muhandislik usullaridan foydalangan holda izolyatsiya qilingan protoplastlarga o'tkazish keyinchalik yangi irsiy xususiyatlarga ega o'simliklarni olish imkonini beradi. Hujayra madaniyati eksperimental ravishda yaratilgan biologik tizim sifatida o'z-o'zidan qiziqarli va tor doiradagi mutaxassislar tomonidan o'rganish ob'ektidir. Model sifatida in vitro hujayralar ko'plab o'simlik fiziologlari va biokimyogarlarini qiziqtiradi. Ko'rinib turibdiki, hujayra madaniyatini biologik tizim sifatidagi xususiyatlarini aniq tushungan holda namuna sifatida foydalanish mumkin. Va nihoyat, fundamental va amaliy tadqiqotlar uchun vosita sifatida. Eksperimental tarzda yaratilgan biologik tizimning holati hujayra madaniyatiga xos bo'lgan o'zgaruvchanlik, paydo bo'lgan o'zgarishlarning irsiyligi, adaptiv tanlov va evolyutsiya bilan belgilanadi. Qaysidir ma'noda uni mikropopulyatsiya deb hisoblash mumkin, uning tabiiy populyatsiyalardan asosiy farqi individlarning jinsiy ko'payishining yo'qligi, ya'ni. hujayralar. Biologik tizim sifatida o'simlik hujayralari madaniyatining ikkita asosiy xususiyatini ajratib ko'rsatish mumkin: birinchidan, rivojlanishning organizm nazoratining yo'qligi, ikkinchidan, ortiqcha genetik material. Madaniy hujayralar va to'qimalar turli sohalarda, masalan, metabolizm va butun o'simlikning hujayra va to'qimalarida uning tartibga solinishi bo'yicha tadqiqotlar uchun mos model bo'lib xizmat qilishi mumkin. Va bu jarayonlar va hodisalarni chuqurroq tushunish uchun ko'pincha o'rganilayotgan madaniyat doirasida biokimyoviy mutantlar, gibrid va o'zgartirilgan hujayralarni yaratish usullari qo'llaniladi. Hujayra modellarining soddaligi va ko'p jihatdan aseptik, boshqariladigan sharoitlarda etarli massani tezda olish qobiliyati bunday modellashtirishning afzalliklari hisoblanadi. Ikkilamchi metabolitlarning sinteziga kelsak, hujayra kulturalari ham bir qator afzalliklarga ega, ya'ni tabiiy sharoitimizda o'smaydigan o'simliklardan bu maqsadda foydalanish va yil davomida mahsulot olish qobiliyati. Ammo morfogenezning hujayra va molekulyar asoslari muammolari, morfogenez mexanizmlari haqida gapirmasa ham, hali ham yaxshi o'rganilmagan. Avvalo, bu o'simlik hujayrasining totipotentligi tushunchasi va uning o'simlik to'qimalari va hujayralari madaniyati bilan tadqiqot ishlari strategiyasiga ta'siri. Ushbu kontseptsiyaning o'simlik hujayrasining morfogenetik javobida tashqi signalning ustuvorligi haqidagi postulati asosan o'simlik hujayralari madaniyati sohasidagi tadqiqotlarning keng qamrovli xususiyatini aniqladi. Ikkinchi sabab - hujayra va to'qimalar madaniyatini modellashtirish va o'rganish imkonini beradigan morfogenetik jarayonlarning murakkabligi. Ma'lumki, in vitro madaniyat bir nechta morfogenetik dasturlarni, ya'ni embrion rivojlanishini va ba'zi organogenezlarni amalga oshirishi mumkin. In vitro madaniyatida gistogenez va sitodifferentsiatsiya kabi oddiy jarayonlarni modellashtirish imkoniyati qiyinroq ko'rinadi. Biroq, tadqiqot doirasida ushbu muammolarni individual ravishda metodologiyani ishlab chiqish va eksperimentni o'rnatish orqali to'liq bartaraf etish mumkin.