Микроклональное размножение растений в домашних условиях

Предлагаем обсудить тему: "микроклональное размножение растений в домашних условиях". На странице собрана самая полезная информация и предоставлена в удобном виде.

Микроклональное размножение

Метод микроклонального размножения играет важную роль для ускоренного клонирования плодовых, ягодных, клубнеплодных, декоративных видов растений и древесных пород.

Практика и результаты деятельности однозначно свидетельствуют о достижении превосходных результатов: растения приобретают более выраженные жизнестойкие характеристики (в сравнении с натуральным произведением посадочного материала), а в случае с плодово-ягодными культурами достигается увеличение урожайности. Все это однозначно свидетельствует в пользу того, что клональное микроразмножение – передовая технология в садоводстве.

Анализируя клонирование растений с использованием технологии микроклонального размножения, можно увидеть, что применяющаяся методика аналогична той, которую имеет бесполое вегетативное размножение. Разница состоит в том, что культивирование in vitro происходит в пробирке и предоставляет возможность на выходе иметь достаточно большое количество новых растений, которые будут идентичными с исходным материалом в генетическом коде. Данная биотехнология в своей основе имеет способность клетки живого организма (растения) реализовывать собственную уникальную тотипотентность – при создании оптимальных условий быть основой для развития нового растительного организма.

Чтобы культура инвитро правильно и эффективно развивалась, должны соблюдаться определенные требования. Прежде всего, специалисты нашей компании поддерживают в растении генетическую стабильность на каждом из этапов онтогенеза. В результате многочисленных исследований и опытов было установлено, что в этом отношении использование апексов и пазушных почек стеблевого происхождения имеет наиболее очевидные преимущества для использования в клональном микроразмножении. Кроме того, меристемные культуры прекрасно производятся с использованием изолированных органов, из которых специалисты получают адвентивные почки.

Принцип оздоровления заложен в самой технологии клонального микроразмножения.

Технология, использующаяся нашей компанией при клональном микроразмножении, изначально обеспечивает получение здоровых и крепких растений. Секрет успеха заключается в использующемся материале. Метод предусматривает работу с верхушечной частью растущего побега – зоной, в которой происходит деление клеток. Так как размер данной зоны чрезвычайно мал (он составляет максимум 0,1 мм), процесс проводятся с использованием микроскопа. Зона, в которой происходит деление клеток, является стерильной – из-за отсутствия проводящей системы, в ней не может быть вирусов или разнообразных инфекций. Это обеспечивает получение «чистого», здорового посадочного материала.

Этапы работы в меристеме очень сложны, к тому же, этот процесс обладает достаточно низким уровнем приживаемости – исчисляющимся лишь 10 %. Иными словами, из 100 эксплантов, которые были введены, выживет только 10. Это объясняет, почему меристему трудно использовать в промышленных целях, а исключительно в качестве научно-исследовательской работы.

Диев А.Б. Принципы микроклонального размножения. Адаптация меристемных растений.

Лекция в МОИП 4 марта 2015 года.
Диев А.Б., действительный член МОИП.

Конспект лекции:

Микроклональное размножение растений делится на два этапа – непосредственно размножение растительного материала in vitro (проводится в специализированной лаборатории) и последующая адаптация микроскопических растений (может проводиться любым желающим в домашних условиях).

Первый этап представляет из себя, образно говоря, «микрочеренкование» (массовое размножение при помощи «микрочеренков»). У растения срезают тонкий (0,8 мм) слой с верхушки почки, который содержит клетки верхушечной меристемы. Этот материал помещают на стерильную питательную среду на основе агара (среда в обязательном порядке содержит сахара, питательные элементы, а также в среды на разных этапах микроразмножения могут добавлять фитогормоны). Растительные клетки активно делятся, на питательной среде начинает формироваться маленькое растение – и через некоторое время у него снова срезают верхушечную меристему и переносят на новую питательную среду. Такие пересевы («пассажи») производят несколько раз, в результате растительные клетки адаптируют к развитию на искусственных питательных средах и одновременно снижается вероятность завирусованности растительного материала. Считается, что клетки апикальных меристем свободны от вирусов вследствие своих свойств свойств (т.к. распространение вирусов имеет свою скорость, даже в заражённом растении вирусы «не успевают» проникнуть в активно делящиеся меристематические клетки). В качестве дополнительных процедур возможны химические обработки от вирусов, но они всё-таки действуют на растительные ткани угнетающе.

