Reprodukcia rastlín in vitro
Sú sadenice, položenie a vysievanie semien jediným spôsobom, ako zvýšiť počet rastlín ponúkaných na predaj? Ako sa ukazuje - už nie! Reprodukcia rastlín in vitro sa pripojila k čoraz častejšie používaným metódam . Zistite, ako vyzerá množenie rastlín in vitro, ako sa vykonáva a aké rastliny sa najčastejšie množia metódou in vitro.
Reprodukcia rastlín in vitro
Záhradníctvo vstúpilo do novej éry, čo znamená, že v dnešnej dobe sa okrem tradičných metód rozmnožovania rastlín používa aj celá škála, často celkom neobvyklých metód. Na prvom mieste medzi týmito neobvyklými metódami je propagovaná mikrorozmnožovanie, t.j. reprodukcia in vitro . Znamená to to isté ako kultivácia skla a nejde o takúto novú techniku, ako by sa mohlo zdať, pretože jej metrika naznačuje niekoľko desiatok rokov pokusov, ktoré vyústili do vytvorenia množstva metód množenia rastlinných fragmentov v laboratórnych podmienkach.
Množenie rastlín in vitro je založené na takmer neobmedzených regeneračných schopnostiach všetkých rastlinných buniek s intaktným jadrom. Tieto predispozície živých rastlinných buniek na udržanie úplnej genetickej informácie a úplnej vývojovej kapacity bez ohľadu na stupeň ich diferenciácie sa nazývajú totipotencia. Táto vlastnosť umožňuje v mnohých prípadoch znovu vytvoriť kompletný rastlinný organizmus z malých častí listov, výhonkov, koreňov alebo dokonca v extrémnych prípadoch - z jednotlivých buniek.
V súčasnosti sa množenie rastlín in vitro používa takmer pre všetky okrasné, kultivované a tiež ovocné rastliny. Stačí sa pozrieť na dlhý zoznam druhov, ktoré každoročne používajú státisíce nových jedincovreprodukcia in vitro . Tu nájdeme min. klinčeky, gerbery, antúria, zo záhradných rastlín to bude narcis, denná ľalia a ľalia, a z ovocných rastlín - jahody, čučoriedky, jedlé drieň a mnoho, mnoho ďalších.
Technika množenia rastlín in vitro je dosť jednoduchá - stačí získať rastový kužeľ rastlín alebo dokonca úlomok meristematického tkaniva s nediferencovanými bunkami s veľkým regeneračným potenciálom a umiestniť ho na správne vyvážené médium za prípadných sterilných laboratórnych podmienok. Zdá sa to triviálne, však? No nie je to tak.
Ak sa tkanivá odobrali na reprodukciu in vitrosú infikované patogénmi, bude celý chov na samom začiatku veľkým neúspechom. Najväčšiu hrozbu predstavujú vírusy, ktoré môžu žiť v rastlinných bunkách dlho bez toho, aby spôsobovali akékoľvek príznaky. Ak vyrobíme (myslím si, že touto metódou môžete nazvať rozsiahlu rastlinnú výrobu) nových vzoriek z materskej rastliny infikovanej vírusom, bude nás čakať nemilé prekvapenie ...
Aby sme sa však chránili pred možnými účinkami množenia chorých vzoriek, ktorékoľvek väčšie laboratórium na kultiváciu in vitrotestuje rastlinný materiál, ktorý sa má rozmnožovať, na prítomnosť vírusov a ak existujú, celá kolónia kmeňových buniek sa podrobí termoterapii (t. j. vysokej teplote), ktorá účinne inhibuje množenie vírusu v rastline.
Ďalšia fáza reprodukcie rastlín metódou in vitroje to umiestnenie fragmentov tkaniva na správne vybrané agarové médium. Musí obsahovať nielen základné živiny, z ktorých bude môcť vyvíjajúca sa rastlina odvodiť, ale predovšetkým správne zostavený súbor rastlinných hormónov. Sú to fytohormóny, ktoré ovplyvňujú delenie rastlinných buniek, ich rast, diferenciáciu a následne prestavbu celej rastliny iba z pelety kalusu, teda nediferencovanej kolónie kmeňových buniek.
Na stimuláciu rastu buniek sa do média pridáva prísne definovaná koncentrácia auxínov a cytokinínov - dvoch základných skupín fytohormónov, ktoré podmieňujú správny rast a vývoj celej rastliny. Už na samom začiatku výskumu reprodukcie rastlín in vitroZistilo sa, že hoci niektoré rastlinné hormóny nemajú priamy stimulačný účinok na púčiky novej rastliny, ich prítomnosť v nesprávnej koncentrácii vedie k inhibícii rastu a často v dôsledku toho k smrti mozoľa. Mnohoročné výskumy viedli k vývoju podrobných tabuliek koncentrácií fytohormónu v médiách v každej rastovej fáze a času, počas ktorého by tieto látky mali byť v médiu prítomné počas množenia jednotlivých druhov a dokonca aj odrôd rastlín. Na stimuláciu vývoja koreňov teda platí iný pomer koncentrácií auxínu a cytokinínu ako v prípade vývoja výhonkov a listov.
