Vir elke tuinier, hetsy 'n professionele persoon of 'n amateur, is dit belangrik om te weet hoe om jou aanplantings voort te plant. Daar is baie maniere, en een van die interessantste en doeltreffendste is die metode van mikrovoortplanting. Wat dit is, hoe dit werk en al sy hoofwysheid - in ons materiaal.
Wat is dit?
Kom ons begin met die belangrikste ding. In die frase "mikroklonale voortplanting" is die tweede woord vir almal duidelik, maar die eerste - net vir die elite. Kom ons verduidelik die situasie. Wat is "mikroklonaal"?
Praat in "slim" wetenskaplike terme, hierdie is 'n spesiale subspesie van vegetatiewe voortplanting deur gebruik te maak van 'n tegniek genaamd "in vitro" (in vitro), wat dit moontlik maak om plante in 'n korter tyd te verkry. Ons sal meer duidelik en in meer besonderhede verder verstaan, en hiervoor onthou ons eers wat vegetatiewe voortplanting is, en verduidelik wat die term "invitro" beteken.
In die wetenskaplike wildernis
Uit die loop van die skoolIn biologie weet ons dat plante op twee maniere gepropageer kan word: saad (wanneer ons sade in die grond strooi) en vegetatief. Vegetatiewe voortplanting is ongeslagtelik, dit vind plaas deur 'n deel van die ouerplant te skei. Bot, wortels van jong lote, uitplant van bolle - dit alles is vegetatiewe voortplanting.
Dit wil voorkom asof dit met die hulp van sade baie makliker is om die aantal plante te vermeerder - daar is nie sulke probleme nie. Hierdie metode het egter heelwat nadele; in sommige gevalle is dit onmoontlik om enigsins sade te gebruik - en die vegetatiewe metode, waarvan die onmiskenbare voordeel bo die eerste een is om die geheel van die gene van die ouerplant te bewaar, bly die enigste toeganklike en gerieflike een. Maar ongelukkig het hy ook tekortkominge. Byvoorbeeld, die gebrek aan die verlangde doeltreffendheid (byvoorbeeld in plante soos eikebome, denne, ensovoorts), "ouer" boomspesies (wat meer as 15 jaar oud is) is nie in staat om voort te plant deur steggies, sulke prosedures is redelik moeisaam en energieverbruik, die resulterende plante stem nie altyd ooreen met norm en monster nie (kan besmet wees) - ensovoorts.
En dit is vir hierdie gevalle wat mikrovoortplantingstegnologie bestaan, wat, soos Chip en Dale, tot die redding jaag. Soos hierbo genoem, word dit uitgevoer met behulp van die "in vitro" tegniek, wat uit Latyn vertaal word as "in vitro". Hierdie tegniek maak dit dus moontlik om in 'n "proefbuis" 'n plant met gene presies dieselfde assoos die ouer. Dit is as gevolg van die feit dat die sel in staat is om lewe te gee aan 'n nuwe organisme onder die invloed van eksterne faktore.
Die tegnologie van mikrovoortplanting het ongetwyfeld 'n aantal voordele en nadele. Ons sal later oor hulle praat.
Wat is beter as mikrovoortplanting
Vir baie! En eerstens, die afwesigheid van virusse en infeksies in geteelde plante (omdat spesiale selle hiervoor gebruik word - hulle word meristeemselle genoem, hul eienaardigheid lê in die onophoudelike verdeling en die teenwoordigheid van fisiologiese aktiwiteit dwarsdeur die lewe). Plante wat op hierdie manier "onttrek" is, het ook 'n redelike hoë volume van voortplanting, en die hele teelproses is baie vinniger. Met behulp van mikrovoortplantingstegnologie is dit moontlik om hierdie prosedure uit te voer vir daardie plante waarvoor dit uiters problematies is om dit volgens konvensionele, "tradisionele" metodes te doen. Ten slotte, in die "in vitro" tegniek, kan plante deur die jaar gekweek word, nie beperk tot enige interval nie. Daar is dus baie voordele aan so 'n tegniek. En voordat ons in die essensie van mikroklonale voortplanting van plante delf, laat ons 'n bietjie geskiedenis van die opkoms van hierdie metode aanraak. Wie het met hierdie idee vorendag gekom en hoe?