[3]

Запускаемое в массовое размножение микроклональное растение должно быть свободно от вирусов, поэтому его проверяют молекулярно-генетическими методами на отсутствие заражённости. Тест на один вирус стоит порядка 500-700 рублей, набор проверяемых вирусов различен для разных культур. Так, малину тестируют на 5 вирусов. Убедившись в «чистоте» растительного образца, приступают к его массовому размножению. В питательную среду добавляют фитогормон, стимулирующий ветвление. С образующихся многочисленных боковых побегов срезают «микрочеренки» и помещают их на агаровую среду (все операции проводят в стерильных условиях, используя ламинарные шкафы). Технология массовая – за одну рабочую смену оператор делает до 800 микрочеренков. Далее – изменяют состав питательной среды, и меристемные растения начинают образовывать корни. Растения какое-то время подращивают (они находятся в герметичных баночках, на стеллажах с круглосуточным освещением). На этой стадии меристемные растения можно поместить на хранение в холодильник на несколько месяцев. Для некоторых культур это даже является положительным моментом – например, для микроклональной сирени, которая после этого лучше развивается и идёт в рост.

Компания «Микроклон» осуществляет поставки размноженных культур в герметичных пластиковых коробочках по 20 штук растений размером несколько сантиметров, находящихся на питательном агарозном геле. Такие приобретенные микроклональные растения в коробочке можно держать до 10 дней (это крайний срок), оптимально 3-7 дней.

Для дальнейшего выращивания меристемных растений необходима процедура адаптации, во время которой должны произойти фундаментальные физиологические перестройки. Меристемные растения надо «приучить» к «растительному» образу жизни и перестроить весь их обмен веществ. Размноженные микроклонально растения привыкли не фотосинтезировать, а получать углеводы из питательной среды (фотосинтез невозможен при всём желании, т.к. меристемные растения находятся в замкнутом объёме без доступа строительного сырья – углекислого газа из окружающей среды). Корни у меристемных растений толстые, похожие на спички, и не имеют всасывающих волосков. Ввиду 100%-ной влажности среды, на листьях полностью открыты устьица, а листовые пластинки не имеют воскового слоя.

Читайте так же:  Рождественская звезда цветок в домашних условиях

Полив под корень не применяют. Под кассеты подкладывают капиллярный мат (самодельный: сложенный втрое нетканый материал, накрытый сверху цельным, т.е в 2 слоя ткани, «синтетическим» мешком из-под сахара), который увлажняют не чаще одного раза в сутки – влага из него через отверстия в кассете поступает к растениям. Также периодически опрыскивают растения, в том числе растворами комплексных удобрений в качестве подкормки. Подкормки комплексными удобрениями по листьям можно начинать с четвёртого дня адаптации, концентрацию берут поменьше, но обрабатывают почаще (1, затем 2 раза в неделю). При дальнейшем доращивании растений развитие корневой системы достигается перевалкой, проводимой несколько раз во всё большие по объёму горшки. Есть пока не решённая проблема с тем, что корни через отверстия в горшках проникают в капиллярный мат. В горшках также неравномерно развивается корневая система (закручивается по внутренней поверхности горшка), даже при периодической перевалке. Очень хороши горшки AirPot, но они довольно дорогие, для массового производства их использование слишком накладно.

В сотрудничестве с Компанией «Микроклон» А.Д. массово размножает довольно много декоративных культур, из плодово-ягодных – землянику, малину, ежевику, виноград, один сорт крыжовника, приступили к вопросу микроклонального размножения 2 сортов яблони, есть планы по абрикосу. По личным наблюдениям А.Д., увеличения урожайности у микроклонально размноженных ягодных культур не наблюдается (т.е. она не превышает максимальную для сорта). Однако есть очень много других плюсов. Меристемное растение как бы «обнуляет счётчик», биологически оно является ювенильным, поэтому растёт и развивается очень энергично, но в то же время ведёт себя как взрослое. Так, ремонтантные сорта малины, поставленные на адаптацию микроскопическими растениями в январе – в сентябре уже с плодами. У ежевики за аналогичные сроки плеть вырастает до 1,2 м. К достоинствам технологии относится также то, что при отработанной методике можно быстро и практически в неограниченных количествах размножить ценное растение, возникший новый клон и т.д. Полученные по технологии in vitro растения впоследствии легче размножаются зелёными черенками, т.е. лучше укореняются (из личного опыта А.Д.). Микроклональное размножение позволяет питомниководам продуктивно использовать зимний период.

Не все культуры успешно размножаются микрочеренкованием, но их круг всё равно шире, чем культур, хорошо размножаемых обычным зелёным черенкованием. Проблемы возникают, в частности, с культурами, которые сильно «фенолят» – выделяют корнями в субстрат фенольные соединения, что приводит к отравлению самих меристемных растений, находящихся в замкнутой системе. Очень тяжело вводить в меристемную культуру хвойные, орехоплодные, луковичные. В целом для каждой культуры надо подбирать свои особенности технологии, что может потребовать разного количества времени и усилий. Также приходится подбирать свои условия и для микроклонального размножения разных сортов в рамках одной культуры. Поэтому сортимент введённых в меристемную культуру плодово-ягодных растений пока не очень велик.

