Разсадът, засаждането и засяването на семена единственият начин ли е да се увеличи броят на растенията, предлагани за продажба? Както се оказва - вече не! Размножаването на растенията in vitro се присъедини към все по-често използваните методи . Вижте как изглежда размножаването на растенията in vitro, как се извършва и какви растения се размножават най-често чрез in vitro метод.
Размножаване на растения ин витро
Градинарството навлезе в нова ера, което означава, че в днешно време, в допълнение към традиционните методи за размножаване на растения, се използват цяла гама, често доста необичайни методи. На първо място сред тези необичайни методи се насърчава микровъзпроизвеждането, т.е. репродукция in vitro . Това означава колкото отглеждането на стъкло и не е толкова нова техника, колкото може да изглежда, тъй като нейната метрика показва няколко десетки години опити, които са довели до създаването на редица методи за възпроизвеждане на растителни фрагменти в лабораторни условия.
Размножаването на растенията in vitro се основава на почти неограничените регенеративни способности на всички растителни клетки с непокътнато ядро. Тези предразположения на живите растителни клетки за поддържане на пълна генетична информация и пълна способност за развитие, независимо от степента на тяхната диференциация, се наричат тотипотентност. Това свойство позволява в много случаи да се пресъздаде цялостен растителен организъм от малки части от листа, издънки, корени или дори в краен случай - от единични клетки.
Понастоящем размножаването на растения in vitro се използва за почти всички декоративни, култивирани, а също и овощни растения. Достатъчно е да разгледаме дългия списък на видовете, които се получават всяка година от стотици хиляди нови индивиди, използващи ин витро размножаване . Тук намираме мин. карамфил, гербери, антурия, от градинските растения ще има нарциси, лилейници и лилии, а от овощни растения - ягоди, боровинки, годна за консумация дрян и много, много други.
Техниката на възпроизвеждане на растения in vitro е съвсем проста - достатъчно е да се получи конус за растеж на растение или дори парче меристематична тъкан с недиференцирани клетки с голям регенеративен потенциал и да се постави върху правилно балансирана среда при възможно най-стерилни лабораторни условия. Изглежда тривиално, нали? Е, не е така.
Ако тъканите, събрани за репродукция in vitro, са заразени с патогени, цялата култура ще се окаже голям провал в самото начало. Най-голяма заплаха представляват вирусите, които могат да живеят в растителните клетки дълго време, без да причиняват никакви симптоми. Ако произведем (мисля, че можете да наречете мащабно растително производство по този метод) нови екземпляри от заразено с вируси майчино растение, ще имаме неприятна изненада ...
За да се защити срещу потенциалните ефекти от размножаването на болни индивиди, всяка голяма лаборатория за ин витро култури тества растителния материал, който трябва да се умножи за наличие на вируси, и ако има такива, цялата колония от стволови клетки се подлага на термотерапия (т.е. действието на висока температура), която ефективно инхибира размножаването на вируса в растението.
Следващият етап от размножаването на растенията in vitro е поставянето на тъканни фрагменти върху правилно подбрана агарова среда. Той трябва да съдържа не само основните хранителни вещества, от които развиващото се растение ще може да извлече, но преди всичко правилно съставен набор от растителни хормони. Именно фитохормоните оказват влияние върху разделянето на растителните клетки, техния растеж, диференциация и следователно възстановяването на цялостно растение само от калусен възел, т.е.недиференцирана колония от стволови клетки.
За стимулиране на растежа на клетките към средата се добавя строго определена концентрация на ауксини и цитокинини - две основни групи фитохормони, които обуславят правилния растеж и развитие на цялото растение. Още в самото начало на изследванията върху размножаването на растенията in vitroУстановено е, че въпреки че някои растителни хормони нямат пряк стимулиращ ефект върху пъпката на ново растение, тяхното присъствие в грешна концентрация води до инхибиране на растежа и често, като следствие, смърт на калуса. Многогодишните изследвания доведоха до създаването на подробни таблици на концентрациите на фитохормони в средата във всяка фаза на растеж и времето, през което тези съединения трябва да присъстват в средата по време на размножаването на отделни видове и дори растителни сортове. По този начин, за да се стимулира развитието на корените, се прилага различно съотношение на концентрациите на ауксин и цитокинин, отколкото при развитието на леторастите и листата.
