Razmnožavanje biljaka in vitro

Jesu li sadnice, polaganje i sjetva sjemena jedini način za povećanje broja biljaka ponuđenih na prodaju? Kako se ispostavilo - ne više! In vitro reprodukcija biljaka pridružila se sve češće korištenim metodama . Pogledajte kako izgleda razmnožavanje biljaka in vitro, kako se izvodi i koje se biljke najčešće razmnožavaju in vitro metodom.

reprodukcija biljaka in vitro

Razmnožavanje biljaka in vitro

Hortikultura je ušla u novo doba, što znači da se u današnje vrijeme, uz tradicionalne metode reprodukcije biljaka, koristi čitav niz, često prilično neobičnih metoda. Na prvom mjestu među tim neobičnim metodama promiče se mikro-reprodukcija, tj. reprodukcija in vitro . To znači jednako kao i uzgoj stakla i nije tako nova tehnika kako bi se moglo činiti, jer njegova metrika ukazuje na nekoliko desetaka godina pokusa, što je rezultiralo stvaranjem niza metoda reprodukcije biljnih ulomaka u laboratorijskim uvjetima.

Reprodukcija biljaka in vitro temelji se na gotovo neograničenim regenerativnim sposobnostima svih biljnih stanica s netaknutom jezgrom. Te predispozicije živih biljnih stanica za održavanje cjelovitih genetskih informacija i cjelovitih razvojnih kapaciteta, bez obzira na stupanj njihove diferencijacije, nazivaju se totipotencijom. Ovo svojstvo omogućuje u mnogim slučajevima ponovno stvaranje cjelovitog biljnog organizma iz malih dijelova lišća, izbojaka, korijena ili čak u ekstremnim slučajevima - iz pojedinačnih stanica.

Trenutno se in vitro razmnožavanje biljaka koristi za gotovo sve ukrasne, uzgajane i voćne biljke. Dovoljno je pogledati poduži popis vrsta koje svake godine dobivaju stotine tisuća novih jedinki uzgojem in vitro . Ovdje nalazimo min. klinčić, gerbera, anturija, od vrtnih biljaka bit će narcisa, ljiljana i ljiljana, a od voćnih biljaka - jagoda, borovnica, jestivog drijena i mnogih, mnogih drugih.

Tehnika razmnožavanja biljaka in vitro prilično je jednostavna - dovoljno je dobiti konus biljnog rasta ili čak ostatak meristematskog tkiva s nediferenciranim stanicama s velikim regenerativnim potencijalom i smjestiti ga na pravilno uravnotežen medij pod moguće sterilne laboratorijske uvjete. Djeluje trivijalno, zar ne? Pa nije baš tako.

Ako su tkiva prikupljena za reprodukciju in vitro zaražena patogenima, na samom početku će se ispostaviti da je cijela kultura veliki neuspjeh. Najveću prijetnju predstavljaju virusi koji mogu dugo živjeti u biljnim stanicama bez izazivanja simptoma. Ako proizvedemo (mislim da ovu metodu možete nazvati biljnom proizvodnjom velikih razmjera) nove uzorke matične biljke zaražene virusom, imat ćemo neugodno iznenađenje ...

Međutim, za obranu od potencijalnih učinaka umnožavanja bolesnih pojedinaca, svaki veliki laboratorij za in vitro kulturu testira biljni materijal koji se množi na prisutnost virusa, a ako postoje, cijela kolonija matičnih stanica podvrgava se termoterapiji (tj. Djelovanju visoke temperature), koja učinkovito inhibira razmnožavanje virusa u biljci.

Sljedeća faza razmnožavanja biljaka in vitro je stavljanje fragmenata tkiva na pravilno odabrani agar-medij. Ona mora sadržavati ne samo osnovne hranjive sastojke iz kojih će biljka u razvoju moći poticati, već prije svega pravilno sastavljen skup biljnih hormona. Fitohormoni utječu na diobu biljnih stanica, njihov rast, diferencijaciju i, posljedično, obnovu cjelovite biljke samo iz čvorića kalusa, tj. Nediferencirane kolonije matičnih stanica.

Da bi se potaknuo rast stanica, u medij se dodaje strogo definirana koncentracija auksina i citokinina - dvije osnovne skupine fitohormona koje uvjetuju pravilan rast i razvoj cijele biljke. Već na samom početku istraživanja reprodukcije biljaka in vitroUtvrđeno je da iako neki biljni hormoni nemaju izravan stimulativni učinak na pupoljak nove biljke, njihova prisutnost u pogrešnoj koncentraciji uzrokuje inhibiciju rasta i često, kao posljedicu, smrt kalusa. Dugogodišnja istraživanja dovela su do stvaranja detaljnih tablica koncentracija fitohormona u medijima u svakoj od faza rasta i vremena tijekom kojeg bi ti spojevi trebali biti prisutni u mediju tijekom razmnožavanja pojedinih vrsta, pa čak i biljnih sorti. Dakle, da bi se potaknuo razvoj korijena, omjer koncentracija auksina i citokinina drugačiji je nego u slučaju razvoja izbojaka i lišća.