К микроклональному размножению часто высказывают упрёк, что оно приводит к мутациям у получаемых растений. Соматические мутации возможны (из-за повышенного гормонального фона), но реально они возникают не так часто, более того, в «Микроклоне» такие мутанты стараются выявлять и оставляют себе для исследований (на предмет получения более хозяйственно-ценных клонов). Действительно реальная проблема есть с сортами, которые являются химерами (например, сорт сирени «Сенсация»). В результате их размножения in vitro действительно часто наблюдается расхимеривание у части растений. Но это максимум 10%, при этом нормальные фирмы для таких случаев специально увеличивают поставляемую заказчику партию меристемных растений (скажем, при заказе на 100 штук выращивают 105).

В целом А.Д. эта технология очень нравится, в планах расширение набора выращиваемых меристемных культур и сортов и продолжение наблюдений. В частности, пока открыт вопрос, не изменяется ли скороплодность плодовых культур при микроклональном размножении. Также интересно посмотреть, будет ли влиять выращивание деревьев на своих корнях на вкусовые качества плодов (в трудах Бербанка и Мичурина есть сведения о положительном влиянии корнесобственности).

AquaFlore.RU

Ароидные: от болота до аквариума

Микроклональное размножение буцефаландр как альтернатива генеративному способу

В своих предыдущих публикациях я неоднократно писал, что получение посадочного материала буцефаландр для аквариума в результате закупки диких растений из природы – это путь в никуда. Основания для такого утверждения очевидны. Систематический сбор приводит к значительному сокращению природных популяций, а большинство экспортируемых растений гибнет в руках любителей из-за различных заболеваний. Для того чтобы сохранить буцефаландры в природе и в тоже время сделать их доступными для аквариумиста, необходимо осваивать эффективные методы их коммерческого разведения в неволе. Одним из таких способов, безусловно, является генеративное (семенное) размножение. Однако в настоящей заметке я хочу рассмотреть альтернативный метод – микроклональное размножение.

Для начала следует разобраться с понятиями “микроклональное” и “меристемное” размножения. Строго говоря, это не одно и то же. Меристемы являются всего лишь быстро делящимися образовательными тканями. Они присутствуют в любой растительной почке, поэтому обычное вегетативное размножение можно так же считать меристемным. Например, когда мы инициируем вегетативное размножение у анубиаса с помощью надламывания корневища, происходит активация пазушных меристем и дальнейшее образование молодых побегов из спящих почек. То же самое относится к эхинодорусам. Метод доступен каждому и легко выполним в домашних условиях. Однако это не совсем то, что нам нужно. Во-первых, материал не проходит стерилизацию, а во-вторых, масштабы размножения очень низки.

В тоже время, в классической схеме микроклонального размножения подразумевается на первой стадии получение стерильной дедифференцированной тканевой культуры (каллуса) практически из любого вегетативного органа растения, которую в дальнейшем подвергают дифференциации с образованием множества молодых побегов. Осуществляется это все с помощью варьирования концентраций фитогормонов – ауксинов и цитокининов. Первые вызывают дедифференциацию тканей, а вторые – их интенсивное деление. Все операции и выращивание проводится в стерильных условиях, и по этой причине трудновыполнимо в домашних условиях.

Читайте так же:  Мандарин уход за растением в домашних условиях

Существует также промежуточный вариант, в котором вырезают пазушную почку, стерилизуют ее и в дальнейшем выращивают in vitro. Выращивание возможно как безгормонально, так и с добавлением цитокининов. В последнем случае количество дочерних растений будет больше.

О том, что буцефаландры уже несколько лет успешно размножают микроклонально, мне рассказал Владимир Желтоног, владелец аквариумных магазинов “Водяной” . В частности, эта сеть регулярно закупает меристемные буцефаландры из Тайланда. Каким из вышеописанных способов происходит размножение из рассмотренных фотографий сказать трудно. Скорее всего, это промежуточный вариант, поскольку стадий получения каллусной культуры в фотоматериале не представлено.

В заключение рассмотрим некоторые плюсы и минусы буцефаландр полученных микроклональным способом. Самым главным преимуществом, безусловно, является отсутствие у них инфекционных заболеваний. Во-вторых, не маловажное значение имеет генетическая однородность материала, которое часто не удается соблюсти при семенном способе. Стоит однако оговорится, что при несоблюдении методик, в микроклональном варианте также возможно появление неоднородности из-за мутаций. Между тем, главным камнем преткновения меристемных растений является их адаптация к обычным (нестерильным) условиям. Причем дело тут даже не в многообразии различных микроорганизмов в естественной среде, а в изменении влажности воздуха. “В пробирке” влажность всегда высокая, из-за чего у меристемных растений с рождения на листьях открыты устьица, а закрывать их они еще не научились. В результате, после помещения в обычную воздушную среду, такие растения начинают отставать в росте или могут полностью высохнуть. Однако все это не касается буцефаландр и других аквариумных растений, ведь они предназначены для жизни под водой!

