Reprodukce rostlin in vitro

Reprodukce rostlin in vitro

Jsou sazenice, rozložení a setí semen jediným způsobem, jak zvýšit počet rostlin nabízených k prodeji? Jak se ukázalo - už ne! Reprodukce rostlin in vitro se připojila k stále více běžně používaným metodám . Podívejte se, jak vypadá množení rostlin in vitro, jak se provádí a jaké rostliny se nejčastěji množí metodou in vitro.

Reprodukce rostlin in vitro

Zahradnictví vstoupilo do nové éry, což znamená, že v dnešní době se kromě tradičních metod reprodukce rostlin používá celá řada často neobvyklých metod. Na prvním místě mezi těmito neobvyklými metodami je podporována mikro-reprodukce, tj. reprodukce in vitro . Znamená to totéž jako pěstování skla a není to tak nová technika, jak by se mohlo zdát, protože její metrika naznačuje několik desítek let zkoušek, které vyústily ve vytvoření řady metod množení rostlinných fragmentů v laboratorních podmínkách.

Reprodukce rostlin in vitro je založena na téměř neomezených regeneračních schopnostech všech rostlinných buněk s neporušeným jádrem. Tyto predispozice živých rostlinných buněk k udržení úplné genetické informace a úplné vývojové kapacity, bez ohledu na stupeň jejich diferenciace, se označují jako totipotence. Tato vlastnost umožňuje v mnoha případech znovu vytvořit kompletní rostlinný organismus z malých částí listů, výhonků, kořenů nebo dokonce v extrémních případech - z jednotlivých buněk.
V současné době se množení rostlin in vitro používá téměř pro všechny okrasné, pěstované a také ovocné rostliny. Stačí se podívat na dlouhý seznam druhů, které každý rok používají stovky tisíc nových vzorkůreprodukce in vitro . Zde najdeme min. hřebíček, gerbery, anthurie, ze zahradních rostlin budou narcisy, denní lilie a lilie, a z ovocných rostlin - jahody, borůvky, jedlé dřín a mnoho, mnoho dalších.
Technika reprodukce rostlin in vitro je poměrně jednoduchá - stačí získat růstový kužel rostlin nebo dokonce kousek meristematické tkáně s nediferencovanými buňkami s velkým regeneračním potenciálem a umístit jej na správně vyvážené médium za případných sterilních laboratorních podmínek. Zdá se to triviální, že? No, není to tak.
Pokud jsou tkáně odebrány pro reprodukci in vitrobude infikován patogeny, celý chov bude hned na začátku velkým neúspěchem. Největší hrozbu představují viry, které mohou žít v rostlinných buňkách po dlouhou dobu, aniž by způsobily jakékoli příznaky. Pokud vyrobíme (myslím, že lze touto metodou nazvat rozsáhlou rostlinnou produkci) nové vzorky z mateřské rostliny infikované virem, čeká nás nepříjemné překvapení ... Abychom se
však ochránili před potenciálními účinky množení nemocných vzorků, kterákoli významná laboratoř pro kultivaci in vitrotestuje množení rostlinného materiálu na přítomnost virů a pokud existují, je celá kolonie kmenových buněk podrobena termoterapii (tj. vysoké teplotě), která účinně inhibuje množení viru v rostlině.
Další fáze reprodukce rostlin metodou in vitroje to umístění fragmentů tkáně na správně vybrané agarové médium. Musí obsahovat nejen základní živiny, ze kterých bude vyvíjející se rostlina schopna čerpat, ale především správně sestavenou sadu rostlinných hormonů. Jsou to fytohormony, které ovlivňují dělení rostlinných buněk, jejich růst, diferenciaci a následně přestavbu celé rostliny pouze z pelety kalusu, tj. Nediferencované kolonie kmenových buněk.
Pro stimulaci buněčného růstu se do média přidává přísně definovaná koncentrace auxinů a cytokininů - dvou základních skupin fytohormonů, které podmíňují správný růst a vývoj celé rostliny. Již na samém počátku výzkumu reprodukce rostlin in vitroBylo zjištěno, že i když některé rostlinné hormony nemají přímý stimulační účinek na pupen nové rostliny, jejich přítomnost ve špatné koncentraci má za následek inhibici růstu a často v důsledku toho smrt kalusu. Mnoho let výzkumu vedlo k vytvoření podrobných tabulek koncentrací fytohormonů v médiích v každé růstové fázi a době, po kterou by tyto sloučeniny měly být přítomny v médiu během množení jednotlivých druhů a dokonce i odrůd rostlin. Pro stimulaci vývoje kořenů tedy platí jiný poměr koncentrací auxinu a cytokininu než v případě vývoje výhonků a listů.