Geskiedenis van die metode
Die eerste suksesvolle eksperiment op orgideë is in die vyftigerjare van die vorige eeu deur 'n Franse wetenskaplike gemaak. Terselfdertyd het hy nie aanvanklik betrokke geraak by die "invitro"-tegniek nie - dit is voor hom ontwikkel, en redelik suksesvol. Dit is egter JeanMorel - so is die naam van die Franse eksperimenteerder - het op 'n soortgelyke eksperiment besluit en dit redelik suksesvol uitgevoer. Werke wat oor hierdie tegniek vertel, het etlike dekades voor hom verskyn - in die twintigerjare van die vorige eeu.
'n "Proefbuiskloon" van 'n houtagtige plant - spesifiek asp - is in die sestigerjare verkry. Dit blyk moeiliker te wees om met hout te werk as met blomme en ander soorte plante, maar hierdie probleme is na 'n sekere tydperk oorkom. Tans kan meer as 200 spesies bome uit meer as veertig families deur die "proefbuis"-metode verkry word. Die tegnologie van mikrovoortplanting van plante regverdig homself en dra vrugte.
Meer oor die metode
Soos jy dalk geraai het, is daar baie subtiliteite in die ontwikkeling en toepassing van mikrovoortplanting van plante. So, byvoorbeeld, is daar spesiale stadiums vir hierdie tegnologie, wat eenvoudig nodig is om te volg om die gewenste resultaat te verkry. U moet verstaan dat die verwaarlosing van die volgorde van aksies of 'n stadium absoluut nie die resultaat kan bring waarop die teler staatmaak nie. Dus, ons sal verder oor die stadiums van hierdie tegniek praat.
Stadiums van mikrovoortplanting van plante
Hierdie tegnologie behels vier "stappe" op pad om die gesogte "klone" te verkry. Ons sal probeer om so onwetenskaplik moontlik daaroor te praat, aangesien die terme van biotegnologie steeds nie die mees verstaanbare ding vir 'n wye gehoor is nie. EN,Terloops, ons sal dadelik een van hierdie terme verduidelik: uitplant - dit is hoe wetenskaplikes in hierdie veld 'n nuwe organisme noem wat van die ouerorganisme geskei is. Dit wil sê, die einste "proefkonyn" wat verder gekweek gaan word.
So, kom ons gaan aan na ons "stappe". Die eerste stap is die keuse van die ouer self – of die skenker. Hierdie kwessie moet met die grootste erns en verantwoordelikheid benader word, want om 'n goeie, sterk, gesonde plant te kry, moet ons en die "oorspronklike" dieselfde een kies. 'n Appel, soos jy weet, val nie ver van die boom af nie.
Op dieselfde stadium is dit nodig om die eksplantate te isoleer en te steriliseer, en dan sulke toestande te organiseer sodat die groei van hierdie selfde eksplantate in die "in vitro"-tegniek so gemaklik moontlik plaasvind.
Die tweede "stap" kan nie makliker wees nie - dit is reproduksie self. Dit is moontlik oor 'n maand en 'n half, wanneer die mini-steggies reeds die grootte van ertjies bereik het en die beginsels van alle vegetatiewe organe het. Dit word op sy beurt gevolg deur die wortels van die lote wat in die vorige stadium verkry is. Dit word uitgevoer wanneer die plant reeds 'n goeie wortelstelsel gevorm het.
Die laaste stap is om plante te help om by die "lewe" in die grond aan te pas, hulle in 'n kweekhuis te kweek, hulle dan in die grond oor te plant of te verkoop - so te sê, "vertrek na die groot wêreld". Hierdie stadium is, vreemd genoeg, die tydrowendste en duurste, want ongelukkig gebeur dit baie dikwels dat die plant eers in die grond beginverloor blare, hou op groei - en dan kan dit heeltemal doodgaan. Dit alles gebeur omdat proefbuisplante baie water verloor wanneer dit in die grond oorgeplant word. Daarom is dit nodig om so 'n moontlikheid tydens oorplanting te voorkom - waarvoor dit aanbeveel word om die blare met 'n 50% waterige oplossing van gliserien of 'n mengsel van paraffien te spuit. Dit moet regdeur die akklimatiseringsperiode gedoen word. Daarbenewens is dit in sommige gevalle raadsaam om doelbewus te mikoriseer - dit wil sê die kunsmatige inbring van swamme in plantweefsel wat dit besmet. Dit word gedoen sodat die plant soveel bruikbare voedingstowwe en organiese stowwe as moontlik ontvang, en ook teen verskeie patogene beskerm word.
Dit is al die stadiums van mikrovoortplanting, waarin, soos ons sien, daar niks wêreldwyd kompleks of bonatuurlik is nie, maar ons herhaal weereens, hierdie hele gebeurtenis verg groot verantwoordelikheid en aandag.