Этапы микроклонального размножения растений

Процесс клонального микроразмножения можно разделить на 4 этапа:

1. Выбор растения-донора, изолирование эксплантов и получение хорошо растущей стерильной культуры.

2. Собственно микроразмножение, когда достигается получение максимального количества меристематических клонов.

3. Укоренение размноженных побегов с последующей адаптацией их к почвенным условиям, а при необходимости депонирование растений-регенерантов при пониженной температуре (+2оС, +10оС).

4. Выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к реализации или посадке в поле.

Для культивирования тканей на каждом из четырех этапов требуется применение определенного состава питательной среды.

На первом этапе необходимо добиться получения хорошо растущей стерильной культуры. В тех случаях, когда трудно получить исходную стерильную культуру экспланта, рекомендуется вводить в состав питательной среды антибиотики (тетрациклин, бензилпенициллин и др.) в концентрации 100—200 мг/л. Это в первую очередь относится к древесным растениям, у которых наблюдается тенденция к накоплению внутренней инфекции.

На первом этапе, как правило, используют среду, содержащую минеральные соли по рецепту Мурасига и Скуга, а также различные биологически активные вещества и стимуляторы роста (ауксины, цитокинины) в различных сочетаниях в зависимости от объекта. В тех случаях, когда наблюдается ингибирование роста первичного экспланта, за счет выделения им в питательную среду токсичных веществ (фенолов, терпенов и других вторичных соединений), снять его можно, используя антиоксиданты. Это возможно двумя способами: либо омывкой экспланта слабым его раствором в течение 4—24 ч, либо непосредственным добавлением в питательную среду. В качестве антиоксидантов используют: аскорбиновую кислоту (1 мг/л), глютатион (4—5 мг/л), дитиотриэтол (1—3 мг/л), диэтилдитиокарбомат (2—5 мг/л), поливинилпирролидон (5000—10000 мг/л). В некоторых случаях целесообразно добавлять в питательную среду адсорбент — древесный активированный уголь в концентрации 0,5—1%. Продолжительность первого этапа может колебаться от 1 до 2 месяцев, в результате которого наблюдается рост меристематических тканей и формирование первичных побегов.

2 этап — собственно микроразмножение. На этом этапе необходимо добиться получения максимального количества мериклонов, учитывая при этом, что с увеличением субкультивирований увеличивается число растений-регенерантов с ненормальной морфологией и возможно наблюдать образование растений-мутантов.

Как и на первом этапе, используют питательную среду по рецепту Мурасига и Скуга, содержащую различные биологически активные вещества, а также регулято­ры роста. Основную роль при подборе оптимальных условий культивирования эксплантов играют соотношение и концентрация внесенных в питательную среду цитокининов и ауксинов. Из цитокининов наиболее часто используют БАП в концентрациях от 1 до 10 мг/л, а из ауксинов—ИУК и НУК в концентрациях до 0,5 мг/л.

При долгом культивировании растительных тканей на питательных средах с повышенным содержанием цитокининов (5—10 мг/л) происходит постепенное накопление их в тканях выше необходимого физиологического уровня, что приводит к появлению токсического действия и формированию растений с измененной морфологией. Вместе с тем, возможно наблюдать такие нежелательные для клонального микроразмножения эффекты, как подавление пролиферации пазушных меристем, образование витрифицированных (оводненных) побегов и уменьшение способности растений к укоренению. Отрицательное действие цитокининов возможно преодолеть, по данным Н.В. Катаевой и Р.Г. Бутенко, путем использо­вания питательных сред с минимальной концентрацией цитокининов, обеспечивающих стабильный коэффициент микроразмножения, или путем чередования циклов культивирования на средах с низким и высоким уровнем фитогормонов.

3 и 4 этапы — укоренение микропобегов, их последую­щая адаптация к почвенным условиям и высадка в поле являются наиболее трудоемкими этапами, от которых зависит успех клонального микроразмножения. На третьем этапе, как правило, меняют основной состав среды: уменьшают в два, а иногда и в четыре раза концентрацию минеральных солей по рецепту Мурасига и Скуга или заменяют ее средой Уайта, уменьшают количество сахара до 0,5—1% и полностью исключают цитокинины, оставляя один лишь ауксин. В качестве стимулятора корнеобразования используют β-индолил-3-масляную кислоту (ИМК), ИУК или НУК.

Укоренение микропобегов проводят двумя способами:

1) выдерживание микропобегов в течение нескольких часов (2—24 ч) в стерильном концентрированном растворе ауксина (20—50 мг/л) и последующее их культивиро­вание на агаризованной среде без гормонов или непосредствен­но в подходящем почвенном субстрате (импульсная обработка);

2) непосредственное культивирование микропобегов в течение 3—4 недель на питательной среде, содержащей ауксин в невысоких концентрациях (1—5 мг/л в зависимости от исследуемого объекта). В последнее время предложен метод укоренения пробирочных растений в условиях гидропоники. Этот метод позволяет значительно упростить этап укоренения и одновременно получать растения, адаптированные к естественным условиям. Для картофеля возможно использовать безсубстратную гидропонику для получения мини-клубней. Затенение нижней части культуральных сосудов плотной черной материей или добавление в питательную среду активированного угля способствует укоренению микропобегов.

