Reproducerea in vitro a plantelor
Răsadurile, așezările și semințele sunt singura modalitate de a crește numărul plantelor oferite spre vânzare? După cum se dovedește - nu mai este! Reproducerea plantelor in vitro s- a alăturat metodelor din ce în ce mai utilizate . Vedeți cum arată propagarea in vitro a plantelor, cum se realizează și ce plante se propagă cel mai adesea prin metoda in vitro.
Reproducerea in vitro a plantelor
Grădinăritul a intrat într-o nouă eră, ceea ce înseamnă că în zilele noastre, pe lângă metodele tradiționale de reproducere a plantelor, se utilizează o gamă întreagă de metode, adesea destul de neobișnuite. În primul rând printre aceste metode neobișnuite este promovată microreproducerea, adică reproducerea in vitro . Înseamnă la fel ca cultivarea sticlei și nu este o tehnică atât de nouă pe cât ar putea părea, deoarece metrica sa indică câteva zeci de ani de încercări, care au dus la dezvoltarea unui număr de metode de multiplicare a fragmentelor de plante în condiții de laborator.
Reproducerea plantelor in vitro se bazează pe abilitățile regenerative aproape nelimitate ale tuturor celulelor vegetale cu un nucleu intact. Aceste predispoziții ale celulelor vegetale vii pentru a menține informații genetice complete și capacitatea de dezvoltare completă, indiferent de gradul de diferențiere a acestora, se numesc totipotență. Această proprietate permite în multe cazuri să recreeze un organism complet al plantei din secțiuni mici de frunze, lăstari, rădăcini sau chiar în cazuri extreme - din celule unice.
În prezent, propagarea in vitro a plantelor este utilizată pentru aproape toate plantele ornamentale, cultivate și, de asemenea, fructifere. Uită-te la lista lungă de specii pe care sute de mii de exemplare noi le folosesc în fiecare anreproducerea in vitro . Aici găsim min. cuișoare, gerbere, anthurie, din plantele de grădină vor exista narcise, crini și crini, iar din plante fructifere - căpșuni, afine, câine comestibil și multe, multe altele.
Tehnica reproducerii plantelor in vitro este destul de simplă - este suficient să obțineți un con de creștere a plantelor sau chiar o bucată de țesut meristematic cu celule nediferențiate cu un mare potențial regenerativ și să o așezați pe un mediu echilibrat corespunzător în condiții de laborator, posibil sterile. Pare banal, nu? Ei bine, nu este așa.
Dacă țesuturile colectate pentru reproducere in vitrosunt infectați cu agenți patogeni, întreaga reproducere va fi un mare eșec la început. Cea mai mare amenințare este reprezentată de viruși care pot trăi în celulele plantei pentru o lungă perioadă de timp fără a provoca simptome. Dacă producem (cred că puteți numi o producție de plante la scară largă folosind această metodă) exemplare noi dintr-o plantă mamă infectată cu virus, vom avea o surpriză neplăcută ...
Totuși, pentru a ne apăra împotriva efectelor potențiale ale multiplicării exemplarelor bolnave, orice laborator de cultură in vitro maretestează materialul vegetal care trebuie înmulțit pentru prezența virușilor și, dacă există, întreaga colonie de celule stem este supusă termoterapiei (adică temperatură ridicată), care inhibă în mod eficient multiplicarea virusului în plantă.
Următoarea etapă a reproducerii plantelor prin metoda in vitroeste plasarea fragmentelor de țesut pe un mediu agar selectat corespunzător. Trebuie să conțină nu numai substanțele nutritive de bază din care planta în creștere va putea obține, ci mai presus de toate un set compus corespunzător de hormoni vegetali. Fitohormonii afectează diviziunea celulelor vegetale, creșterea, diferențierea și, în consecință, reconstrucția unei plante complete numai dintr-un nodul calus, adică o colonie nediferențiată de celule stem.
Pentru a stimula creșterea celulară, se adaugă mediului o concentrație precis definită de auxine și citokinine - două grupuri de bază de fitohormoni care condiționează creșterea și dezvoltarea corespunzătoare a întregii plante. Deja chiar la începutul cercetărilor privind reproducerea plantelor in vitroS-a constatat că, deși unii hormoni vegetali nu au un efect de stimulare direct asupra mugurelui unei plante noi, prezența lor în concentrația greșită are ca rezultat inhibarea creșterii și adesea, în consecință, moartea calusului. Mulți ani de cercetare au condus la dezvoltarea unor tabele detaliate ale concentrațiilor de fitohormoni în medii în fiecare fază de creștere și timpul pentru care acești compuși ar trebui să fie prezenți în mediu în timpul multiplicării speciilor individuale și chiar a soiurilor de plante. Astfel, pentru a stimula dezvoltarea rădăcinii, se aplică un raport diferit între concentrațiile de auxină și citokinină decât în cazul dezvoltării lăstarilor și frunzelor.
