For alle gartnere, enten de er profesjonelle eller amatører, er det viktig å vite hvordan plantingene skal forplantes. Det er mange måter, og en av de mest interessante og effektive er metoden for mikropropagering. Hva det er, hvordan det fungerer og all dets viktigste visdom - i vårt materiale.
Hva er dette?
La oss starte med det viktigste. I uttrykket "mikroklonal reproduksjon" er det andre ordet klart for alle, men det første - bare for eliten. La oss avklare situasjonen. Hva er "mikroklon alt"?
Snakker i "smarte" vitenskapelige termer, er dette en spesiell underart av vegetativ formering ved bruk av en teknikk k alt "in vitro" (in vitro), som gjør det mulig å få planter på kortere tid. Vi vil forstå klarere og mer detaljert videre, og for dette husker vi først hva vegetativ forplantning er, og forklarer hva begrepet "invitro" betyr.
I den vitenskapelige villmarken
Fra skoleløpetI biologi vet vi at planter kan formeres på to måter: frø (når vi sprer frø i jorda) og vegetativt. Vegetativ forplantning er aseksuell, den skjer ved å skille en del fra foreldreplanten. Spiring, roting av unge skudd, transplantasjon av løker – alt dette er vegetativ forplantning.
Det ser ut til at ved hjelp av frø er det mye lettere å øke antall planter - det er ingen slike problemer. Denne metoden har imidlertid ganske mange ulemper; i noen tilfeller er det umulig å bruke frø i det hele tatt - og den vegetative metoden, hvis ubestridelige fordel i forhold til den første er å bevare helheten av genene til morplanten, er fortsatt den eneste tilgjengelige og praktiske. Men dessverre har han også mangler. For eksempel, mangelen på ønsket effektivitet (for eksempel i planter som eik, furu og så videre), "eldre" treslag (som er mer enn 15 år gamle) er ikke i stand til å forplante seg ved stiklinger, slike prosedyrer er ganske arbeidskrevende og energikrevende, de resulterende plantene samsvarer ikke alltid med norm og prøve (kan være infisert) - og så videre.
Og det er for disse tilfellene det finnes mikropropageringsteknologi, som i likhet med Chip og Dale skynder seg til unnsetning. Som nevnt ovenfor, utføres det ved å bruke "in vitro" -teknikken, som er oversatt fra latin som "in vitro". Dermed gjør denne teknikken det mulig å "klone" i et "reagensrør" en plante med gener nøyaktig de samme somsom forelderen. Dette skyldes at cellen er i stand til å gi liv til en ny organisme under påvirkning av ytre faktorer.
Teknologien for mikropropagering har utvilsomt en rekke fordeler og ulemper. Vi snakker om dem senere.
Hvilket er bedre enn mikropropagering
Til mange! Og først av alt, fraværet av virus og infeksjoner i avlede planter (fordi spesielle celler brukes til dette - de kalles meristemceller, deres særegenhet ligger i den uopphørlige deling og tilstedeværelsen av fysiologisk aktivitet gjennom hele livet). Også planter "ekstrahert" på denne måten har et ganske høyt volum av reproduksjon, og hele avlsprosessen er mye raskere. Ved hjelp av mikroformeringsteknologi er det mulig å utføre denne prosedyren for de plantene der det er ekstremt problematisk å gjøre dette med konvensjonelle, "tradisjonelle" metoder. Til slutt, i "in vitro"-teknikken, kan planter dyrkes gjennom hele året, ikke begrenset til et hvilket som helst intervall. Så det er mange fordeler med en slik teknikk. Og før vi fordyper oss i essensen av mikroklonal forplantning av planter, la oss berøre en liten historie om fremveksten av denne metoden. Hvem kom på denne ideen og hvordan?