Читайте так же:  Опасные домашние растения

Видео (кликните для воспроизведения).

Пересадка растений-регенерантов в субстрат является ответ­ственным этапом, завершающим процесс клонального микроразмножения. Наиболее благоприятное время для пересадки пробирочных растений — весна или начало лета.

Растения с двумя-тремя листьями и хорошо развитой корневой системой осторожно вынимают из колб или пробирок пинцетом с длинными концами или специальным крючком. Корни отмывают от остатков агара и высаживают в почвенный субстрат, предварительно простерилизованный при 85—90° С в течение 1—2 ч. Для большинства растений в качестве субстратов используют торф, песок (3:1); торф, дерновую почву, перлит (1:1:1); торф, песок, перлит (1:1:1). Исключение составляют семейство орхидных, для которых готовят субстрат, состоящий из сфагнового мха, смеси торфа, листьев бука или дуба, сосновой коры (1:1:1).

Приготовленным заранее почвенным субстратом заполняют пикировочные ящики или торфяные горшочки, в которых выращивают растения-регенеранты. Горшочки с растениями помещают в теплицы с регулируемым температурным режимом (20—22° С), освещенностью не более 5 тыс. лк и влажностью 65—90%. Для лучшего роста растений создают условия искусственного тумана. В тех случаях, когда нет возможности создать такие условия, горшочки с растениями накрывают стеклянными банками или полиэтиленовыми пакетами, которые постепенно открывают до полной адаптации растений.

Через 20—30 дней после посадки хорошо укоренившиеся растения подкармливают растворами минеральных солей Кнудсона, Мурасига и Скуга, Чеснокова, Кнопа (в зависимости от вида растений) или комплексным минеральным удобрением. По мере роста растений их рассаживают в большие емкости со свежим субстратом. Дальнейшее выращивание акклиматизированных растений соответствует принятой агротехнике выращивания для каждого индивидуального вида растений.

Процесс адаптации пробирочных растений к почвенным условиям является наиболее дорогостоящей и трудоемкой операцией. Нередко после пересадки растений в почву наблюдается остановка в росте, опадение листьев и гибель растений. Эти явления связаны, в первую очередь, с тем, что у пробирочных растений нарушена деятельность устьичного аппарата, вследствие чего происходит потеря большого количества воды. Во-вторых, у некоторых растений в условиях in vitro не происходит образования корневых волосков, что приводит, в свою очередь, к нарушению поглощения воды и минеральных солей из почвы. Поэтому целесообразно на третьем или четвертом этапах клонального микроразмножения применять искусственную микоризацию растений (для микотрофных), учитывая их положительную роль в снабжении растений минеральными и органическими питательными веществами, водой, биологически активными веществами, а также в защите растений от патогенов.

Индийскими учеными предложен простой метод предотвращения быстрого обезвоживания листьев растений, выращенных in vitro, во время их пересадки в полевые условия. Метод заключается в том, что листья в течение всего акклиматизационного периода следует опрыскивать 50%-ным водным раствором глицерина или смесью парафина, или жира в диэтиловом эфире (1:1). Применение этого метода помогает избежать длинных и затруднительных процессов закаливания пробирочных растений и обеспечивает 100%-ную их приживаемость.

Цветочная выставка земли Бранденбург 2019 — фото и впечатления нашего форумчанина

Автор Тема: Микроклональное размножение. (Прочитано 24422 раз)

0 Пользователи и 1 Гость просматривают эту тему.

Похожие темы (5)

Acca (Acca), Фейхоа (Feijoa), размножение

Ответов: 34
Просмотров: 2810 17 Ноябрь 2012, 13:59:08
от Nyaka Перец декоративный, Перец овощной (Capsicum), размножение

Ответов: 63
Просмотров: 6020 07 Октябрь 2013, 12:27:16
от Ky! Хойя — размножение листом или почему не растет «валентинка»

Ответов: 112
Просмотров: 29086 08 Январь 2019, 22:02:55
от Asio Otus Бальзамин (Impatiens) — обсуждаем размножение (кроме садового)

Ответов: 162
Просмотров: 46397 28 Март 2017, 12:10:33
от Neit Монстера (Monstera), размножение, обсуждаем и делимся опытом

Ответов: 382
Просмотров: 114804 16 Май 2019, 20:37:52
от Ky!

При использовании материалов сайта ссылка на сайт обязательна!

© www.floralworld.ru 2006-2016 год, Марина и Александр Митяевы

Страница сгенерирована за 0.153 секунд. Запросов: 36.

Меристемное размножение

День добрый.
Может кто-нибудь занимается меристемным размножением растений? Про такой способ только читал, наглядно ни где не видел и очень хотелось бы посмотреть как это работает.