Beïnvloedingsfaktore
Die proses van mikrovoortplanting, soos enige ander, word deur sekere faktore beïnvloed. Kom ons lys hulle, want "jy moet die vyand persoonlik ken."
- Variëteit, spesie en fisiologiese kenmerke van die ouerplant - dit moet gesond wees, intensief groei, indien nodig, met temperatuurblootstelling behandel word.
- Ouderdom, struktuur en oorsprong van die eksplantaat.
- Verbouingsduur.
- Sterilisasiedoeltreffendheid.
- Goeie broeiplek.
- Hormone, minerale soute, koolhidrate, vitamiene.
- Temperatuur enbeligting.
Wat jy nodig het vir mikrovoortplanting
Daar is een baie belangrike vereiste vir plante wat op die bogenoemde manier gepropageer sal word - behalwe die feit dat hulle gesond moet wees. Dit is 'n onontbeerlike behoud van genetiese stabiliteit deur al die bogenoemde stadiums. Hierdie vereiste word die beste nagekom deur apikale meristeme, sowel as okselknoppe van stamoorsprong, en daarom word hulle verkies om gebruik te word vir die prosedure wat vir ons van belang is.
Bogenoemde terme behoort vir die gemiddelde leek onverstaanbaar te wees. Hieronder sal ons probeer verduidelik watter soort diere hulle is en waarmee om hulle te bedien.
Apical meristems
Hierbo het ons reeds die bestaan van spesiale meristeemselle genoem - met ander woorde, opvoedkundige selle. Dit is selle wat voortdurend verdeel, altyd in 'n toestand van fisiese aktiwiteit - waardeur die massa van die plant groei en 'n spesiale weefsel van hierdie plant gevorm word. Dit word die meristeem genoem. Daar is baie soorte meristeme. Oor die algemeen kan hulle verdeel word in algemeen en spesiaal. Die konsep van gemeenskaplike meristeme sluit drie groepe in, wat as 't ware die een op die ander volg. Die heel eerste meristeem in 'n plant is die meristeem van die embrio, waaruit die apikale meristeem van belang vir ons ontstaan.
Die woord "apikaal" kom van die Latynse "apix" en dit vertaal as "top". Dit is dus die apikale weefselstelsel wat heel aan die punt van die embrio geleë is - en dit is daaruit dat die loot vervolgens gevorm word en sy groei en ontwikkeling begin. So, praat van die apikale meristeem as 'n voorwerp vir mikrokloning, ons moet verstaan dat ons die punt van die embrio neem vir ons behoeftes.
Okselknoppe is 'n bietjie makliker. Almal weet wat niere is. Die okselknop is die een wat uit die oksel van die blaar gebore is. Die blaaroksel is op sy beurt die hoek tussen die blaar en sy stam; van daar sal 'n nier of 'n ontsnapping groei. Hierdie einste deel, dit wil sê die toekomstige syloot, word ook geneem vir daaropvolgende mikrovoortplanting.
Nou dat lig oor die sluier van misterie gewerp is, kan ons uiteindelik oorgaan na mikrovoortplantingsmetodes.
Mikro-teelmetodes
Mikroklonale voortplanting is steeds goed, wat basies die moontlikheid impliseer om verskeie verskillende tegnieke gelyktydig te gebruik. Ons sal probeer om elkeen van hulle so eenvoudig as moontlik te dek. Daar is altesaam vier mikrovoortplantingsmetodes.
Eers. Aktivering van reeds bestaande meristeme in die aanleg
Wat beteken dit? In 'n plant, selfs so 'n piepklein mikrostuk, is sekere meristeme reeds gelê. Dit is die bokant van die stam en sy okselknoppe. Om 'n plant te mikrokloneer, is dit moontlik om hierdie tot dusver dormante meristeme "in vitro" te "wakker". Dit word bereik óf deur die apikale meristeem van die mikrospruit, óf liewer, sy stam te verwyder, en dan die loot te sny deur die "in vitro" tegniek te gebruik, óf deur spesiale stowwe in die voedingsmedium van die plant in te voer wat die groei en ontwikkeling aktiveer van okselvormige lote. Metodeaktivering van "slaap" meristeme is die belangrikste, mees gewilde en doeltreffende, en dit is ontwikkel terug in die sewentigerjare van die vorige eeu. Strawberry het die eerste "proefkonyn" geword in die toepassing van mikrovoortplanting van plante van hierdie tipe. Dit is egter belangrik om daarop te let dat dit verbode is om gewasse onbepaald op hierdie manier te vermeerder, aangesien dit belaai is met die verlies van die vermoë om te wortel, en in sommige gevalle, die dood van die plant.
