Per ogni giardiniere, professionista o dilettante, è importante sapere come propagare le tue piantine. Ci sono molti modi, e uno dei più interessanti ed efficaci è il metodo di micropropagazione. Che cos'è, come funziona e tutta la sua saggezza principale - nel nostro materiale.
Cos'è questo?
Iniziamo dalla cosa più importante. Nella frase "riproduzione microclonale" la seconda parola è chiara a tutti, ma la prima - solo all'élite. Chiariamo la situazione. Che cos'è "microclonale"?
Parlando in termini scientifici "intelligenti", si tratta di una speciale sottospecie di propagazione vegetativa che utilizza una tecnica chiamata "in vitro" (in vitro), che consente di ottenere piante in un tempo più breve. Capiremo più chiaramente e più dettagliatamente ulteriormente, e per questo ricordiamo innanzitutto cos'è la propagazione vegetativa e spieghiamo cosa significa il termine "invitro".
Nel deserto scientifico
Dal corso della scuolaIn biologia, sappiamo che le piante possono essere propagate in due modi: seme (quando disperdiamo i semi nel terreno) e vegetativo. La propagazione vegetativa è asessuata, avviene separando una parte dalla pianta madre. Germogliare, radicare giovani germogli, trapiantare bulbi: tutto questo è propagazione vegetativa.
Sembrerebbe che con l'aiuto dei semi sia molto più facile aumentare il numero di piante - non ci sono problemi del genere. Tuttavia, questo metodo ha alcuni aspetti negativi; in alcuni casi è impossibile utilizzare i semi - e il metodo vegetativo, il cui innegabile vantaggio rispetto al primo è quello di preservare la totalità dei geni della pianta madre, rimane l'unico accessibile e conveniente. Ma purtroppo ha anche dei difetti. Ad esempio, la mancanza dell'efficienza desiderata (ad esempio, in piante come quercia, pino e così via), le specie arboree "più vecchie" (che hanno più di 15 anni) non sono in grado di propagarsi per talea, tali procedure sono piuttosto laboriosi e consumano energia, le piante risultanti non sempre corrispondono alla norma e al campione (potrebbero essere infette) - e così via.
Ed è per questi casi che esiste la tecnologia di micropropagazione che, come Chip e Dale, si precipita in soccorso. Come accennato in precedenza, viene eseguita utilizzando la tecnica "in vitro", che viene tradotta dal latino come "in vitro". Pertanto, questa tecnica consente di "clonare" in una "provetta" una pianta con geni esattamente gli stessi dicome il genitore. Ciò è dovuto al fatto che la cellula è in grado di dar vita ad un nuovo organismo sotto l'influenza di fattori esterni.
La tecnologia della micropropagazione presenta indubbiamente una serie di vantaggi e svantaggi. Ne parleremo più tardi.
Che è meglio della micropropagazione
A molti! E prima di tutto, l'assenza di virus e infezioni nelle piante allevate (perché per questo vengono utilizzate cellule speciali - sono chiamate cellule meristematiche, la loro particolarità sta nella divisione incessante e nella presenza di attività fisiologica per tutta la vita). Inoltre, le piante "estratte" in questo modo hanno un volume di riproduzione abbastanza elevato e l'intero processo di riproduzione è molto più veloce. Con l'aiuto della tecnologia di micropropagazione, è possibile eseguire questa procedura per quelle piante per le quali è estremamente problematico farlo con metodi convenzionali "tradizionali". Infine, nella tecnica "in vitro", le piante possono essere coltivate durante tutto l'anno, non limitandosi a nessun intervallo. Quindi ci sono molti vantaggi in una tale tecnica. E prima di approfondire l'essenza della propagazione microclonale delle piante, tocchiamo una piccola storia dell'emergere di questo metodo. Chi ha avuto questa idea e come?
Storia del metodo
Il primo esperimento riuscito sulle orchidee è stato fatto da uno scienziato francese negli anni Cinquanta del secolo scorso. Allo stesso tempo, inizialmente non si è impegnato nella tecnica "invitro": è stata sviluppata prima di lui e con successo. Comunque è JeanMorel - questo è il nome dello sperimentatore francese - decise di fare un esperimento simile e lo portò a termine con successo. Le opere che raccontano questa tecnica sono apparse diversi decenni prima di lui, negli anni venti del secolo scorso.
