Микроразмножение

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Микрораспространение»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( август 2016 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Роза, зародившаяся как клетки, выросшие в культуре ткани.

Микроразмножение - это практика быстрого размножения исходного растительного материала для получения многих потомственных растений с использованием современных методов культивирования тканей растений . ^[1]

Микроразмножение, также известное как культура ткани, используется для размножения растений, таких как те, которые были генетически модифицированы или выведены с помощью обычных методов селекции растений . Он также используется для получения достаточного количества всходов для посадки с исходного растения, которое не дает семян или плохо реагирует на вегетативное размножение .

Ботаник из Корнельского университета Фредерик Кэмпион Стюард открыл и впервые применил микроразмножение и культуру тканей растений в конце 1950-х - начале 1960-х годов. ^[2]

Шаги [ править ]

Короче говоря, этапы микроразмножения можно разделить на 4 этапа .

1. Выбор материнского растения
2. Умножение
3. Укоренение и акклиматизация
4. Перенести новое растение в почву

Выбор материнского растения [ править ]

Культивирование растений in vitro в контролируемой стерильной среде

Микроразмножение начинается с выбора 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 в среду для выращивания , обычно содержащую сахарозу.как источник энергии и один или несколько регуляторов роста растений ( гормоны растений ). Обычно среду загущают агаром, чтобы создать гель, который поддерживает эксплантат во время роста. Некоторые растения легко выращивать на простых средах, но другие требуют более сложных сред для успешного роста; растительная ткань растет и дифференцируется в новые ткани в зависимости от среды. Например, среды, содержащие цитокинин , используются для создания разветвленных побегов из почек растений.

Умножение [ править ]

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, которые заставляют проростки давать много маленьких побегов. После образования множественных побеговэти побеги переносят в среду для укоренения с высоким соотношением ауксин / цитокинин. После развития корней ростки можно использовать для закаливания.

Предварительная трансплантация [ править ]

Этот этап включает обработку проростков / побегов, чтобы стимулировать рост корней и «закаливание». Это 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, выращенные в этих условиях, часто не образуют кутикулу и устьиц, которые препятствуют высыханию растения. При изъятии из культуры проросткам нужно время, чтобы приспособиться к более естественным условиям окружающей среды. Закаливание обычно подразумевает медленное отлучение от груди. проростки из теплой среды с высокой влажностью, слабым освещением и с тем, что можно было бы считать нормальной средой роста для рассматриваемых видов.

Перенос из культуры [ править ]

На заключительной стадии микроразмножения растений проростки удаляют из растительной среды и переносят в почву или (чаще) в горшечный компост для продолжения роста обычными методами.

Этот этап часто сочетается с этапом «предтрансплантационный».

Методы [ править ]

Меристем культура [ править ]

В культуре меристем меристема и несколько прилегающих к ней зачатков листьев помещают в подходящую среду для выращивания. 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 сахарного тростника, клубники. ^{[ необходима цитата ]}

Культура каллуса [ править ]

Каллус является 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.

• Этап I: быстрое образование каллуса после помещения эксплантов в питательную среду
• Стадия II: каллус переносят в другую среду, содержащую регуляторы роста, для индукции придаточных органов.
• Стадия III: новый росток постепенно подвергается воздействию условий окружающей среды.

Культура отстранения [ править ]

Клеточной суспензии или суспензии культуры относится к типу клеточной культуры , в котором отдельные клетки или небольшие агрегаты клеток разрешено функционировать и размножаться в перемешиваемой жидкой среде роста. Suezawa et al. (1988) сообщили о появлении придаточных почек у киви, индуцированных цитокинином , в суспензионной культуре примерно через одну неделю.

Культура эмбрионов [ править ]

В культуре эмбрионов эмбрион вырезается и помещается в культуральную среду с надлежащим 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, а также для преодоления эмбриона.

Культура протопластов [ править ]

В культуре протопластов растительную клетку можно выделить с помощью ферментов, разрушающих стенки, и выращивания 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, а после значительного деления клеток их переносят в твердую среду, благоприятную для морфогенеза, во многих садовых культурах хорошо реагируют на культуру протопластов. .

Преимущества [ править ]

Микроразмножение имеет ряд преимуществ перед традиционными методами размножения растений:

• Основным преимуществом микроклонального размножения является получение множества растений, которые являются клонами друг друга.
• Микроразмножение можно использовать для получения свободных от болезней растений.
• Он может иметь чрезвычайно высокую плодовитость , давая тысячи отростков, в то время как обычные методы могут дать лишь небольшую часть этого числа.
• Это единственный жизнеспособный метод регенерации генетически модифицированных клеток или клеток после слияния протопластов .
• Это полезно при размножении растений, которые дают семена в неэкономичных количествах, или когда растения стерильны и не дают жизнеспособных семян, или когда семена не могут храниться (см. Устойчивые семена ).
• Микроразмножение часто дает более устойчивые растения, что приводит к ускоренному росту по сравнению с аналогичными растениями, полученными обычными методами, такими как семена или черенки.
• Некоторые растения с очень мелкими семенами, включая большинство орхидей, наиболее надежно выращивают из семян в стерильной культуре.
• На квадратный метр можно получить большее количество растений, а пропагулы можно хранить дольше и на меньшей площади.

Недостатки [ править ]

Микроразмножение - не всегда идеальный способ размножения растений. Условия, ограничивающие его использование, включают:

• На оплату труда может приходиться от 50% до 69% эксплуатационных расходов. ^[3]
• Монокультуры производятся после того, как вегетативный, что приводит к отсутствию общей устойчивости заболевания, так как все растения потомства могут быть уязвимы для одних и тех же инфекций.
• Образец инфицированного растения может дать инфицированное потомство. Это необычно, поскольку исходные растения тщательно проверяются и проверяются, чтобы предотвратить культивирование растений, инфицированных вирусом или грибком.
• Не все растения могут быть успешно культивированы в тканях, часто потому, что подходящая среда для роста неизвестна или растения производят вторичные метаболические химические вещества, которые задерживают или убивают эксплант.
• Иногда растения или сорта не соответствуют типу после культивирования тканей. Это часто зависит от типа материала эксплантата, используемого во время фазы инициации, или от возраста клетки или линии пропагул.
• Некоторые растения очень сложно дезинфицировать от грибковых организмов.

Основным ограничением использования микроразмножения для многих растений является стоимость производства; для многих растений использование семян, которые обычно свободны от болезней и производятся в больших количествах, 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.

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]