Norma během reprodukce rostlin in vitrospočívá v tom, že za účelem stimulace vývoje nových výhonků by měl být zvýšen podíl cytokininových hormonů v médiu. Aby si však semenáč vytvořil silný kořenový systém, měl by být přenesen do agarového média se zvýšeným podílem auxinů ve vztahu k cytokininům.
Typicky při transplantaci vyvíjející se buněčné hmoty na nové médium s dobře definovaným složením mohou být buněčné skupiny také sklizeny, aby se zvýšil počet potomků. Výsledkem je získání obrovského počtu nových rostlin z jedné pelety kalusu v rekordním čase. Pro tento způsob provozu existují také finanční důvody, protože na relativně malé ploše laboratorních stolů lze získat velké množství nových sazenic, často v milionech kusů.
Velmi důležitá role v průběhu celého cykluReprodukci rostlin in vitro hraje vhodná teplota a fotoperioda, tj. Doba dne a noci, které jsou stejně důležité jako správně složené médium nebo zdravé matečné rostliny.
Když sazenice dosáhnou správné velikosti, jemně se přemístí do místnosti, kde postupně probíhá proces jejich kalení, tj. Rostliny si zvykají na podmínky v tunelech a sklenících.
Tímto způsobem jsou prakticky všechny zahradnické novinky a kuriozity zpřístupněny široké skupině zákazníků a jejich cena drasticky klesá. To je například případ nově vypěstovaných odrůd denních lilií, které se mohou množit v kulturách in vitro hned po prvním kvetení.. Američané a Holanďané dosáhli v této metodě klonování rostlin takové dokonalosti, že novinky daného roku se stanou obecně dostupnými již po jedné nebo dvou sezónách. A jejich cena klesá z několika stovek dolarů v roce zavedení na pouhých několik desítek v příštím. Odrůdy s několikaletými zkušenostmi jsou nyní k dispozici pro každou kapsu.
Šlechtění rostlin in vitroposkytuje také vynikající podmínky pro reprodukci orchidejí i kapradin, které za „normálních“ podmínek byly pro zahradníky skutečnou zkouškou trpělivosti. Zatímco v případě kapradin mají mladé gametofyty ve sterilních laboratorních podmínkách bez vnějších „nežádoucích hostů“ vynikající podmínky pro růst, u semen orchidejí je situace jiná. Rodina Orchideaceae, do které patří všechny kultivované orchideje, se vyznačuje komplikovaným vývojovým cyklem. Tyto rostliny žijí v symbióze s houbami, také jejich semena potřebují ke správnému klíčení přítomnost mycelia, které je vyživuje, čímž kompenzuje nedostatek endospermu, který slouží jako rezerva.
Na agarovém médiu je mnohem snazší udržovat vhodné podmínky pro růst houbových hyf a chránit je před infekcí škodlivými mikroorganismy, které by mohly narušit proces klíčení semen a následný růst sazenic souvisejících se symbiózou jejich kořenů s houbou thallus.
Metoda kultivace in vitro našla uplatnění také v oblasti zahradnictví, což je šlechtění nových odrůd. Díky tomu bylo možné vytvořit, někdy spontánně v přírodě, vzdálené hybridy, tj. Křížení mezi jednotlivci patřícími ke dvěma různým druhům. Cílem je získat cenné rostliny s vysokým měrným výnosem a vysokou odolností vůči chorobám a škůdcům a zároveň nenáročné na podmínky pěstování.
Je velmi obtížné takový hybrid získat a pouze využívání výhod in vitro reprodukce rostlin umožnilo šlechtitelským institucím zahájit výzkum v této oblasti.
Dříve mechanismy nekompatibility, založené hlavně na podvýživě vyvíjejícího se embrya, nebo neschopnosti klíčící rostliny přijímat živiny z endospermu, bránily křížení jedinců dvou různých druhů. V současné době jsou embrya přenášena na správně vybrané médium, ze kterého mohou získat všechny látky potřebné pro správný vývoj.
Věřím, že tímto krátkým článkem jsem osvětlil toto poměrně obtížné téma. Výše uvedené informace jsou pouze špičkou ledovce. Samotné aplikace pro mikropropagaci, někdy také nazývané metoda kultur in vitro , lze stále nalézt mnoha způsoby. Tato technika by tedy neměla být zaměňována pouze s masivní reprodukcí okrasných rostlin, ale s širším pohledem na všechny způsoby jejího využití v moderním světě.

Gwidon