Un "clone in provetta" di una pianta legnosa - in particolare pioppo tremulo - è stato ottenuto negli anni Sessanta. La lavorazione del legno si è rivelata più difficile che con i fiori e altri tipi di piante, tuttavia queste difficoltà sono state superate dopo un certo periodo di tempo. Attualmente, con il metodo della "provetta" si possono ottenere più di 200 specie di alberi provenienti da più di quaranta famiglie. La tecnologia della micropropagazione delle piante si giustifica e dà i suoi frutti.
Ulteriori informazioni sul metodo
Come avrai intuito, ci sono molte sottigliezze nello sviluppo e nell'applicazione della micropropagazione delle piante. Quindi, ad esempio, ci sono fasi speciali per questa tecnologia, che è semplicemente necessario seguire per ottenere il risultato desiderato. Devi capire che trascurare la sequenza di azioni o qualche fase può portare assolutamente non al risultato su cui conta l'allevatore. Quindi, parleremo ulteriormente delle fasi di questa tecnica.
Stadi di micropropagazione delle piante
Questa tecnologia prevede quattro "passi" sulla strada per ottenere gli ambiti "cloni". Cercheremo di parlarne nel modo più non scientifico possibile, poiché i termini della biotecnologia non sono ancora la cosa più comprensibile per un vasto pubblico. E,A proposito, spiegheremo immediatamente uno di questi termini: espianto: è così che gli scienziati in questo campo chiamano un nuovo organismo separato dall'organismo genitore. Cioè, la vera "cavia" che verrà ulteriormente cresciuta.
Allora, passiamo ai nostri "passi". Il primo passo è la scelta del genitore stesso o del donatore. La questione va affrontata con la massima serietà e responsabilità, perché per ottenere una pianta buona, forte, sana, noi e l'"originale" dobbiamo scegliere la stessa. Una mela, come sai, non cade lontano dall'albero.
Nella stessa fase, è necessario isolare e sterilizzare gli espianti, quindi organizzare tali condizioni in modo che la crescita di questi stessi espianti nella tecnica "in vitro" avvenga nel modo più confortevole possibile.
Il secondo "passo" non potrebbe essere più semplice: è la riproduzione stessa. È possibile tra un mese e mezzo, quando le mini talee hanno già raggiunto le dimensioni di un pisello e hanno i rudimenti di tutti gli organi vegetativi. Ad esso, a sua volta, segue il radicamento dei germogli ottenuti nella fase precedente. Si esegue quando la pianta ha già formato un buon apparato radicale.
L'ultimo passo è aiutare le piante ad adattarsi alla "vita" nel terreno, coltivandole in una serra, quindi trapiantandole nel terreno o vendendole - per così dire, "partenza verso il grande mondo". Questa fase, stranamente, è la più lunga e costosa, perché molto spesso, purtroppo, capita che, una volta nel terreno, la pianta iniziperdere le foglie, smettere di crescere - e poi potrebbe morire del tutto. Tutto questo accade perché le piante in provetta perdono molta acqua quando vengono trapiantate nel terreno. Pertanto, è necessario prevenire tale possibilità durante il trapianto, per il quale si consiglia di spruzzare le foglie con una soluzione acquosa al 50% di glicerina o una miscela di paraffina. Questo deve essere fatto durante tutto il periodo di acclimatamento. Inoltre, in alcuni casi, è consigliabile micorrizzare intenzionalmente, ovvero l'introduzione artificiale di funghi nei tessuti vegetali che lo infettano. Questo viene fatto in modo che la pianta riceva il maggior numero possibile di nutrienti e sostanze organiche utili e sia anche protetta da vari agenti patogeni.
Sono tutte le fasi della micropropagazione, in cui, come vediamo, non c'è nulla di globalmente complesso o soprannaturale, tuttavia, lo ripetiamo ancora una volta, l'intero evento richiede grande responsabilità e attenzione.
Fattori d'influenza
Il processo di micropropagazione, come ogni altro, è influenzato da determinati fattori. Elenchiamoli, perché "devi conoscere il nemico di persona".
