Per a tot jardiner, sigui professional o aficionat, és important saber propagar les seves plantacions. Hi ha moltes maneres, i una de les més interessants i efectives és el mètode de micropropagació. Què és, com funciona i tota la seva saviesa principal, al nostre material.
Què és això?
Comencem pel més important. A la frase "reproducció microclonal", la segona paraula és clara per a tothom, però la primera, només per a l'elit. Aclarim la situació. Què és "microclonal"?
Parlant en termes científics "intel·ligents", es tracta d'una subespècie especial de propagació vegetativa mitjançant una tècnica anomenada "in vitro" (in vitro), que permet obtenir plantes en menys temps. Entendrem més clarament i amb més detall, i per això primer recordem què és la propagació vegetativa i expliquem què significa el terme "invitro".
Al desert científic
Del curs de l'escolaEn biologia, sabem que les plantes es poden propagar de dues maneres: per llavors (quan escampem llavors al sòl) i vegetativa. La propagació vegetativa és asexual, es produeix separant alguna part de la planta mare. Brotació, arrelament de brots joves, trasplantament de bulbs: tot això és propagació vegetativa.
Sembla que amb l'ajuda de llavors és molt més fàcil augmentar el nombre de plantes, no hi ha cap problema. No obstant això, aquest mètode té força desavantatges; en alguns casos, és impossible utilitzar llavors, i el mètode vegetatiu, l'avantatge innegable del qual respecte al primer és preservar la totalitat dels gens de la planta mare, segueix sent l'únic accessible i convenient. Però, malauradament, també té mancances. Per exemple, la manca de l'eficiència desitjada (per exemple, en plantes com el roure, el pi, etc.), les espècies d'arbres "més vells" (que tenen més de 15 anys) no es poden propagar per esqueixos, aquests procediments. són força laborioses i consumeixen energia, les plantes resultants no sempre es corresponen amb la norma i la mostra (pot estar infectada) - i així successivament.
I és per a aquests casos on existeix la tecnologia de micropropagació que, com Chip i Dale, s'afanya al rescat. Com s'ha dit anteriorment, es realitza mitjançant la tècnica "in vitro", que es tradueix del llatí com "in vitro". Així, aquesta tècnica permet "clonar" en un "tub d'assaig" una planta amb gens exactament iguals quecom el pare. Això es deu al fet que la cèl·lula és capaç de donar vida a un nou organisme sota la influència de factors externs.
La tecnologia de micropropagació té, sens dubte, una sèrie d'avantatges i desavantatges. En parlarem més endavant.
Què és millor que la micropropagació
A molts! I, en primer lloc, l'absència de virus i infeccions a les plantes criades (perquè s'utilitzen cèl·lules especials per a això: s'anomenen cèl·lules meristemes, la seva peculiaritat rau en la divisió incessant i la presència d'activitat fisiològica al llarg de la vida). A més, les plantes "extretes" d'aquesta manera tenen un volum de reproducció força elevat i tot el procés de reproducció és molt més ràpid. Amb l'ajuda de la tecnologia de micropropagació, és possible dur a terme aquest procediment per a aquelles plantes per a les quals és extremadament problemàtic fer-ho amb mètodes convencionals i "tradicionals". Finalment, en la tècnica "in vitro", les plantes es poden cultivar durant tot l'any, sense limitar-se a cap interval. Per tant, aquesta tècnica té molts avantatges. I abans d'aprofundir en l'essència de la propagació microclonal de les plantes, toquem una petita història de l'aparició d'aquest mètode. A qui va tenir aquesta idea i com?
Història del mètode
El primer experiment amb èxit amb orquídies el va fer un científic francès als anys cinquanta del segle passat. Al mateix temps, inicialment no es va dedicar a la tècnica "invitro": es va desenvolupar abans que ell i amb força èxit. Tanmateix, és en JeanMorel, tal és el nom de l'experimentador francès, es va decidir per un experiment similar i el va dur a terme amb força èxit. Les obres que parlen d'aquesta tècnica van aparèixer diverses dècades abans que ell, als anys vint del segle passat.
