Mikropropagace rostlin

Mikroklonální množení rostlin  je jednou z metod vegetativního množení za podmínek " in vitro ".

Obecné informace

Semenné rostliny se vyznačují dvěma způsoby rozmnožování : semenným a vegetativním. Obě tyto metody mají výhody i nevýhody. Mezi nevýhody množení semen patří především genetická rozmanitost výsledného sadebního materiálu a délka juvenilního období . Při vegetativním množení se zachovává genotyp mateřské rostliny a zkracuje se trvání juvenilního období. U většiny druhů (především u dřevin ) však zůstává problém vegetativního množení nevyřešen. Důvodem jsou následující důvody:

Úspěchy v oblasti buněčných a tkáňových kultur vedly k vytvoření zásadně nové metody vegetativního množení - klonální mikropropagace (získání in vitro (in vitro ), nepohlavně rostlin, které jsou geneticky identické s původním exemplářem). Metoda je založena na schopnosti rostlinné buňky realizovat svou inherentní totipotenci, tedy pod vlivem exogenních vlivů dát vzniknout celému rostlinnému organismu .

Výhody

Metoda mikropropagace má oproti stávajícím tradičním metodám množení řadu výhod:

Nevýhody

Historie

První úspěchy v oblasti klonální mikropropagace dosáhl koncem 50. let 20. století francouzský vědec Georges Morel , kterému se podařilo získat první regenerované rostliny orchidejí .

K úspěchu J. Morela v mikropropagaci přispěla v té době již vyvinutá technika kultivace apikálního meristému rostlin v podmínkách in vitro . Jako primární explantát použili vědci zpravidla apikální meristémy bylin : karafiáty , chryzantémy , slunečnice , hrách , kukuřici , pampelišky , salát a studovali vliv složení živného média na procesy regenerace a rostlin . formace. J. Morel ve svých dílech využíval i vrchol cymbidia (čeleď orchidejí ) skládající se z růstového kužele a dvou až třílistých primordií, z nichž za určitých podmínek pozoroval tvorbu kulovitých koulí - protokormů . Vytvořené protokormy bylo možné rozdělit a poté nezávisle kultivovat na nově připraveném živném médiu až do vytvoření listových primordií a kořenů . Díky tomu zjistil, že tento proces je nekonečný a bylo možné získat vysoce kvalitní a geneticky homogenní sadební materiál bez virů ve velkém množství.

V Rusku byly práce na klonální mikropropagaci zahájeny v 60. letech 20. století v laboratoři tkáňových kultur a morfogeneze Ústavu fyziologie rostlin pojmenované po V.I. K. A. Timiryazev RAS . Pod vedením Corr. RAS, akademika Ruské akademie zemědělských věd Butenka R. G., byly studovány podmínky pro mikromnožení brambor , cukrové řepy , hřebíčku , gerbery , frézie a některých dalších rostlin a byly navrženy průmyslové technologie. První úspěchy v klonální mikropropagaci jsou tedy spojeny s kultivací apikálních meristémů bylinných rostlin na vhodných živných půdách, což v konečném důsledku zajišťuje produkci regenerovaných rostlin.

Rozsah mikropropagace je však různorodý a má tendenci se neustále rozšiřovat. Týká se to především in vitro množení vzrostlých druhů dřevin, zejména jehličnanů, a využití in vitro technik k ochraně vzácných a ohrožených druhů léčivých rostlin.

První práce o tkáňové kultuře dřevin byly publikovány v polovině 20. let 20. století a jsou spojeny se jménem francouzského vědce Gautreho. Popsali schopnost kambiálních tkání některých druhů jilmu a borovice ke kalusogenezi in vitro . V dalších pracích ze 40. let byla zjištěna schopnost různých pletiv jilmového listu tvořit adventivní pupeny . Další růst a tvorbu výhonků se však autorům nepodařilo získat. Teprve v polovině 60. let se Matesovi podařilo získat první rostliny regenerované osiky , které byly přeneseny do půdní kultury. Kultivace jehličnaté tkáně in vitro se již dlouho používá jako předmět studia. To bylo způsobeno specifickými obtížemi kultivace juvenilních a zejména dospělých tkání izolovaných z rostliny. Je známo, že dřeviny a zejména jehličnaté se vyznačují pomalým růstem, obtížně zakořeňují, obsahují velké množství sekundárních sloučenin ( fenoly , terpeny a další látky), které jsou v izolovaných pletivech oxidovány různými fenolázami . Produkty oxidace fenolu zase obvykle inhibují buněčné dělení a růst, což vede k odumírání primárního explantátu nebo ke snížení schopnosti pletiv dřevin regenerovat adventivní pupeny, což se stářím dárcovské rostliny postupně zcela mizí. Přes všechny obtíže však vědci stále častěji využívají různé tkáně a orgány dřevin jako objekty výzkumu. Existuje více než 200 druhů dřevin ze 40 čeledí, které byly množeny in vitro ( kaštan , dub , bříza , javor , osika , kříženci topolu a osiky, borovice , smrk , sekvojovec atd.) a práce v tomto směru je prováděny ve vědeckých institucích Moskva, Petrohrad, Voroněž, Ufa, Novosibirsk, Archangelsk, Kyjev, Oděsa, Jalta ad.

Etapy a metody klonální mikropropagace

Proces klonální mikropropagace lze rozdělit do čtyř fází:

  1. výběr dárcovské rostliny, izolace explantátů a získání dobře rostoucí sterilní kultury;
  2. vlastně mikropropagace, kdy je dosaženo maximálního počtu mericlonů;
  3. zakořenění namnožených výhonků s jejich následnou adaptací na půdní podmínky a v případě potřeby uložení regenerovaných rostlin při nízkých teplotách (+2°, +10°C);
  4. pěstování rostlin ve skleníku a jejich příprava k prodeji nebo výsadbě na poli.

Viz také

Poznámky

  1. Divize rostlinné výroby a ochrany FAO. Brambory: Výroba sadbových brambor bez virů – Mezinárodní rok brambor 2008 . www.fao.org (2008). Získáno 26. prosince 2019. Archivováno z originálu dne 26. prosince 2019.
  2. Mikropropagace rostlin: klady a zápory technologie . Květinářství z Moskvy . Získáno 26. prosince 2019. Archivováno z originálu dne 26. prosince 2019.

Literatura

Odkazy