- Caratteristiche varietali, specie e fisiologiche della pianta madre - deve essere sana, crescere in modo intensivo, se necessario, trattata con esposizione alla temperatura.
- Età, struttura e origine dell'espianto.
- Durata della coltivazione.
- Efficienza di sterilizzazione.
- Buon terreno fertile.
- Ormoni, sali minerali, carboidrati, vitamine.
- Temperatura eilluminazione.
Cosa ti serve per la micropropagazione
C'è un requisito molto importante per le piante che verranno propagate nel modo sopra - oltre al fatto che devono essere sane. Questa è una conservazione indispensabile della stabilità genetica durante tutte le fasi di cui sopra. Questo requisito è soddisfatto al meglio dai meristemi apicali, così come dalle gemme ascellari di origine stelo, motivo per cui è preferibile utilizzarle per la procedura di nostro interesse.
I termini di cui sopra dovrebbero essere incomprensibili per il profano medio. Di seguito cercheremo di spiegare che tipo di animali sono e con cosa servirli.
Meristemi apicali
Sopra, abbiamo già menzionato l'esistenza di speciali cellule meristematiche - in altre parole, educative. Queste sono cellule che si dividono costantemente, sempre in uno stato di attività fisica, a causa delle quali la massa della pianta cresce e si forma un tessuto speciale di questa pianta. Si chiama meristema. Esistono molti tipi di meristemi. In generale, possono essere divisi in generali e speciali. Il concetto di meristemi comuni comprende tre gruppi, che, per così dire, si susseguono l'uno dall' altro. Il primo vero meristema in una pianta è il meristema dell'embrione, da cui ha origine il meristema apicale di nostro interesse.
La parola "apicale" deriva dal latino "apix" e si traduce come "superiore". Quindi, questo è il sistema di tessuto apicale situato all'estremità dell'embrione - ed è da esso che si forma successivamente il germoglio e inizia la sua crescita e sviluppo. Quindi, parlando del meristema apicale come oggetto di microclonazione, dobbiamo capire che prendiamo la punta dell'embrione per i nostri bisogni.
Le gemme ascellari sono un po' più facili. Tutti sanno cosa sono i reni. La gemma ascellare è quella che nasce dall'ascella della foglia. L'ascella della foglia, a sua volta, è l'angolo tra la foglia e il suo stelo; da lì crescerà un rene o una fuga. Questa stessa parte, cioè la futura ripresa laterale, viene utilizzata anche per la successiva micropropagazione.
Ora che un po' di luce è stata gettata sul velo del mistero, possiamo finalmente passare ai metodi di micropropagazione.
Metodi di allevamento micro
La propagazione microclonale è ancora buona, il che implica sostanzialmente la possibilità di utilizzare diverse tecniche contemporaneamente. Cercheremo di coprire ciascuno di essi nel modo più semplice possibile. Ci sono quattro metodi di micropropagazione in totale.
Primo. Attivazione dei meristemi già esistenti nell'impianto
Cosa significa? In una pianta, anche un micropezzo così piccolo, alcuni meristemi sono già deposti. Questa è la parte superiore dello stelo e le sue gemme ascellari. Per microclonare una pianta, è possibile "svegliare" questi meristemi finora dormienti "in vitro". Ciò si ottiene o rimuovendo il meristema apicale del microgermoglio, o meglio, il suo gambo, e quindi tagliando il germoglio con la tecnica "in vitro", oppure introducendo nel mezzo nutritivo della pianta speciali sostanze che ne attivano la crescita e lo sviluppo di germogli ascellari. Metodol'attivazione dei meristemi "dormienti" è la principale, la più diffusa ed efficace, e si è sviluppata negli anni settanta del secolo scorso. La fragola è diventata la prima "cavia" nell'applicazione della micropropagazione di piante di questo tipo. È importante notare, tuttavia, che è vietato propagare le colture indefinitamente in questo modo, poiché ciò è irto della perdita della capacità di radicare e, in alcuni casi, della morte della pianta.