Tweede. Die opkoms van bykomende knoppies deur die kragte van die plant self
Enige geïsoleerde deel van 'n plant het 'n ware magiese vermoë, sy eie superkrag. As tydens mikroklonale voortplanting die voedingsmedium van die plant en alle ander lewensomstandighede gunstig en gemaklik is, kan dit die ontbrekende dele herstel. 'n Soort wedergeboorte vind plaas - die weefsels van die plant vorm bykomende, of adneksale knoppe - dit wil sê dié wat as 't ware "uit ou reserwes" verskyn, en nie uit nuwe weefsels nie. Sulke knoppe is ongewoon deurdat hulle gewoonlik op daardie plekke verskyn waar jy nie sou verwag dat hulle sou verskyn nie - byvoorbeeld op die wortels. Dit is op hierdie manier dat baie blomme dikwels gepropageer word, weer - aarbeie. Dit is die tweede gewildste en doeltreffendste metode van mikrovoortplanting van plante.
Derde. Somatiese embriogenese
Met die tweede woord moet alles min of meer duidelik wees. Kom ons raak die eerste aan - wat beteken somaties? Hierdie woord in hierdie trant is direk verwant aan die selle met dieselfde naam. Sulke selle word diegene genoem wat die liggaam van meersellige organismes uitmaak en niedeel te neem aan seksuele voortplanting. Kortom, dit is almal selle, met die uitsondering van gamete. Somatiese embriogenese word op 'n redelik eenvoudige manier uitgevoer: embrioïede word gevorm uit bogenoemde selle (dit wil sê, somaties) met behulp van die "in vitro" tegniek, wat later, wanneer hulle geskikte toestande vir ontwikkeling met 'n optimale voedingsmedium organiseer, verander in 'n onafhanklike hele plant. In hierdie geval kan ons praat oor so 'n konsep soos totipotensie (die vermoë van enige sel, as gevolg van verdeling, om enige seltipe van 'n organisme te inisieer). Daar word geglo dat sulke embrio's uiteindelik in 'n saailing ontwikkel. Somatiese embriogenese is ook goed omdat dit moontlik is om kunsmatige sade op hierdie manier te verkry. Hierdie metode is die eerste keer in die middel van die vorige eeu in wortelselle ontdek.
'n Aktief soortgelyke metode van mikrovoortplanting van plante word gebruik in die voortplanting van oliepalm. Die ding is dat aangesien dit nie lote of sylote het nie, is die vegetatiewe voortplanting daarvan onmoontlik (of, in elk geval, baie, baie moeilik), net soos steggies onmoontlik is. Dus, bogenoemde metodologie is die enigste van al die mees toeganklike en optimale wanneer met hierdie plant gewerk word.
Vierde. Werk met eeltweefsel
Nog 'n term het glad "gedryf" in die netwerk van ons narratief, en eerstens is dit nodig om die betekenis daarvan te verduidelik. Wat is callusweefsel? Almal weet dat op die wond, wanneer dit 'n bietjie lewe, 'n uitdroogkors verskyn. En as jy dit aftrek, begin die wond weer bloei. Speelgoeddie kors self, met ander woorde, “die genesende weefsel, is die eeltweefsel. Die selle van hierdie weefsel dra nie net by tot die genesing van wonde nie, maar is ook totipotent - dit wil sê, soos reeds hierbo verduidelik, laat hulle toe dat 'n nuwe plant ontstaan. En daarom kan adneksale knoppe (adventief - ons het hierdie term reeds voorheen bekend gestel) ook op sulke weefsel verskyn
Hierdie metode van al vier hierbo is miskien die minste gewild. Eerstens is dit te wyte aan die feit dat te gereelde skeiding van callusweefselselle tot geenafwykings en mutasies van verskillende vlakke kan lei. Aangesien die behoud van die genotipe baie belangrik is vir mikrovoortplanting, en weefselkultuur op die hoogste vlak gehandhaaf moet word. Daarbenewens, met die bogenoemde oortredings, verskyn ander tekortkominge: kort statuur, vatbaarheid vir siektes, ensovoorts. In sommige gevalle is voortplanting egter net op 'n soortgelyke manier moontlik - byvoorbeeld vir suikerbeet is daar eenvoudig geen ander metode nie.