Для поддержания темы
Информации в интернете много
но подробных инструкций как всегда не найти.
О методе
Меристема (от греч. meristos — делимый) — это ткань растений, в течение всей жизни сохраняющая способность к образованию новых клеток. Именно за счет меристемы растения растут, образуют новые листья, стебли, корни, цветки.

В процессе роста меристемная ткань в определенной степени сохраняется в некоторых частях растения: в узлах побега, в почках, в кончиках корней, в основаниях черешков листьев или цветоносах и т.д.

Меристемным методом растения размножают в 4 этапа:

1. Введение: меристемные ткани отделяют от нужного экземпляра растения и помещают на специальные питательные среды в пробирки. Затем меристемные растения выдерживают в специальном шкафу в течение 20-40 дней при освещении до 14 ч. в сутки.

2. Размножение: через 1-1,5 месяца микрочеренки уже имеют размер горошины, у них образовались зачатки всех вегетативных органов растений. Подрощенные микрочеренки делят на пять-семь частей, а «кусочки» (вновь полученные меристемные черенки) снова проращивают в пробирках в течение 20-30 дней.

3. Укоренение и адаптация: когда меристемные микрочеренки образуют достаточную корневую систему, их извлекают из пробирок и пересаживают в горшочки, заполненные легким торфом. Затем горшочки устанавливают в защищенную среду — достаточно использовать небольшую пластиковую трубку. Через 4-6 недель микрочеренки привыкают к естественным условиям выращивания.

4. Подращивание: после укоренения и адаптации новые растения выращиваются при агротехнике, свойственной данной культуре, и могут быть высажены в теплицу, а затем и в открытый грунт.

На ранних стадиях вегетативного развития меристемные растения могут иметь некоторые различия во внешнем виде, но по мере роста они исчезают. Полученные микроклональным способом растения наследуют все признаки, присущие данному сорту и вполне могут в дальнейшем размножаться обычным вегетативным или семенным способом.

Преимущества растений, полученных микроклональным размножением
1. Такие растения более здоровые. Они не поражаются вирусами, даже если меристемные ткани были взяты у зараженного растения, так как вирус не поражает меристемы на верхушках побегов.

[1]

2. Урожайность меристемных саженцев выше. Например, с обычного кустика клубники можно собрать 200–300 г ягод, а с меристемного – до 1 кг.

Читайте так же:  Можно поливать комнатные цветы янтарной кислотой

3. Микроклональное размножение дает возможность получения огромного количества однородных растений за время, при котором не даст того же результата не один другой метод (около 10 тысяч саженцев в год от одного маточного растения!).

4. Меристемное размножение становится единственно возможным в больших промышленных масштабах, если для размножения берутся растения, которые стерильны и не дают семенного потомства.

Производство посадочного материала методом микроклонального размножения

Культура in vitro – выращивание клеток, тканей, органов на искусственной питательной среде в абсолютно стерильных условиях при контролируемых физических факторах (свет, температура, влажность, фотопериодичность).

Микроклональное размножение – разновидность вегетативного размножения растений в культуре in vitro. Оно освоено на явлении тотипотентности (способность нести и восстанавливать генетическую информацию растений).

Этапы микроклонального размножения

  1. Выбор растения-донора.
  2. Стерилизация эксплантов (любая часть растения, культивируемая в условиях in vitro).
  3. Введение в культуру in vitro. На этом этапе важно обеспечить успешное помещение экспланта на питательную среду.
  4. Получение хорошо растущей стерильной культуры.
  5. Микроразмножение. Целью этапа является получение максимального числа побегов в культуре in vitro.
  6. Укоренение и адаптация в нестерильных условиях. На этом этапе удлиняются побеги, повляются корни, затем осуществляется перенос в тепличные условия и адаптация к ним.
  7. Выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к реализации и посадке в открытый грунт.

Метод индукции адвентивных почек экспланта основан на способности изолированных частей растений при благоприятных условиях питательной среды, восстанавливать недостающие органы и регенерировать целые растения из разных частей (изолированного зародыша, листа стебля, семядолей, меристематических верхушек, чешуек сегментов корней и зачатков соцветий). При этом изолируют растения и выращивают их на питательной среде Мурасиге-Скуга. Через 3-4 недели культивирования меристема развивается в проросток. В основании проростка формируются адвентивные почки, которые быстро растут и дают начало новым почкам. В течение 6-8 недель образуются конгломераты почек, связанные между собой соединительной тканью и находящиеся на разной стадии развития. Появляются листья на коротких черешках, в нижней части которых формируются новые адвентивные почки. Это почки делят и затем переносят на свежую питательную среду. Таким образом, от одного материнского растения можно получать несколько миллионов растений-регенерантов в год.