History of the method
Det første vellykkede eksperimentet på orkideer ble gjort av en fransk vitenskapsmann på 50-tallet av forrige århundre. Samtidig engasjerte han seg i utgangspunktet ikke i "invitro" -teknikken - den ble utviklet før ham, og ganske vellykket. Imidlertid er det JeanMorel - slik er navnet på den franske eksperimentatoren - bestemte seg for et lignende eksperiment og gjennomførte det ganske vellykket. Verk som forteller om denne teknikken dukket opp flere tiår før ham - på tjuetallet av forrige århundre.
En "reagensrørsklon" av en treaktig plante - nærmere bestemt osp - ble oppnådd på sekstitallet. Det viste seg å være vanskeligere å jobbe med tre enn med blomster og andre typer planter, men disse vanskelighetene ble overvunnet etter en viss tid. For tiden kan mer enn 200 træsorter fra mer enn førti familier fås ved hjelp av "reagensrør"-metoden. Teknologien for mikroformering av planter rettferdiggjør seg selv og bærer frukt.
Mer om metoden
Som du kanskje har gjettet, er det mange finesser i utviklingen og anvendelsen av mikroformering av planter. Så, for eksempel, er det spesielle stadier for denne teknologien, som bare er nødvendig å følge for å oppnå ønsket resultat. Du må forstå at å neglisjere handlingssekvensen eller et stadium kan absolutt ikke gi resultatet som oppdretteren regner med. Så vi vil snakke om stadiene i denne teknikken videre.
Stadier av mikroformering av planter
Denne teknologien innebærer fire "trinn" på veien til å skaffe de ettertraktede "klonene". Vi vil prøve å snakke om dem så uvitenskapelig som mulig, siden vilkårene for bioteknologi fortsatt ikke er det mest forståelige for et bredt publikum. OG,Forresten, vi vil umiddelbart forklare et av disse begrepene: eksplantasjon - dette er hvordan forskere på dette feltet kaller en ny organisme skilt fra foreldreorganismen. Det vil si selve «marsvinet» som skal dyrkes videre.
Så, la oss gå videre til våre "trinn". Det første trinnet er valget av forelderen selv – eller giveren. Denne problemstillingen bør tilnærmes med største seriøsitet og ansvar, for for å få en god, sterk, sunn plante, må vi og "originalen" velge den samme. Et eple faller som kjent ikke langt fra treet.
På samme stadium er det nødvendig å isolere og sterilisere eksplantatene, og deretter organisere slike forhold slik at veksten av de samme eksplantatene i "in vitro"-teknikken skjer så komfortabelt som mulig.
Det andre "steget" kunne ikke vært enklere - det er selve reproduksjonen. Det er mulig om en og en halv måned, når mini-stiklinger allerede har nådd størrelsen på erter og har rudimentene til alle vegetative organer. Det blir på sin side fulgt av rotingen av skuddene som ble oppnådd i forrige trinn. Den utføres når planten allerede har dannet et godt rotsystem.
Det siste trinnet er å hjelpe plantene med å tilpasse seg "livet" i jorda, dyrke dem i et drivhus, deretter transplantere dem i bakken eller selge dem - så å si "avgang til den store verden". Dette stadiet, merkelig nok, er det mest tidkrevende og kostbare, for svært ofte, dessverre, skjer det at planten først begynner i jordenmister blader, slutter å vokse - og så kan den dø helt. Alt dette skjer fordi prøverørsplanter mister mye vann når de transplanteres ned i bakken. Derfor er det nødvendig å forhindre en slik mulighet under transplantasjon - som det anbefales å spraye bladene med en 50% vandig løsning av glyserin eller en blanding av parafin. Dette må gjøres gjennom hele akklimatiseringsperioden. I tillegg er det i noen tilfeller tilrådelig å mykorrhisere med vilje - det vil si kunstig innføring av sopp i plantevev som infiserer den. Dette gjøres for at planten skal motta mest mulig nyttige næringsstoffer og organiske stoffer, og i tillegg beskyttes mot ulike patogener.