Norma în timpul reproducerii plantelor in vitroeste că, pentru a stimula dezvoltarea de noi lăstari, proporția de hormoni citokininici din mediu ar trebui să crească. Cu toate acestea, pentru ca răsadul să dezvolte un sistem puternic de rădăcini, acesta trebuie transferat într-un mediu agar cu o proporție crescută de auxine în raport cu citokininele.
De obicei, atunci când se transplantează masa celulară în curs de dezvoltare pe un mediu nou cu o compoziție bine definită, grupurile celulare pot fi, de asemenea, recoltate pentru a crește numărul descendenților. Această procedură are ca rezultat obținerea unui număr mare de plante noi dintr-un nodul calus într-un timp record. Există, de asemenea, motive financiare pentru această metodă de operare, deoarece un număr mare de răsaduri noi, adesea în milioane de bucăți, pot fi obținute pe o suprafață relativ mică de mese de laborator.
Un rol foarte important pe tot parcursul cicluluiReproducerea plantelor in vitro este determinată de temperatura și fotoperioada corespunzătoare, adică durata zilei și a nopții, care sunt la fel de importante ca o soluție nutritivă compusă corespunzător sau plantele mamă sănătoase.
Când răsadurile ating dimensiunea corectă, acestea sunt mutate ușor în camera în care are loc treptat procesul de întărire, adică plantele se obișnuiesc cu condițiile din tuneluri și sere.
În acest fel, practic toate noutățile și curiozitățile din grădină sunt puse la dispoziția unui grup larg de clienți, iar prețul acestora scade drastic. Acesta este cazul, de exemplu, cu soiurile nou crescute de daylilies, cărora li se permite să se înmulțească în culturi in vitro imediat după prima înflorire.. Americanii și olandezii au obținut o astfel de perfecțiune în această metodă de clonare a plantelor, încât noutățile unui anumit an devin în general disponibile după doar una sau două sezoane. Și prețul lor scade de la câteva sute de dolari în anul introducerii la doar câteva zeci în următorul. Soiuri cu câțiva ani de experiență sunt acum disponibile pentru fiecare buzunar.
Creșterea plantelor in vitrooferă, de asemenea, condiții excelente pentru reproducerea orhideelor, precum și a ferigilor, care în condiții „normale” au fost un adevărat test de răbdare pentru grădinari. În timp ce în cazul ferigilor, gametofiții tineri în condiții de laborator sterile, fără „oaspeți nedoriti” din exterior, au condiții excelente de creștere, situația este diferită cu semințele de orhidee. Familia Orchideaceae, căreia îi aparțin toate orhideele cultivate, se caracterizează printr-un ciclu de dezvoltare complicat. Aceste plante trăiesc în simbioză cu ciuperci, de asemenea, semințele lor au nevoie de prezența miceliului pentru a germina corespunzător, ceea ce le hrănește, compensând astfel lipsa de endosperm care servește drept rezervă.
Pe mediul agar, este mult mai ușor să mențineți condițiile adecvate pentru creșterea hifelor fungice și să le protejați împotriva infecției cu microorganisme dăunătoare care ar putea perturba procesul de germinare a semințelor și creșterea ulterioară a răsadurilor asociate cu simbioza rădăcinilor lor cu talul fungic.
Metoda de cultură in vitro și-a găsit aplicarea și în domeniul horticulturii, care este creșterea de noi soiuri. Datorită acestuia, a devenit posibil să se creeze, uneori în mod spontan în natură, hibrizi îndepărtați, adică încrucișări între indivizi aparținând a două specii diferite. Scopul este de a obține plante valoroase cu un randament specific ridicat și o rezistență ridicată la boli și dăunători și, în același timp, nesimțite în ceea ce privește condițiile de creștere.
Este foarte dificil să obțineți un astfel de hibrid și doar profitând de beneficiile reproducerii in vitro a plantelor a permis instituțiilor de reproducere să înceapă cercetări în acest domeniu.
Anterior, mecanismele de incompatibilitate, bazate în principal pe malnutriția embrionului în curs de dezvoltare sau incapacitatea de a lua substanțe nutritive din endosperm de către planta germinativă, împiedicau traversarea indivizilor din două specii diferite. În prezent, embrionii sunt transferați într-un mediu selectat corespunzător din care pot obține toate substanțele necesare dezvoltării corecte.
Cred că, cu acest scurt articol, am aruncat o lumină asupra acestui subiect destul de dificil. Informațiile prezentate mai sus sunt doar vârful aisbergului. Însăși aplicațiile pentru micro-propagare, denumită uneori și metoda culturilor in vitro , ar putea fi încă găsite într-un număr mare. Astfel, această tehnică nu ar trebui să fie echivalată doar cu reproducerea masivă a plantelor ornamentale, ci o privire mai largă asupra tuturor modurilor de utilizare a acesteia în lumea modernă.
Gwidon
