Розмноження рослин in vitro
Чи розсада, розсадка та посів насіння - єдиний спосіб збільшити кількість рослин, що пропонуються до продажу? Як виявляється - вже не! Розмноження рослин in vitro приєдналося до дедалі частіше використовуваних методів . Подивіться, як виглядає розмноження рослин in vitro, як воно проводиться і які рослини найчастіше розмножуються методом in vitro.
Розмноження рослин in vitro
Садівництво вступило в нову еру, а це означає, що в наш час, крім традиційних способів розмноження рослин, використовується цілий комплекс, часто досить незвичних методів. На першому місці серед цих незвичайних методів сприяє мікровідтворення, тобто розмноження in vitro . Це означає те саме, що вирощування скла, і це не така нова техніка, як може здатися, оскільки його метрика вказує на кілька десятків років випробувань, що призвело до розробки ряду методів розмноження уламків рослин у лабораторних умовах.
Розмноження рослин in vitro базується на майже необмежених відновлювальних здібностях всіх рослинних клітин з неушкодженим ядром. Ці схильності живих рослинних клітин до збереження повної генетичної інформації та повної здатності до розвитку, незалежно від ступеня їх диференціації, називаються тотипотентністю. Ця властивість дозволяє у багатьох випадках відтворити цілісний рослинний організм з невеликих ділянок листя, пагонів, коренів або навіть у крайньому випадку - з одиничних клітин.
В даний час розмноження рослин in vitro використовується майже для всіх декоративних, культурних, а також плодових рослин. Просто подивіться на довгий список видів, який щороку отримують сотні тисяч нових зразків, використовуючи саме церозмноження in vitro . Тут ми знаходимо хв. гвоздика, гербера, антурія, з садових рослин будуть нарциси, лілейники та лілії, а з плодових рослин - полуниця, чорниця, їстівний кизил та багато-багато іншого.
Техніка розмноження рослин in vitro досить проста - достатньо отримати конус росту рослин або навіть клаптик меристематичної тканини з недиференційованими клітинами з великим регенеративним потенціалом і помістити його на правильно збалансоване середовище в можливо стерильних лабораторних умовах. Це здається дрібницею, так? Ну це не так.
Якщо тканини збирають для розмноження in vitroбудуть заражені хвороботворними мікроорганізмами, все розмноження буде великим провалом на самому початку. Найбільшу загрозу становлять віруси, які можуть жити в рослинних клітинах тривалий час, не викликаючи жодних симптомів. Якщо ми виготовимо (я думаю, ви можете за допомогою цього методу назвати масштабне рослинництво) нові зразки із зараженої вірусом материнської рослини, тоді нас чекає неприємний сюрприз ...
Однак, щоб захиститися від потенційних наслідків розмноження хворих особин, будь-яка велика лабораторія культури in vitroтестує рослинний матеріал, що підлягає розмноженню, на наявність вірусів, і якщо такі є, вся колонія стовбурових клітин піддається термотерапії (тобто високій температурі), яка ефективно пригнічує розмноження вірусу в рослині.
Наступний етап розмноження рослин методом in vitroце розміщення уламків тканин на правильно підібраному агаровому середовищі. Він повинен містити не тільки основні поживні речовини, з яких рослина, що розвивається, зможе отримати, але перш за все правильно складений набір рослинних гормонів. Саме фітогормони впливають на поділ рослинних клітин, їх ріст, диференціацію, а отже, на відбудову цілої рослини лише з калюсної гранули, тобто недиференційованої колонії стовбурових клітин.
Для стимуляції росту клітин до середовища додають суворо визначену концентрацію ауксинів та цитокінінів - двох основних груп фітогормонів, які зумовлюють правильний ріст і розвиток цілої рослини. Вже на самому початку досліджень розмноження рослин in vitroБуло встановлено, що хоча деякі рослинні гормони не мають прямого стимулюючого впливу на бруньку нової рослини, їх присутність у неправильній концентрації призводить до гальмування росту і часто, як наслідок, до загибелі мозолі. Багаторічні дослідження призвели до створення детальних таблиць концентрацій фітогормону в середовищах у кожній фазі росту та часу, протягом якого ці сполуки повинні бути присутніми в середовищі під час розмноження окремих видів і навіть сортів рослин. Таким чином, для стимулювання розвитку коренів застосовується інше співвідношення концентрацій ауксину та цитокініну, ніж у випадку розвитку пагонів та листя.