Det er alle stadiene av mikropropagering, der, som vi ser, det ikke er noe glob alt komplekst eller overnaturlig, men vi gjentar nok en gang, hele denne hendelsen krever stort ansvar og oppmerksomhet.
påvirkningsfaktorer
Prosessen med mikroforplantning, som alle andre, påvirkes av visse faktorer. La oss liste dem opp, fordi "du trenger å kjenne fienden personlig."
- Variety, art og fysiologiske egenskaper til morplanten - den må være sunn, vokse intensivt, om nødvendig, behandles med temperatureksponering
- Alder, struktur og opprinnelse til eksplantatet.
- Dyrkningsvarighet.
- Steriliseringseffektivitet.
- God grobunn.
- Hormoner, minerals alter, karbohydrater, vitaminer.
- Temperatur ogbelysning.
Dette trenger du for mikropropagering
Det er ett veldig viktig krav til planter som skal formeres på ovennevnte måte - i tillegg til at de må være sunne. Dette er en uunnværlig bevaring av genetisk stabilitet gjennom alle de ovennevnte stadiene. Dette kravet oppfylles best av apikale meristemer, samt aksillære knopper av stammeopprinnelse, og det er derfor de foretrekkes å brukes til prosedyren som er av interesse for oss.
Begrepene ovenfor burde være uforståelige for den vanlige lekmann. Nedenfor skal vi prøve å forklare hva slags dyr de er og hva de skal serveres med.
Apical meristems
Ovenfor har vi allerede nevnt eksistensen av spesielle meristemceller - med andre ord pedagogiske. Dette er celler som hele tiden deler seg, alltid i en tilstand av fysisk aktivitet - på grunn av hvilken massen av planten vokser og et spesielt vev av denne planten dannes. Det kalles meristem. Det finnes mange typer meristem. Generelt kan de deles inn i generelle og spesielle. Konseptet med vanlige merister inkluderer tre grupper, som så å si følger den ene fra den andre. Det aller første meristemet i en plante er meristemet til embryoet, hvorfra det apikale meristemet av interesse for oss stammer fra.
Ordet "apikal" kommer fra det latinske "apix" og oversettes som "topp". Dermed er dette det apikale vevssystemet som ligger helt på spissen av embryoet - og det er fra det at skuddet deretter dannes og dets vekst og utvikling begynner. Så når vi snakker om det apikale meristemet som et objekt for mikrokloning, må vi forstå at vi tar spissen av embryoet for våre behov.
Axillære knopper er litt enklere. Alle vet hva nyrer er. Akselknoppen er den som ble født fra bladets aksil. Bladaksen er på sin side vinkelen mellom bladet og stilken; derfra vil det vokse en nyre eller en flukt. Akkurat denne delen, det vil si det fremtidige sideskuddet, tas også for påfølgende mikropropagering.
Nå som litt lys har blitt kastet over mystikkens slør, kan vi endelig gå videre til mikroforplantningsmetoder.
Mikroavlsmetoder
Mikroklonal forplantning er fortsatt god, noe som i utgangspunktet innebærer muligheten for å bruke flere forskjellige teknikker samtidig. Vi vil prøve å dekke hver av dem så enkelt som mulig. Det er fire mikroformeringsmetoder tot alt.
Først. Aktivering av allerede eksisterende meristem i anlegget
Hva betyr dette? I en plante, selv et så lite mikrostykke, er visse merister allerede lagt. Dette er toppen av stilken og dens aksillære knopper. For å mikroklone en plante er det mulig å "vekke" disse hittil sovende meristemene "in vitro". Dette oppnås enten ved å fjerne den apikale meristem av mikrospiren, eller rettere sagt, stammen, og deretter kutte skuddet ved å bruke "in vitro"-teknikken, eller ved å introdusere spesielle stoffer i næringsmediet til planten som aktiverer vekst og utvikling av aksillære skudd. Metodeaktivering av "sovende" meristemer er den viktigste, mest populære og effektive, og den ble utviklet tilbake på syttitallet av forrige århundre. Jordbær ble det første "marsvinet" i anvendelsen av mikropropagering av planter av denne typen. Det er imidlertid viktig å merke seg at det er forbudt å formere avlinger på ubestemt tid på denne måten, siden dette er full av tap av evnen til å rote, og i noen tilfeller, plantens død.