A la dècada dels seixanta es va obtenir un "clon de proveta" d'una planta llenyosa, concretament el tremol. Va resultar ser més difícil treballar amb fusta que amb flors i altres tipus de plantes, però aquestes dificultats es van superar després d'un cert període de temps. Actualment, es poden obtenir més de 200 espècies d'arbres de més de quaranta famílies pel mètode del “test-tube”. La tecnologia de micropropagació de les plantes es justifica i dóna els seus fruits.
Més sobre el mètode
Com haureu endevinat, hi ha moltes subtileses en el desenvolupament i l'aplicació de la micropropagació de les plantes. Així, per exemple, hi ha etapes especials per a aquesta tecnologia, que simplement cal seguir per obtenir el resultat desitjat. Heu d'entendre que descuidar la seqüència d'accions o alguna etapa pot portar absolutament no el resultat amb el qual el criador compta. Així doncs, parlarem més endavant de les etapes d'aquesta tècnica.
Etapes de la micropropagació de les plantes
Aquesta tecnologia implica quatre "passos" en el camí cap a l'obtenció dels cobejats "clons". Intentarem parlar-ne de la manera més poc científica possible, ja que els termes de la biotecnologia encara no són el més entenedor per a un públic ampli. I,Per cert, explicarem immediatament un d'aquests termes: explantar: així és com els científics en aquest camp anomenen un nou organisme separat de l'organisme pare. És a dir, el mateix "conillet d'índies" que seguirà creixent.
Així doncs, passem als nostres "passos". El primer pas és l'elecció del propi pare o del donant. Aquest tema s'ha d'abordar amb la màxima serietat i responsabilitat, perquè per obtenir una planta bona, forta i sana, nos altres i els "originals" hem d'escollir la mateixa. Una poma, com ja sabeu, no cau lluny de l'arbre.
En la mateixa etapa, cal aïllar i esterilitzar els explants, i després organitzar aquestes condicions perquè el creixement d'aquests mateixos explants en la tècnica "in vitro" es produeixi de la manera més còmoda possible.
El segon "pas" no podria ser més fàcil: és la reproducció en si. És possible en un mes i mig, quan els mini-esqueixos ja han arribat a la mida dels pèsols i tenen els rudiments de tots els òrgans vegetatius. Al seu torn, segueix l'arrelament dels brots que es van obtenir en l'etapa anterior. Es realitza quan la planta ja ha format un bon sistema radicular.
L'últim pas és ajudar les plantes a adaptar-se a la "vida" del sòl, cultivant-les en un hivernacle, després trasplantant-les a terra o venent-les, per dir-ho així, "sortida al gran món". Aquesta etapa, curiosament, és la més llarga i costosa, perquè molt sovint, malauradament, passa que, un cop a terra, la planta començaperdre fulles, deixar de créixer, i llavors pot morir del tot. Tot això passa perquè les plantes de proveta perden molta aigua quan es trasplanten a terra. Per tant, cal prevenir aquesta possibilitat durant el trasplantament, per al qual es recomana ruixar les fulles amb una solució aquosa al 50% de glicerina o una barreja de parafina. Això s'ha de fer durant tot el període d'aclimatació. A més, en alguns casos, s'aconsella micorrizar intencionadament, és a dir, la introducció artificial de fongs als teixits vegetals que l'infecten. Això es fa perquè la planta rebi tants nutrients útils i substàncies orgàniques com sigui possible, i també estigui protegida de diversos patògens.
Aquestes són totes les etapes de la micropropagació, en què, com veiem, no hi ha res globalment complex ni sobrenatural, però, repetim una vegada més, tot aquest esdeveniment requereix una gran responsabilitat i atenció.
Factors que influeixen
El procés de micropropagació, com qualsevol altre, està influenciat per certs factors. Anem a enumerar-los, perquè "cal conèixer l'enemic en persona".