Норма під час розмноження рослин in vitroполягає в тому, що для стимулювання розвитку нових пагонів слід збільшити частку гормонів цитокініну в середовищі. Однак, щоб саджанець розвивав потужну кореневу систему, його слід перенести в агарове середовище зі збільшеною часткою ауксинів у порівнянні з цитокінінами.
Як правило, при пересадці клітинної маси, що розвивається, на нове середовище з чітко визначеним складом, групи клітин також можна збирати, щоб збільшити кількість нащадків. Це призводить до отримання величезної кількості нових рослин з однієї калюсної гранули за рекордні терміни. У цього методу роботи також є фінансові причини, оскільки на порівняно невеликій площі лабораторних столів можна отримати велику кількість нових саджанців, часто мільйонами штук.
Дуже важлива роль протягом усього циклуВідтворення рослин in vitro відбувається відповідною температурою та фотоперіодом, тобто тривалістю дня та ночі, які так само важливі, як правильно складений поживний розчин або здорові материнські рослини.
Коли саджанці досягають потрібних розмірів, їх обережно переносять у приміщення, де поступово відбувається процес їх затвердіння, тобто рослини звикають до умов у тунелях та теплицях.
Таким чином, практично всі садові новинки та цікавинки стають доступними для широкої групи клієнтів, і їх ціна різко падає. Це стосується, наприклад, новостворених сортів лілейників, яким дозволяється розмножуватися в культурах in vitro відразу після першого цвітіння.. Американці та голландці досягли такої досконалості у цьому способі клонування рослин, що новинки даного року стають загальнодоступними лише через один-два сезони. І ціна їх падає з кількох сотень доларів у рік введення до кількох десятків наступного. Сорти з декількома роками досвіду тепер доступні для кожної кишені.
Розведення рослин in vitroвін також забезпечує відмінні умови для розмноження орхідей, а також папоротей, які в «нормальних» умовах були справжнім випробуванням терпіння для садівників. Якщо у випадку з папоротями молоді гаметофіти в стерильних лабораторних умовах, вільні від «небажаних гостей» ззовні, мають відмінні умови для росту, то з насінням орхідей ситуація інша. Сімейство Orchideaceae, до якого належать усі культивовані орхідеї, характеризується складним циклом розвитку. Ці рослини живуть в симбіозі з грибами, також їх насіння потребують присутності міцелію, щоб правильно прорости, що їх живить, компенсуючи тим самим відсутність ендосперму, який служить резервом.
На агаровому середовищі набагато простіше підтримувати належні умови для росту грибів-гіф та захищати їх від зараження шкідливими мікроорганізмами, які можуть порушити процес проростання насіння та подальший ріст сходів, пов’язаний із симбіозом їх коренів з грибом талом.
Метод культури in vitro також знайшов застосування в галузі садівництва, тобто виведення нових сортів. Завдяки цьому стало можливим створювати, іноді стихійно в природі, віддалені гібриди, тобто схрещування між особинами, що належать до двох різних видів. Мета - отримати цінні рослини з високим питомим урожаєм та високою стійкістю до хвороб та шкідників, і в той же час не вибагливі до умов вирощування.
Отримати такий гібрид дуже важко, і лише скориставшись перевагами розмноження рослин in vitro, селекційні установи почали дослідження в цій галузі.
Раніше механізми несумісності, засновані головним чином на недоїданні ембріона, що розвивається, або на неможливості вивести поживні речовини з ендосперму проростаючою рослиною перешкоджали схрещуванню особин двох різних видів. В даний час ембріони переносять у правильно підібране середовище, з якого вони можуть отримати всі речовини, необхідні для правильного розвитку.
Я вважаю, що за допомогою цієї короткої статті я висвітлив цю досить складну тему. Інформація, представлена вище, є лише вершиною айсберга. Самі додатки для мікророзмноження, які іноді називають методом культур in vitro , все ще можна знайти багатьма способами. Таким чином, цю техніку слід не ототожнювати лише з масовим розмноженням декоративних рослин, а більш широко розглянути всі шляхи її використання в сучасному світі.
Гвідон