Микроразмножение

Размножение комнатных растений с помощью микротехнологий

Новая биотехнология получила название «клонального микроразмножения». Термином «микроразмножение» называют некоторые методы размножения растений в лабораторных или искусственно созданных условиях. Проще говоря, культуру размножают «в пробирке».

В основе метода лежит уникальная способность каждой растительной клетки давать начало новому растению. Достаточно взять образец ткани с определённых участков растения — маточника (растение с ценными признаками, которое необходимо размножить) и поместить в стерильные условия на питательную среду. Из него получат микроскопическое растение, которое позже разовьется в нормальный отросток и который можно вернуть в условия естественного произрастания.

Метод клонального микроразмножения растений имеет ряд преимуществ перед существующими традиционными способами размножения.

  • Сохрание редких видов растений орхидеи, насекомоядные, бромелии и др.);
  • Стабильное сохранение сортовых особенностей;
  • Возможность обогатить рынок новыми интересными растениями;
  • Можно получить большое количество молодых растений;
  • Методы биотехнологии позволяют снизить стоимость посадочного материала, что делает доступным его для большинства покупателей.
  • Освобождение растений от вирусов за счет использования меристемной культуры (оздоровление растений);
  • Высокий коэффициент размножения;
  • Получение генетически однородного посадочного материала;
  • Клональное микроразмножение позволит значительно сократить селекционный процесс и размножить уникальные формы за 2-3 года вместо 10-12 лет, необходимых при обычных подходах.
  • Ускорение цветения растений;
  • Размножение медленно растущих и трудно размножающихся культур;
  • Возможность проведения работ в течение круглого года.
  • Растения, полученные методом клонального микроразмножения, безопасны для человека и окружающей среды.

Коллекция редких и эндемичных растений, собранная в пробирках, занимает значительно меньше места, чем традиционные коллекции. Кроме того, трудозатраты на содержание такого «банка» ниже, чем на ежегодное полевое культивирование. Микроклонирование позволяет сохранить тысячи образцов, сохранив на будущее внутривидовое разнообразие.

При размножении возможно использовать практически все части растения: меристематические (ростовые, побегообразовательные) участки растения (точки роста, боковые почки, кончики корней, основания молодых листьев, цветоносов и т.д. Для луковичных хорошо подходят чешуи луковицы, для роз и хризантем — почки на стебле, для комнатных декоративно-лиственных бегоний, сенполий, глоксиний — части листа. Можно использовать даже части цветка. Размер выбранных фрагментов составляет около 1 кв. см. Затем они дезинфицируются специальными растворами и помещаются на питательную среду в пробирки или любые другие сосуды с добавлением различных регуляторов роста. Таким образом на этом этапе, стерильные «кусочки» растения-маточника располагают на питательной среде в пробирках, и они начинают расти.

Термин «клон» был предложен в 1903 году Уэбстером (от греческого klon — черенок или побег, пригодный для размножения растений. В соответствии с научной терминологией клонирование подразумевает получение идентичных организмов из единичных клеток.

Первые работы в области клонального микроразмножения были проведены в конце 50-х годов XX столетия и связаны с именем Жоржа Мореля, которому удалось получить первые растения-регенеранты орхидей. Культивируя в стерильных условиях верхушку побега орхидеи, размером всего 0,5 мм, он наблюдал формирование сферических структур, напоминающих видоизмененные почки. Эти структуры можно было делить, подращивать на искусственной питательной среде, опять делить и получать из них целые растения. Французские фирмы, занимающиеся разведением орхидей, использовали этот метод, и очень скоро орхидеи из мериклонов появились на цветочном рынке в огромном количестве, превратив орхидею из дорогого и редкого цветка в широко распространенное растение.

Читайте так же:  Береза домашнее растение

Меристемный способ размножения растений требует особого подхода к организации процесса. Это создание стерильных условий и наличие спец.оборудования. Пробирки, колбы, скальпели и даже поверхности столов должны быть стерильны. Затратно, но только так можно в кратчайшие сроки получить наибольшее количество молодых побегов. Путь от меристемы до «грядки» растение проходит за несколько недель.

В лабораторных условиях весь цикл размножения разделён на четыре этапа. Вначале с побегообразовательных участков растения берутся срезы тканей. Они помещаются в пробирки с жидким раствором (гормоны, витамины, микроэлементы). В таких условиях кусочек листа или корня быстро «превращается» в самостоятельное растеньице с зачатками всех вегетативных органов. На втором этапе будущее растение переносят из пробирки в колбу с питательным желе. Оно имеет несколько составов, которые часто у специалистов держатся в секрете. Как только корни и листья сформировались — наступает время третьего этапа. Побег вновь вынимают из колбы и при помощи скальпеля отрезают выросшие корни и листья. Они будут использованы для дальнейшего размножения. Оставшуюся «точку роста» помещают в другую колбу с питательным желе. Там проведёт ещё некоторое время, пока не станет полноценным растением.