- Varietal, espècie i característiques fisiològiques de la planta mare: ha de ser sana, créixer intensament, si cal, tractada amb exposició a la temperatura.
- Edat, estructura i origen de l'explant.
- Durada del cultiu.
- Eficiència d'esterilització.
- Bon caldo de cultiu.
- Hormones, sals minerals, hidrats de carboni, vitamines.
- Temperatura iil·luminació.
El que necessiteu per a la micropropagació
Hi ha un requisit molt important per a les plantes que es propagaran de la manera anterior, a més del fet que han d'estar sanes. Aquesta és una preservació indispensable de l'estabilitat genètica al llarg de totes les etapes anteriors. Aquest requisit el compleixen millor els meristemes apicals, així com els brots axil·lars d'origen tija, per això es prefereix que s'utilitzin per al procediment que ens interessa.
Els termes anteriors haurien de ser incomprensibles per al profà mitjà. A continuació intentarem explicar quin tipus d'animals són i amb què servir-los.
Meristemes apicals
Més amunt, ja hem esmentat l'existència de cèl·lules meristemes especials, és a dir, educatives. Es tracta de cèl·lules que es divideixen constantment, sempre en un estat d'activitat física, per la qual cosa la massa de la planta creix i es forma un teixit especial d'aquesta planta. S'anomena meristema. Hi ha molts tipus de meristemes. En general, es poden dividir en generals i especials. El concepte de meristemes comuns inclou tres grups, que, per dir-ho, es succeeixen l'un de l' altre. El primer meristema d'una planta és el meristema de l'embrió, del qual s'origina el meristema apical que ens interessa.
La paraula "apical" prové del llatí "apix" i es tradueix com "superior". Així, aquest és el sistema de teixit apical situat a la punta mateixa de l'embrió, i és a partir d'ell que es forma posteriorment el brot i comença el seu creixement i desenvolupament. Així doncs, parlant del meristema apical com a objecte de microclonació, hem d'entendre que agafem la punta de l'embrió per a les nostres necessitats.
Els brots axil·lars són una mica més fàcils. Tothom sap què són els ronyons. El brot axil·lar és el que neix de l'axil·la de la fulla. L'axil·la de la fulla, al seu torn, és l'angle entre la fulla i la seva tija; d'allí creixerà un ronyó o una escapada. Aquesta mateixa part, és a dir, el futur rodatge lateral, també es pren per a la micropropagació posterior.
Ara que s'ha llançat una mica de llum sobre el vel del misteri, finalment podem passar als mètodes de micropropagació.
Mètodes de cria micro
La propagació microclonal segueix sent bona, la qual cosa implica bàsicament la possibilitat d'utilitzar diverses tècniques alhora. Intentarem cobrir cadascun d'ells de la manera més senzilla possible. Hi ha quatre mètodes de micropropagació en total.
Primer. Activació de meristemes ja existents a la planta
Què vol dir això? En una planta, fins i tot en una micropeça tan petita, ja hi ha col·locats certs meristemes. Aquesta és la part superior de la tija i els seus brots axil·lars. Per tal de microclonar una planta, és possible "despertar" aquests meristemes fins ara latents "in vitro". Això s'aconsegueix o bé eliminant el meristema apical del microbrot, o millor dit, la seva tija, i després tallant el brot mitjançant la tècnica "in vitro", o bé introduint substàncies especials al medi nutritiu de la planta que activen el creixement i desenvolupament. de brots axil·lars. MètodeL'activació de meristemes "dormints" és la principal, més popular i efectiva, i es va desenvolupar als anys setanta del segle passat. La maduixa es va convertir en el primer "conillet d'índies" en l'aplicació de micropropagació de plantes d'aquest tipus. És important tenir en compte, però, que està prohibit propagar els cultius indefinidament d'aquesta manera, ja que això comporta la pèrdua de la capacitat d'arrelar i, en alguns casos, la mort de la planta.
