Официальный сайт клуба «Цветоводы Москвы»

Микроклональное размножение растений: плюсы и минусы технологии

2col

В лекции была подробно рассмотрена историю и научные основы методов размножения растений in vitro: фитогормоны,  применяемые при микроразмножении, принципы формирования питательных сред, основные  этапы получения посадочного материала и наиболее перспективные культуры. После лекции были рассмотрены вопросы сохранения сортовых признаков при культивировании растений in vitro.

Что же такое клонирование? Чтобы это понять, нужно знать, что же такое "клон".

Клон - вегетативный потомок особи, генетически подобный исходному.

Сорт (для многолетних растений) - клон от особенно удачного родителя.

Самые распространенные методы клонирования (размножения):

  • вегетативное размножение - деление куста
  • черенкование стеблевыми черенками
  • прививка
  • корневые черенки
  • листовые черенки
  •  части листовой пластины
  • клетками растения

Гормоны, необходимы растениям, чтобы контролировать свое развитие:

Ауксины - скапливаются в точках роста 
Цитокенины - в кончиках корней.

Для стимуляции роста корневой системы растениям нужно добавлять ауксин, а для наравщивания листовой массы - цитокинин.

Медь - токсична для растений и угнетает их рост и развитие.

Методы клонального микроразмножения

Существует много методов клонального микроразмножения, а также различных их классификаций. Согласно одной из них, предложенной Мурасиге в 1977 году, процесс можно осуществлять следующими путями:

  1. Активация пазушных меристем.
  2. Образование адвентивных побегов тканями экспланта.
  3. Возникновение адвентивных побегов в каллусе.
  4. Индукция соматического эмбриогенеза в клетках экспланта.
  5. Соматический эмбриогенез в каллусной ткани.
  6. Формирование придаточных эмбриоидов в ткани первичных соматических зародышей (деление первичных эмбриоидов).

Для осуществления процесса был получен экспериментальным путем (на основе размножения табака) состав среды Мурасиге-Скуго.

Позволяет преодолеть барьер нескрещиваемости и соединив клетку одного растения с клеткой другого получить соматические гибриды.

 

Для чего же нужна биотехнология in vitro

  • производство каллюсной массы в биореакторах (суспензионная культура) дает возможность получить в большом объеме вещества, содержащиеся в растениях. Например биотехнологический жень-шень, такосл (противораковое вещество) из тиса и т.п.
  • корневая культура

 

Размножение in vitro

  • получения искусственных семян (например, оздоровленный картофель, семена которого можно использовать в течение 3 лет, далее следует возобновлять посадочный материал)
  • для получения большого количества "здорового" от вирусов материала
  • размножение новинок селекции
  • криосохранение (возможность сохранить редкие растения для будущих поколений)

 

Одним из условий успешного размножения является СТЕРИЛЬНОСТЬ

  • материал подвергают стерилизации в растворе 5-7% перикиси водорода или в растворе хлора, после чего 2-3 раза промывают водой и высаживают в пробирки на питательную среду
  • среда для размножения должна быть стерильна

Микроклональное размножение - имеет сложный технологический цикл, позволяющий работать в условиях международного разделения труда, а именно:

  1. Интродукция боковых побегов с использованием богатой углеводами среды.
  2. Отделение / укоренение в среде с добавлением ауксинов и сниженным содержанием сахара.
  3. Выход из цикла: состояние покоя или адаптация растущих образцов к условиях вне пробирки (ex vitro).

Доращивание до товарного вида.

Культура меристем имеет преимущества:

  • растения свободные от вирусов (снижение титра вирусов)
  • оздоровление от различных инфекций
  • повышение урожайности

Побочные эффекты:

  • снижение способности к йотосинтезу
  • активация вироидов (веретеновидность клубней картофеля)
  • диспропорция между типами клеток у химер (окраска у химер может изменяться в процентном соотношении)
  • сомаклональная вариабельность - 14-25% полученных растений несут отклонения от образца. Иногда это можно исправить последующим семенным размножением, но не всегда.

Например, сорт хосты Patriot был отобран при микроклональном размножении образцов хосты Loyalist.

Поскольку гормоны являются мутогенами, а среда для выращивания содерит гармоны, то при меристемном размножении большая вероятность утери сортовых признаков.