Norma tijekom in vitro razmnožavanja biljaka je da se, kako bi se potaknuo razvoj novih izbojaka, treba povećati udio hormona citokinina u mediju. Međutim, da bi sadnica razvila snažan korijenov sustav, treba je prenijeti u agar medij s povećanim udjelom auksina u odnosu na citokinine.

Tipično, kada se transplantira stanična masa u razvoju na novi medij s dobro definiranim sastavom, stanične skupine se također mogu sakupljati kako bi se povećao broj potomaka. To rezultira dobivanjem ogromnog broja novih biljaka iz jedne kuglice kalusa u rekordnom roku. Ovu metodu rada podržavaju i financijska razmatranja, jer se na relativno maloj površini laboratorijskih stolova može dobiti velik broj novih sadnica, često u milijunima komada.

Vrlo važnu ulogu tijekom cijelog ciklusa reprodukcije biljaka in vitro imaju odgovarajuća temperatura i fotoperiod, tj. Trajanje dana i noći, koji su jednako važni kao pravilno sastavljena hranjiva otopina ili zdrave majke biljke.

Kad sadnice dosegnu pravu veličinu, lagano se premještaju u sobu u kojoj se postupno odvija proces njihovog stvrdnjavanja, tj. Biljke se navikavaju na uvjete u tunelima i staklenicima.

Na taj su način gotovo svi vrtlarski noviteti i zanimljivosti dostupni širokoj skupini kupaca i cijene im drastično padaju. To je slučaj, na primjer, s novo uzgojenim sortama dnevnih ljiljana, kojima se dopušta razmnožavanje u in vitro kulturama odmah nakon prvog cvjetanja . Amerikanci i Nizozemci postigli su takvo savršenstvo u ovoj metodi kloniranja biljaka da noviteti određene godine postaju općenito dostupni nakon samo jedne ili dvije sezone. A cijena im pada s nekoliko stotina dolara u godini uvođenja na samo nekoliko desetaka sljedeće. Sorte s nekoliko godina iskustva sada su dostupne za svaki džep.

Uzgoj biljaka in vitro također pruža izvrsne uvjete za razmnožavanje orhideja i paprati, što je u "normalnim" uvjetima bilo pravi test strpljenja za vrtlare. Dok su u slučaju paprati, mladi gametofiti u sterilnim laboratorijskim uvjetima, izvana slobodni od "neželjenih gostiju", imaju izvrsne uvjete za rast, situacija je drugačija sa sjemenkama orhideja. Obitelj Orchideaceae, kojoj pripadaju sve kultivirane orhideje, karakterizira složen razvojni ciklus. Ove biljke žive u simbiozi s gljivicama, također njihovim sjemenkama treba prisutnost micelija da bi pravilno klijale, što ih hrani, nadoknađujući tako nedostatak endosperma koji služi kao rezerva.

Na agarskom mediju puno je lakše održavati odgovarajuće uvjete za rast gljivičnih hifa i zaštititi ih od zaraze štetnim mikroorganizmima koji bi mogli poremetiti proces klijanja sjemena i naknadni rast sadnica povezanih sa simbiozom njihovih korijena s gljivom talus.

Metoda in vitro kulture našla je primjenu i na polju hortikulture, odnosno uzgoja novih sorti. Zahvaljujući njoj postalo je moguće stvoriti, ponekad spontano u prirodi, udaljene hibride, tj. Križanja između jedinki koje pripadaju dvjema različitim vrstama. Cilj je dobiti vrijedne biljke s visokim specifičnim prinosom i velikom otpornošću na bolesti i štetnike, a istodobno ne izbirljive u uvjetima uzgoja.

Vrlo je teško dobiti takav hibrid, a samo iskorištavanje blagodati koje nudi reprodukcija biljaka in vitro omogućilo je uzgojnim institucijama da započnu istraživanja na ovom polju.

Prije su mehanizmi nekompatibilnosti, uglavnom zasnovani na pothranjenosti embriona u razvoju ili nemogućnosti uzimanja hranjivih sastojaka iz endosperma od strane klijave biljke, sprječavali križanje jedinki dviju različitih vrsta. Trenutno se embriji prenose u pravilno odabrani medij iz kojeg mogu dobiti sve tvari potrebne za pravilan razvoj.

Vjerujem da sam ovim kratkim člankom rasvijetlio ovu prilično tešku temu. Gore predstavljeni podaci samo su vrh sante leda. I same primjene za mikro-razmnožavanje, koje se ponekad nazivaju i metodom in vitro kultura , još uvijek se mogu naći na mnogo načina. Dakle, ovu tehniku ​​ne treba poistovjećivati ​​samo s masovnim razmnožavanjem ukrasnih biljaka, već širim sagledavanjem svih načina njezine uporabe u suvremenom svijetu.

Gwidon