Second. Fremveksten av tilfeldige knopper av plantens krefter
Enhver isolert del av en plante har en virkelig magisk evne, sin egen superkraft. Hvis under mikroklonal forplantning næringsmediet til planten og alle andre leveforhold er gunstige og komfortable, kan det gjenopprette de manglende delene. En slags regenerering finner sted - plantens vev danner tilfeldige, eller adnexale knopper - det vil si de som vises så å si "fra gamle reserver", og ikke fra nye vev. Slike knopper er uvanlige ved at de som regel vises på de stedene der du ikke forventer at de skal dukke opp - for eksempel på røttene. Det er på denne måten at mange blomster ofte forplantes, igjen - jordbær. Dette er den nest mest populære og effektive metoden for mikroformering av planter.
Tredje. Somatisk embryogenese
Med det andre ordet skal alt være mer eller mindre klart. La oss berøre det første - hva betyr somatisk? Dette ordet i denne venen er direkte relatert til cellene med samme navn. Slike celler kalles de som utgjør kroppen til flercellede organismer og ikke gjør detdelta i seksuell reproduksjon. Kort sagt, disse er alle celler, med unntak av kjønnsceller. Somatisk embryogenese utføres på en ganske enkel måte: embryoider dannes fra de ovennevnte cellene (det vil si somatiske) ved bruk av "in vitro" -teknikken, som deretter, når de organiserer passende forhold for utvikling med et optim alt næringsmedium, blir til en uavhengig hel plante. I dette tilfellet kan vi snakke om et slikt konsept som totipotens (evnen til enhver celle, på grunn av deling, til å starte en hvilken som helst celletype av en organisme). Det antas at slike embryoer til slutt utvikler seg til en frøplante. Somatisk embryogenese er også bra fordi det er mulig å få kunstige frø på denne måten. Denne metoden ble først oppdaget i midten av forrige århundre i gulrotceller.
En aktivt lignende metode for mikropropagering av planter brukes ved forplantning av oljepalme. Saken er at siden den verken har skudd eller sideskudd, er dens vegetative forplantning umulig (eller i alle fall veldig, veldig vanskelig), akkurat som stiklinger er umulig. Dermed er metoden ovenfor den eneste av alle de mest tilgjengelige og optimale når du arbeider med dette anlegget.
Fjerde. Arbeide med hard hud
Et annet begrep har jevnt "flyttet" inn i nettverket av vår fortelling, og først og fremst kreves det for å klargjøre betydningen. Hva er callusvev? Alle vet at på såret, når det lever litt, dukker det opp en tørkeskorpe. Og trekker du det av, begynner såret å blø igjen. Leketøyselve skorpen, med andre ord, «det helbredende vevet, er callusvevet. Cellene i dette vevet bidrar ikke bare til helbredelse av sår, men er også totipotente - det vil si, som allerede forklart ovenfor, de lar en ny plante oppstå. Og det er derfor adnexal knopper (adventive - vi har allerede introdusert dette begrepet før) også kan vises på slikt vev
Denne metoden av alle fire ovenfor er kanskje den minst populære. Først og fremst skyldes dette det faktum at for hyppig separasjon av callusvevsceller kan føre til genforstyrrelser og mutasjoner på ulike nivåer. Siden bevaring av genotypen er svært viktig for mikropropagering, og vevskultur må opprettholdes på høyeste nivå. I tillegg, med de ovennevnte bruddene, vises andre mangler: kort vekst, mottakelighet for sykdom og så videre. Men i noen tilfeller er reproduksjon bare mulig på lignende måte - for eksempel for sukkerroer er det rett og slett ingen annen metode.