Norma počas množenia rastlín in vitrospočíva v tom, že na stimuláciu vývoja nových výhonkov by sa mal zvýšiť podiel cytokinínových hormónov v médiu. Aby si však sadenica vyvinula silný koreňový systém, mala by sa preniesť na agarové médium so zvýšeným podielom auxínov vo vzťahu k cytokinínom.
Typicky pri transplantácii vyvíjajúcej sa bunkovej hmoty na nové médium s presne stanoveným zložením môžu byť tiež zhromaždené bunkové skupiny, aby sa zvýšil počet potomkov. Výsledkom je získanie obrovského množstva nových rastlín z jednej pelety kalusu v rekordnom čase. Pre tento spôsob činnosti existujú aj finančné dôvody, pretože na relatívne malej ploche laboratórnych stolov je možné získať veľké množstvo nových sadeníc, často v miliónoch kusov.
Veľmi dôležitá úloha počas celého cykluNa reprodukciu rastlín in vitro sa podieľa vhodná teplota a fotoperióda, t. J. Trvanie dňa a noci, ktoré sú rovnako dôležité ako správne zložený výživný roztok alebo zdravé materské rastliny.
Keď sadenice dosiahnu správnu veľkosť, jemne sa premiestnia do miestnosti, kde postupne prebieha proces ich tvrdnutia, t. J. Rastliny si zvykajú na podmienky v tuneloch a skleníkoch.
Týmto spôsobom sú prakticky všetky záhradné novinky a kuriozity sprístupnené širokej skupine zákazníkov a ich cena drasticky klesá. To je napríklad prípad novo vypestovaných odrôd denných ľalií, ktoré sa môžu množiť v kultúrach in vitro hneď po prvom odkvitnutí.. Američania a Holanďania dosiahli v tejto metóde klonovania rastlín takú dokonalosť, že novinky daného roku sa stanú všeobecne dostupnými už po jednej alebo dvoch sezónach. A ich cena klesá z niekoľkých stoviek dolárov v roku uvedenia na iba niekoľko desiatok ďalších. Odrody s niekoľkoročnými skúsenosťami sú teraz k dispozícii pre každé vrecko.
Šľachtenie rastlín in vitroposkytuje tiež vynikajúce podmienky na reprodukciu orchideí, ako aj papradí, ktoré boli za „bežných“ podmienok pre záhradkárov skutočnou skúškou trpezlivosti. Zatiaľ čo v prípade papradí majú mladé gametofyty v sterilných laboratórnych podmienkach bez vonkajšej prítomnosti „nežiaducich hostí“ vynikajúce podmienky pre rast, iná situácia je u semien orchideí. Pre čeľaď Orchideaceae, do ktorej patria všetky kultivované orchidey, je charakteristický komplikovaný vývojový cyklus. Tieto rastliny žijú v symbióze s hubami. Tiež ich semená potrebujú na správne klíčenie prítomnosť mycélia, ktoré ich vyživuje a kompenzuje tak nedostatok endospermu, ktorý slúži ako rezerva.
Na agarovom médiu je oveľa jednoduchšie udržiavať vhodné podmienky pre rast plesňových hýf a chrániť ich pred infekciou škodlivými mikroorganizmami, ktoré by mohli narušiť proces klíčenia semien a následný rast sadeníc súvisiacich so symbiózou ich koreňov s hubou thallus.
Metóda kultivácie in vitro si našla uplatnenie aj v oblasti záhradníctva, ktorým je šľachtenie nových odrôd. Vďaka nemu sa stalo možné vytvárať niekedy spontánne vzdialené hybridy, teda krížiť medzi jednotlivcami patriacimi k dvom rôznym druhom. Cieľom je získať cenné rastliny s vysokým špecifickým výnosom a vysokou odolnosťou voči chorobám a škodcom, ktoré zároveň nie sú náročné na podmienky pestovania.
Získať takýto hybrid je veľmi ťažké a iba s využitím výhod in vitro reprodukcie rastlín bolo umožnené šľachtiteľským inštitúciám zahájiť výskum v tejto oblasti.
Predtým mechanizmy inkompatibility, založené hlavne na podvýžive vyvíjajúceho sa embrya, alebo neschopnosti klíčiacej rastliny prijímať živiny z endospermu, bránili kríženiu jedincov dvoch rôznych druhov. V súčasnosti sú embryá prenesené na správne vybrané médium, z ktorého môžu získať všetky látky potrebné pre správny vývoj.
Verím, že týmto krátkym článkom som vniesol trochu svetla do tejto dosť zložitej témy. Informácie uvedené vyššie sú iba špičkou ľadovca. Samotných aplikácií na mikropropagáciu, tiež niekedy nazývanej metóda kultúr in vitro , je stále veľa. Táto technika by sa teda nemala porovnávať iba s masívnou reprodukciou okrasných rastlín, ale so širším pohľadom na všetky spôsoby jej použitia v modernom svete.
Gwidon
