Войти
Роза, зародившаяся как клетки, выросшие в культуре тканей Микроразмножение - это практика быстрого размножения исходного растительного материала для получения множества потомства растений с использованием современных методов культивирования тканей растений.
Микроразмножение, также называемое культурой тканей, используется для размножения растений, таких как те, которые были генетически модифицированные или выведенные с помощью обычных методов селекции растений. Он также используется для получения достаточного количества саженцев для посадки с исходного растения, которое не дает семян или плохо реагирует на вегетативное размножение.
Корнельский университет ботаник Фредерик Кэмпион Стюард открыл и впервые применил микроклональное размножение и культуру тканей растений в конце 1950-х - начале 1960-х годов.
Короче говоря, шаги микроразмножения можно разделить на 4 этапа .
Культивирование растений in vitro в контролируемой стерильной среде onment Микроразмножение начинается с отбора растительного материала для размножения. Ткани растения удаляют с неповрежденного растения в стерильном состоянии. Чистые исходные материалы, не содержащие вирусов и грибков, важны для выращивания самых здоровых растений. После того, как растительный материал выбран для культивирования, начинается сбор эксплантата (ов), который зависит от типа ткани, которая будет использоваться; включая кончики стеблей, пыльники, лепестки, пыльцу и другие ткани растений. Затем материал эксплантата стерилизуют поверхность, обычно в несколько курсов отбеливателя и спирта, и, наконец, ополаскивают в стерилизованной воде. Эту небольшую часть растительной ткани, иногда только одну клетку, помещают на питательную среду, обычно содержащую сахарозу в качестве источника энергии и один или несколько регуляторов роста растений (растение гормоны ). Обычно среду загущают агаром для создания геля, который поддерживает эксплант во время роста. Некоторые растения легко выращивать на простых средах, но другие требуют более сложных сред для успешного роста; ткань растения растет и дифференцируется в новые ткани в зависимости от среды. Например, среды, содержащие цитокинин, используются для создания разветвленных побегов из почек растений.
Умножение - это взятие образцов тканей, полученных на первом этапе, и увеличение их количества. После успешного внедрения и роста растительной ткани за стадией укоренения следует размножение. Посредством повторяющихся циклов этого процесса один образец эксплантата может быть увеличен с одного до сотен и тысяч растений. В зависимости от типа выращиваемой ткани размножение может включать разные методы и среды. Если выращиваемый растительный материал представляет собой каллусную ткань, его можно поместить в блендер, разрезать на более мелкие кусочки и повторно культивировать на той же культуральной среде, чтобы вырастить больше каллусной ткани. Если ткань выращивается в виде небольших растений, называемых проростками, часто добавляются гормоны, из-за которых проростки дают много маленьких побегов. После образования множественных побегов эти побеги переносят на среду для укоренения с высоким соотношением ауксин / цитокинин. После развития корней ростки можно использовать для закаливания.
саженцы банана, перенесенные в почву (с биогумусом ) из растительной среды. Этот процесс делается для акклиматизации ростков к почве, так как они ранее выращивались на растительной среде. После нескольких дней выращивания саженцы переносят в поле. Этот этап включает обработку полученных саженцев / побегов для стимулирования роста корней и «закаливания». Оно выполняется in vitro или в стерильной среде «пробирки».
«Закаливание» относится к подготовке растений к естественной среде роста. До этой стадии саженцы выращивались в «идеальных» условиях, способствующих быстрому росту. Из-за контролируемого характера их созревания проростки часто не имеют полностью функциональных кожных покровов. Это делает их очень восприимчивыми к болезням и неэффективно расходуют воду и энергию. В условиях in vitro высокая влажность, и растения, выращиваемые в этих условиях, часто не образуют рабочих кутикулы и устьиц, которые препятствуют высыханию растения. При изъятии из культуры проросткам нужно время, чтобы приспособиться к более естественным условиям окружающей среды. Закаливание обычно включает медленное отлучение проростков из теплой среды с высокой влажностью, низким освещением и тем, что считается нормальной средой роста для рассматриваемых видов.
Культуры тканей растений, выращиваемые в банке семян USDA, Национальный центр сохранения генетических ресурсов. На заключительной стадии микроразмножения растений проростки удаляются из растительной среды и переносятся в почву или (чаще) в горшечный компост для продолжения роста обычными методами.
Этот этап часто совмещают с этапом «до трансплантации».
В культуре меристем меристема и несколько прилегающих листовых примордий помещаются в подходящие места для выращивания. средства массовой информации. Через несколько недель появляется росток с удлиненными корнями, который переносят в почву, когда он достигает значительной высоты. Этим методом можно получить безболезненное растение. Экспериментальные результаты также предполагают, что этот метод может быть успешно использован для быстрого размножения различных растительных материалов, например Сахарный тростник, клубника.
A каллус - масса недифференцированных паренхиматозных клеток. Когда живая ткань растения помещается в искусственную среду для выращивания с другими благоприятными условиями, образуется каллус. Рост каллуса зависит от гомогенных уровней ауксина и цитокинина, и им можно управлять путем эндогенного поступления этих регуляторов роста в культуральную среду. Рост каллуса и его органогенез или эмбриогенез можно разделить на три стадии.
A клеточная суспензия или суспензионная культура относится к типу клеточной культуры, в которой отдельные клетки или небольшие агрегаты клеток могут функционировать и размножаются в перемешиваемой жидкой питательной среде. Suezawa et al. (1988) сообщили, что цитокинин индуцировал придаточные почки у плодов киви в суспензионной культуре примерно через одну неделю.
В культуре эмбрионов эмбрион вырезается и помещается в культуральную среду с подходящим питательным веществом в асептических условиях. Чтобы получить быстрый и оптимальный рост всходов, его переносят в почву. Это особенно важно для получения межвидовых и межродовых гибридов и преодоления эмбриона.
В культуре протопластов растительная клетка может быть выделена с помощью ферментов, разрушающих стенки, и роста в подходящей культуральной среде в контролируемых условиях для регенерации проростков. В подходящих условиях протопласт развивает клеточную стенку с последующим усилением деления и дифференцировки клеток и вырастает в новое растение. Протопласты сначала культивируют в жидкой среде при температуре от 25 до 28 ° C с интенсивностью света от 100 до 500 люкс или в темноте, и после значительного деления клеток их переносят в твердую среду, благоприятную для морфогенеза, во многих садовых культурах хорошо реагируют на культуру протопластов..
Микроразмножение имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами размножения растений:
Микроразмножение не всегда является идеальным средством размножения растений. Условия, ограничивающие его использование, включают:
Основное. ограничением использования микроразмножения для многих растений является стоимость производства; для многих растений использование семян, которые обычно свободны от болезней и производятся в большом количестве, позволяет легко получить растения (см. ортодоксальные семена ) в больших количествах по более низкой цене. По этой причине многие селекционеры не используют микроразмножение из-за непомерно высокой стоимости. Другие селекционеры используют его для выращивания маточных растений, которые затем используются для размножения семян.
Механизация процесса могла бы снизить затраты на рабочую силу, но оказалось труднодостижимым, несмотря на активные попытки разработки технологических решений.