Колбы с побегами хранятся в отдельной комнате, в которой созданы все необходимые условия. Главное в этом процессе — стерильность. Пробирки, колбы, скальпели и даже поверхности столов. Все тщательно дезинфицируется. Питательная среда внутри колбы благоприятна для размножения грибка. Если произошло заражение — весь материал уничтожается. Четвёртый — заключительный этап — новое растение высаживают в общую кану, где оно подращивается до нужного размера. Вот таким замысловатым способом тут, за относительно короткий отрезок времени, из небольшого листика или корешка получают несколько десятков полноценных экземпляров.

Эту технику размножения можно практиковать и в домашних условиях, что позволит получить растения, которые другими способами размножаются с трудом, а также новые разновидности.

Для создания маленькой лаборатории по микроразмножению можно использовать самые простые предметы, например: закрытый шкаф, оснастив его освещением, обогревом и вентиляцией. Желательно, чтобы он был изготовлен из металла, оборудован лампой дневного света (1000 — 1500 лк), установленной в верхней части, системой обогрева (обычно электропанель дает возможность поддерживать температуру 20-25С) и системой аэрации (достаточно электровентилятора).

Понадобится стерилизатор, дезинфицирующие растворы, дистиллированная вода и резиновые перчатки. Стерилизатор необходим для стерилизации режущих инструментов, контейнеров и субстрата. Дезинфицирующий отбеливатель из имеющихся в продаже (9-11%-ный гипохлорит натрия), разведенный в дистиллированной воде до 5%-ной концентрации, используют для стерилизации рабочей поверхности, после чего промывают ее дистиллированной водой. 1-2%-ный раствор служит для дезинфекции микрочеренков, которые затем обмывают дистиллированной водой. На всех этапах работать следует в перчатках.

Для получения микрочеренков определенных размеров можно применять обычные лезвия для безопасной бритвы; в качестве рабочих емкостей используют стеклянные сосуды с широким горлышком. Кроме того, рекомендуется (хотя можно обойтись и без него) пользоваться бинокулярным микроскопом, который поможет наблюдать за маленькими растениями, полученными в результате микроразмножения.

Субстраты, стимуляторы роста и специальные удобрения
Субстрат, обычно используемый для микроразмножения, — агар-агар – лучший природный гелеобразователь, получаемый из красных морских водорослей. К субстрату (питательной среде) добавляют гормоны и удобрения. Уже готовые среды можно найти в аптеках с широким ассортиментов препаратов или на фирмах, продающих химические вещества для медицинского или фармацевтического использования. Полученные растеньица — всходы высаживают в торфяной почвогрунт с рН 5.5. Используют фитогормоны двух типов: для пролиферации побегов и почек (например, фитохинин) и для укоренения.

Видео (кликните для воспроизведения).

Первая стадия: наполняют сосуды питательной средой, обогащая ее гормонами. Лезвия и стеклянные баночки с субстратом помещают в стерилизатор с водой и стерилизуют при температуре 110-120С в течении 20 мин. Одновременно подготавливают рабочий стол, промывая его 5%-ным гипохлоритом натрия и дистиллированной водой. Затем берут самую верхушку растения, которое собираются выращивать, выбрав для начала простые растения, например сенполию (если у вас есть микроскоп, ее помещают на предметный столик), и удаляют покрывающие ее самые мелкие листочки. Прежде чем поместить эту часть растения в сосуд, ее дезинфицируют 1-2%-ным гипохлоритом натрия и промывают дистиллированной водой. Сосуд закрывают и ставят в шкаф, где выдерживают в течение 20-40 дней с освещением 14 ч в сутки.

Вторая стадия: когда микрочеренок подрастет и предстанет зеленым сгустком размером с горошину с образовавшимся зачатком органов, подготавливают новые емкости, заполнив их субстратом для укоренения, и стерилизуют, поместив в стерилизатор вместе с режущими инструментами. Тем временем сосуд вынимают из шкафа и извлекают из него растеньица, которые делят лезвием на части. Их помещают в новые сосуды, которые вновь помещают в шкаф, где они и остаются, пока не образуются корешки (20-30 дней), ежедневно на 14 ч включая освещение.

[2]

Источники


  1. Гарлов, П. Е. Искусственное воспроизводство рыб. Управление размножением. Учебное пособие: моногр. / П.Е. Гарлов, Ю.К. Кузнецов, К.Е. Федоров. — М.: Лань, 2014. — 260 c.

  2. Рассел, Джесси Всероссийская олимпиада школьников по биологии / Джесси Рассел. — М.: VSD, 2013. — 681 c.

  3. Общая методика обучения биологии в школе. — М.: Дрофа, 2010. — 272 c.
  4. Лысенко, Т. Д. Влияние термического фактора на продолжительность фаз развития растений / Т.Д. Лысенко. — М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 2008. — 212 c.
  5. Бобылева О. Н. Цветочно-декоративные растения открытого грунта; Академия — Москва, 2010. — 224 c.
Микроклональное размножение растений в домашних условиях
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here