Segon. L'aparició de brots adventius per les forces de la mateixa planta
Qualsevol part aïllada d'una planta té una habilitat realment màgica, el seu propi superpoder. Si durant la propagació microclonal el medi nutritiu de la planta i totes les altres condicions de vida són favorables i còmodes, pot restaurar les parts que f alten. Es produeix una mena de regeneració -els teixits de la planta formen brots adventius, o annexos-, és a dir, els que apareixen, per dir-ho, "de reserves antigues", i no de teixits nous. Aquests brots són inusuals, ja que apareixen, per regla general, en aquells llocs on no espereu que apareguin, a les arrels, per exemple. És d'aquesta manera que sovint es propaguen moltes flors, de nou: maduixes. Aquest és el segon mètode més popular i eficaç de micropropagació de plantes.
Tercer. Embriogènesi somàtica
Amb la segona paraula, tot hauria de quedar més o menys clar. Toquem el primer: què vol dir somàtic? Aquesta paraula en aquest sentit està directament relacionada amb les cèl·lules del mateix nom. Aquestes cèl·lules s'anomenen aquelles que formen el cos d'organismes pluricel·lulars i no ho fanparticipar en la reproducció sexual. En resum, totes són cèl·lules, a excepció dels gàmetes. L'embriogènesi somàtica es realitza d'una manera força senzilla: els embrioides es formen a partir de les cèl·lules anteriors (és a dir, somàtiques) mitjançant la tècnica "in vitro", que posteriorment, quan organitzen les condicions adequades per al desenvolupament amb un medi nutritiu òptim, es converteixen en una planta sencera independent. En aquest cas, podem parlar d'un concepte com la totipotencia (la capacitat de qualsevol cèl·lula, a causa de la divisió, d'iniciar qualsevol tipus de cèl·lula d'un organisme). Es creu que finalment aquests embrions es converteixen en una plàntula. L'embriogènesi somàtica també és bona perquè d'aquesta manera és possible obtenir llavors artificials. Aquest mètode es va descobrir per primera vegada a mitjans del segle passat en cèl·lules de pastanaga.
En la propagació de la palma d'oli s'utilitza un mètode activament similar de micropropagació de plantes. El cas és que, com que no té ni brots ni brots laterals, la seva propagació vegetativa és impossible (o, en tot cas, molt, molt difícil), igual que els esqueixos són impossibles. Així, la metodologia anterior és l'única de totes les més accessible i òptima quan es treballa amb aquesta planta.
Quart. Treballant amb teixit callós
Un altre terme ha "flotat" sense problemes a la xarxa de la nostra narrativa i, en primer lloc, cal aclarir-ne el significat. Què és el teixit callós? Tothom sap que a la ferida, quan viu una mica, apareix una crosta que s'asseca. I si la treu, la ferida torna a sagnar. Joguinala pròpia escorça, és a dir, “el teixit curatiu, és el teixit callós. Les cèl·lules d'aquest teixit, no només contribueixen a la cicatrització de les ferides, també són totipotents, és a dir, com ja s'ha explicat anteriorment, permeten sorgir una nova planta. I és per això que els brots annexos (adventius - ja hem introduït aquest terme abans) també poden aparèixer en aquest teixit.
Aquest mètode dels quatre anteriors és potser el menys popular. En primer lloc, això es deu al fet que la separació massa freqüent de les cèl·lules del teixit callós pot provocar alteracions gèniques i mutacions de diversos nivells. Atès que la preservació del genotip és molt important per a la micropropagació, i el cultiu de teixits s'ha de mantenir al màxim nivell. A més, amb les violacions anteriors, apareixen altres mancances: estatura baixa, susceptibilitat a les mal alties, etc. Tanmateix, en alguns casos, la reproducció només és possible d'una manera similar; per exemple, per a la remolatxa sucrera, simplement no hi ha cap altre mètode.
A continuació, per exemple, direm algunes paraules sobre la clonació de plantes específiques, però primer, hem de compartir informació sobre la recuperació de plantes utilitzades com a material de plantació. Com es pot aconseguir això?