Нормата по време на ин витро размножаването на растенията е, че за да се стимулира развитието на нови издънки, трябва да се увеличи делът на цитокининовите хормони в средата. Въпреки това, за да може разсадът да развие силна коренова система, той трябва да бъде прехвърлен в агарова среда с увеличен дял на ауксини спрямо цитокинините.
Обикновено, при трансплантация на развиващата се клетъчна маса в нова среда с добре дефиниран състав, клетъчни групи също могат да бъдат събрани, за да се увеличи броят на потомците. Това води до получаване на огромен брой нови растения от една калусна гранула за рекордно кратко време. Съществуват и финансови причини за този метод на работа, тъй като голям брой нови разсад, често в милиони парчета, могат да бъдат получени на относително малка площ от лабораторни маси.
Много важна роля по време на целия цикъл на размножаване на растенията in vitro играят подходящата температура и фотопериод, т.е. продължителността на деня и нощта, които са толкова важни, колкото правилно съставеният хранителен разтвор или здравите майчини растения.
Когато разсадът достигне правилния размер, той внимателно се премества в помещението, където постепенно протича процесът на тяхното втвърдяване, тоест растенията свикват с условията в тунели и оранжерии.
По този начин на практика всички градински новости и любопитни факти се предоставят на широка група клиенти и цените им драстично падат. Такъв е случаят например с новоотглежданите сортове лилейници, на които се позволява да се размножават в in vitro култури веднага след първия цъфтеж . Американците и холандците са постигнали такова съвършенство в този метод на клониране на растения, че новостите от дадена година стават общодостъпни само след един или два сезона. И цената им спада от няколкостотин долара през годината на въвеждане до няколко десетки следващата. Сортове с няколко години опит вече са достъпни за всеки джоб.
Развъждането на растения ин витро също осигурява отлични условия за размножаване на орхидеи и папрати, които при „нормални“ условия бяха истински тест за търпение за градинарите. Докато при папратите младите гаметофити в стерилни лабораторни условия, свободни от „нежелани посетители“ отвън, имат отлични условия за растеж, ситуацията е по-различна при семената на орхидеите. Семейството Orchideaceae, към което принадлежат всички култивирани орхидеи, се характеризира със сложен цикъл на развитие. Тези растения живеят в симбиоза с гъби, също така семената им се нуждаят от наличието на мицел, за да покълнат правилно, което ги подхранва, като по този начин компенсира липсата на ендосперм, който служи като резерв.
На агарова среда е много по-лесно да се поддържат подходящи условия за растежа на гъбични хифи и да се предпазят от инфекция с вредни микроорганизми, които биха могли да нарушат процеса на покълване на семената и последващия растеж на разсад, свързан със симбиозата на техните корени с гъбички талус.
Методът in vitro култура е намерил приложение и в областта на градинарството, което е отглеждането на нови сортове. Благодарение на него стана възможно да се създават, понякога спонтанно в природата, отдалечени хибриди, т.е. кръстоски между индивиди, принадлежащи към два различни вида. Целта е да се получат ценни растения с висок специфичен добив и висока устойчивост на болести и вредители и в същото време да не са придирчиви към условията на отглеждане.
Много е трудно да се получи такъв хибрид и само възползването от предимствата на in vitro размножаването на растенията позволи на развъдните институции да започнат изследвания в тази област.
Преди това механизмите за несъвместимост, базирани главно на недохранване на развиващия се ембрион или невъзможност за поемане на хранителни вещества от ендосперма от покълващото растение, предотвратяват кръстосването на индивиди от два различни вида. В момента ембрионите се прехвърлят в правилно подбрана среда, от която могат да получат всички вещества, необходими за правилното развитие.
Вярвам, че с тази кратка статия хвърлих малко светлина върху тази доста трудна тема. Информацията, представена по-горе, е само върхът на айсберга. Самите приложения за микроразмножаване, наричани понякога и метод на in vitro култури , все още могат да бъдат намерени много. По този начин тази техника не бива да се отъждествява само с масовото размножаване на декоративни растения, а по-широк поглед върху всички начини за нейното използване в съвременния свят.
Гуидон