Volgende, byvoorbeeld, sal ons 'n paar woorde sê oor die kloning van spesifieke plante, maar eers moet ons inligting deel oor die herwinning van plante wat as plantmateriaal gebruik word. Hoe kan dit bereik word?
Recovery
Daar is verskeie maniere om 'n plant van siek na gesond te verander, en die eerste daarvan is om die spruit in 'n spesiale kamer, of boks, waar steriele toestande gehandhaaf word, te plaas en dit met antibiotika te "prop". Hierdie metode is goed vir almal, behalwe dat dit nie alle bakterieë hanteer nie.en virusse waaraan plante blootgestel kan word. In sulke gevalle, om plante te ontsmet, word hulle termoterapie gegee - met ander woorde, hittebehandeling in spesiale geïsoleerde kamers, waar die temperatuur daagliks vir 'n paar dae in 'n ry verhoog word. Chemoterapie is nog 'n manier om infeksies en bakterieë vir besmette plante te beveg.
Oor aartappelkloning
Aartappel, terloops, is een van die min gewasse wat met die vierde van die bogenoemde metodes vermeerder kan word. Maar dit is natuurlik ver van die enigste manier - en dikwels wend hulle hulle ook tot die aktivering van "slapende" apikale en okselvormige meristeme. Die knolle wat na kloning verkry word, is presies dieselfde as die "oorspronklike" - hulle verskil net in 'n kleiner grootte, dit is die sogenaamde mikroknolle. En buitendien, hulle sal beslis gesond en vry van virusse wees.
In mikroklonale voortplanting van aartappels word dit in proefbuise van twee steggies gekweek, die proefbuise word onder die lig van fluoresserende lampe geplaas met 'n krag van ses tot agtduisend lux, die temperatuur word snags binne agtien gehandhaaf grade, gedurende die dag - ongeveer vyf-en-twintig. In Rusland is dit aartappels wat die aktiefste gekweek word deur kloning te gebruik.
Oor appelboomkloning: wat jy moet weet
In die mikrovoortplanting van appelbome word die eerste metode wyd gebruik - voortplanting met behulp van okselknoppe. Daar is 'n hoë vermoë van hierdie kultuur om te wortel en die oorlewingsyfer van meeruitplantings.
Hulle is in 'n vloeibare voedingsmedium geplaas, wat voortdurend - daagliks - opgedateer is. Die temperatuur vir proefbuisplante is ook gedurende die dag op vyf-en-twintig grade gehandhaaf, die eksperiment is vir drie tot vier weke uitgevoer.
Interessante feite
- Hierdie tegniek, soos jy maklik kan raai, het sy naam gekry van die konsep van "kloon", wat in 1903 verskyn het. Uit die Griekse taal word hierdie woord vertaal as "nageslag" of "sny".
- Die eerste plek in ons land waar die eerste eksperimentele pogings tot mikroklonale voortplanting van plante uitgevoer is, was die Timiryazev Moskou Instituut.
- Klonale mikrovoortplanting is 'n uitstekende metode om virusse te beheer en gesonde, infeksievrye plante te produseer.
- Die tydperk waardeur 'n plant gaan voor blom en vrugte word jong genoem - en in daardie organismes wat deur kloning verkry word, word dit tot die minimum beperk.
- Die Verenigde State van Amerika, Nederland, Italië, Pole, Israel en Indië word beskou as die voorste lande in die produksie van plante op die bogenoemde manier.
- Amper twee en 'n half duisend spesies en variëteite van plante kan nou met behulp van die "in vitro" tegniek gekweek word.
- In die vroeë stadiums kan plante wat in vitro gekweek word, verskil in voorkoms, maar soos hulle groei, verdwyn alle verskille, en op die ou end word die plante soortgelyk, soos tweelinge.
- Uitplantings van jong plante word die beste gewortel as vanvolwasse.
- Een van die belangrike voorwaardes in mikroklonale voortplanting is die keuse van die mees gunstige voedingsmedium vir die plant, en dit kan beide vloeibare en vaste toestand wees.
- Selle van meristematiese weefsels bevat gewoonlik nie virusse nie.
- Die grootte van die uitplant is direk verwant aan die moontlike teenwoordigheid van virusse daarin. Hoe kleiner dit is, hoe laer is die risiko van infeksies.
- 'n Ander naam vir mikrovoortplanting is meristeemvoortplanting.
Dit is die inligting oor plantmikrovoortplanting, 'n onderwerp so kompleks as wat dit interessant is.