Recuperació
Hi ha diverses maneres de convertir una planta de mal alta a sana, i la primera d'elles és col·locar el brot en una cambra especial, o caixa, on es mantinguin les condicions estèrils, i "omplir-lo" d'antibiòtics. Aquest mètode és bo per a tothom, tret que no fa front a tots els bacteris.i virus als quals poden estar exposades les plantes. En aquests casos, per desinfectar les plantes, se'ls dóna termoteràpia, és a dir, tractament tèrmic en cambres especials aïllades, on la temperatura augmenta diàriament durant diversos dies seguits. La quimioteràpia és una altra manera de combatre les infeccions i els bacteris de les plantes infectades.
Sobre la clonació de patates
La patata, per cert, és un dels pocs cultius que es poden propagar pel quart dels mètodes anteriors. Però, per descomptat, aquesta és lluny de ser l'única manera, i sovint també recorren a l'activació dels meristemes apicals i axil·lars "dormints". Els tubercles obtinguts després de la clonació són exactament els mateixos que els "originals": només es diferencien en una mida més petita, aquests són els anomenats microtubercles. I, a més, segur que estaran sans i lliures de virus.
En la propagació microclonal de patates, es cultiva en tubs d'assaig de dos esqueixos, els tubs d'assaig es col·loquen sota la llum de làmpades fluorescents amb una potència de sis a vuit mil lux, la temperatura es manté a la nit en un termini de divuit graus, durant el dia - uns vint-i-cinc. A Rússia, les patates són les que es cultiven més activament mitjançant la clonació.
Sobre la clonació de pomeres: el que necessites saber
En la micropropagació de pomeres, s'utilitza àmpliament el primer mètode: propagació mitjançant brots axil·lars. Hi ha una gran capacitat d'arrel d'aquesta cultura i la taxa de supervivència de mésexplantes.
Es van col·locar en un medi nutritiu líquid, que s'actualitzava constantment, diàriament. La temperatura de les plantes de proveta també es va mantenir a vint-i-cinc graus durant el dia, l'experiment es va dur a terme durant tres o quatre setmanes.
Dats interessants
- Aquesta tècnica, com podeu endevinar fàcilment, va rebre el seu nom del concepte de "clon", que va aparèixer l'any 1903. De la llengua grega, aquesta paraula es tradueix com a "descendent" o "tallar".
- El primer lloc del nostre país on es van dur a terme els primers intents experimentals de propagació microclonal de plantes va ser l'Institut Timiryazev de Moscou.
- La micropropagació clonal és un mètode excel·lent per controlar virus i produir plantes sanes i lliures d'infeccions.
- El període que passa una planta abans de la floració i la fructificació s'anomena juvenil, i en aquells organismes que s'obtenen per clonació, es minimitza.
- Els Estats Units d'Amèrica, els Països Baixos, Itàlia, Polònia, Israel i l'Índia es consideren els països líders en la producció de plantes d'aquesta manera.
- Ara es poden propagar gairebé dos milers i mig d'espècies i varietats de plantes mitjançant la tècnica "in vitro".
- En les primeres etapes, les plantes cultivades in vitro poden diferir en aparença, però a mesura que creixen, totes les diferències desapareixen i, al final, les plantes es tornen semblants, com els bessons.
- Els explants de plantes joves s'arrelen millor que no pas demadur.
- Una de les condicions importants en la propagació microclonal és la selecció del medi nutritiu més favorable per a la planta, i pot ser tant líquid com sòlid.
- Les cèl·lules dels teixits meristemàtics normalment no contenen virus.
- La mida de l'explant està directament relacionada amb la possible presència de virus en ell. Com més petit sigui, menor és el risc d'infeccions.
- Un altre nom per a la micropropagació és propagació de meristemes.
Aquesta és la informació sobre la micropropagació de les plantes, un tema tan complex com interessant.