Deretter vil vi for eksempel si noen ord om kloning av spesifikke planter, men først må vi dele informasjon om gjenvinning av planter brukt som plantemateriale. Hvordan kan dette oppnås?
Recovery
Det er flere måter å gjøre en plante om fra syk til frisk, og den første av dem er å plassere spiren i et spesielt kammer, eller boks, hvor sterile forhold opprettholdes, og "fylle" den med antibiotika. Denne metoden er bra for alle, bortsett fra at den ikke takler alle bakterier.og virus som planter kan bli utsatt for. I slike tilfeller, for å desinfisere planter, gis de termoterapi - med andre ord varmebehandling i spesielle isolerte kamre, hvor temperaturen økes daglig i flere dager på rad. Kjemoterapi er en annen måte å bekjempe infeksjoner og bakterier for infiserte planter.
Om potetkloning
Potet er forresten en av få avlinger som kan formeres med den fjerde av metodene ovenfor. Men dette er selvfølgelig langt fra den eneste måten - og ofte tyr de også til aktivering av "sovende" apikale og aksillære meristemer. Knollene oppnådd etter kloning er nøyaktig de samme som de "originale" - de skiller seg bare i en mindre størrelse, disse er de såk alte mikroknollene. Og dessuten vil de helt sikkert være sunne og fri for virus.
Ved mikroklonal forplantning av poteter dyrkes den i reagensrør med to stiklinger, reagensrørene plasseres under lys av lysrør med en effekt på seks til åtte tusen lux, temperaturen holdes om natten innen atten grader, i løpet av dagen - omtrent tjuefem. I Russland er det poteter som dyrkes mest aktivt ved hjelp av kloning.
Om kloning av epletre: hva du trenger å vite
I mikroformering av epletrær er den første metoden mye brukt – formering ved bruk av aksillære knopper. Det er en høy evne til denne kulturen til å rote og overlevelsesraten på flereeksplantater.
De ble plassert i et flytende næringsmedium, som hele tiden - daglig - ble oppdatert. Temperaturen for prøverørsplanter ble også holdt på tjuefem grader på dagtid, forsøket ble utført i tre til fire uker.
Interessante fakta
- Denne teknikken, som du lett kan gjette, fikk navnet sitt fra konseptet "klone", som dukket opp i 1903. Fra det greske språket er dette ordet oversatt som "avkom" eller "skjæring".
- Det første stedet i vårt land hvor de første eksperimentelle forsøkene på mikroklonal forplantning av planter ble utført var Timiryazev Moskva-instituttet.
- Klonal mikropropagering er en utmerket metode for å kontrollere virus og produsere sunne, infeksjonsfrie planter.
- Perioden som en plante gjennomgår før blomstring og fruktsetting kalles juvenile - og hos de organismer som oppnås ved kloning, minimeres den.
- Amerikas forente stater, Nederland, Italia, Polen, Israel og India anses å være de ledende landene innen produksjon av planter på ovennevnte måte.
- Nesten to og et halvt tusen arter og varianter av planter kan nå formeres ved å bruke "in vitro"-teknikken.
- I de tidlige stadiene kan planter dyrket in vitro ha forskjellige utseende, men etter hvert som de vokser forsvinner alle forskjeller, og til slutt blir plantene like, som tvillinger.
- Eksplanter fra unge planter er best forankret enn framoden.
- En av de viktige betingelsene i mikroklonal formering er valg av det mest gunstige næringsmediet for planten, og det kan være både flytende og fast tilstand.
- Celler av meristematisk vev inneholder vanligvis ikke virus.
- Størrelsen på eksplantatet er direkte relatert til mulig tilstedeværelse av virus i den. Jo mindre den er, jo lavere er risikoen for infeksjoner.
- Et annet navn for mikropropagering er meristemformidling.
Dette er informasjonen om plantemikroformering, et emne like komplekst som det er interessant.