Secondo. L'emergere di gemme avventizie dalle forze della pianta stessa
Ogni parte isolata di una pianta ha un'abilità davvero magica, un proprio superpotere. Se durante la propagazione microclonale il mezzo nutritivo della pianta e tutte le altre condizioni di vita sono favorevoli e confortevoli, allora può ripristinare le parti mancanti. Ha luogo una sorta di rigenerazione - i tessuti della pianta formano gemme avventizie o annesse - cioè quelle che appaiono, per così dire, "da vecchie riserve" e non da nuovi tessuti. Tali gemme sono insolite in quanto appaiono, di regola, in quei luoghi in cui non ti aspetteresti che appaiano, ad esempio sulle radici. È in questo modo che molti fiori vengono spesso propagati, ancora una volta: le fragole. Questo è il secondo metodo più popolare ed efficace di micropropagazione delle piante.
Terzo. Embriogenesi somatica
Con la seconda parola, tutto dovrebbe essere più o meno chiaro. Tocchiamo il primo: cosa significa somatico? Questa parola in questo senso è direttamente correlata alle cellule con lo stesso nome. Tali cellule sono chiamate quelle che compongono il corpo di organismi multicellulari e non lo fannopartecipare alla riproduzione sessuale. In breve, queste sono tutte cellule, ad eccezione dei gameti. L'embriogenesi somatica si realizza in modo piuttosto semplice: dalle suddette cellule (cioè somatiche) si formano gli embrioni mediante la tecnica “in vitro”, che successivamente, quando organizzano condizioni idonee allo sviluppo con un mezzo nutritivo ottimale, si trasformano in una pianta intera indipendente. In questo caso, possiamo parlare di un concetto come la totipotenza (la capacità di qualsiasi cellula, a causa della divisione, di avviare qualsiasi tipo di cellula di un organismo). Si ritiene che alla fine tali embrioni si sviluppino in una piantina. Anche l'embriogenesi somatica va bene perché in questo modo è possibile ottenere semi artificiali. Questo metodo è stato scoperto per la prima volta a metà del secolo scorso nelle cellule delle carote.
Un metodo attivamente simile di micropropagazione delle piante viene utilizzato nella propagazione della palma da olio. Il fatto è che, non avendo né germogli né germogli laterali, la sua propagazione vegetativa è impossibile (o, comunque, molto, molto difficile), così come sono impossibili le talee. Pertanto, la metodologia di cui sopra è l'unica tra tutte più accessibile e ottimale quando si lavora con questa pianta.
Quarto. Lavorare con il tessuto calloso
Un altro termine è “fluttuato” dolcemente nella rete della nostra narrazione e, prima di tutto, è necessario chiarirne il significato. Cos'è il tessuto calloso? Tutti sanno che sulla ferita, quando vive un po', compare una crosta seccante. E se lo togli, la ferita ricomincia a sanguinare. Giocattolola crosta stessa, in altre parole, “il tessuto curativo, è il tessuto del callo. Le cellule di questo tessuto, oltre a contribuire alla guarigione delle ferite, sono anche totipotenti, ovvero, come già spiegato sopra, consentono la nascita di una nuova pianta. Ed è per questo che le gemme annessiali (avventivo - abbiamo già introdotto questo termine in precedenza) possono comparire anche su tale tessuto.
Questo metodo di tutti e quattro sopra è forse il meno popolare. Innanzitutto, ciò è dovuto al fatto che una separazione troppo frequente delle cellule del tessuto calloso può portare a disordini genetici e mutazioni di vario livello. Poiché la conservazione del genotipo è molto importante per la micropropagazione, la coltura tissutale deve essere mantenuta al massimo livello. Inoltre, con le violazioni di cui sopra, compaiono altre carenze: bassa statura, suscettibilità alle malattie e così via. Tuttavia, in alcuni casi, la riproduzione è possibile solo in modo simile - ad esempio, per la barbabietola da zucchero, semplicemente non esiste un altro metodo.
Successivamente, ad esempio, diremo alcune parole sulla clonazione di piante specifiche, ma prima dobbiamo condividere informazioni sul recupero delle piante utilizzate come materiale di piantagione. Come si può raggiungere questo obiettivo?
Recupero
Ci sono diversi modi per trasformare una pianta da malata a sana, e il primo è mettere il germoglio in una camera speciale, o scatola, dove vengono mantenute le condizioni sterili, e "riempirla" con antibiotici. Questo metodo è buono per tutti, tranne per il fatto che non affronta tutti i batteri.e virus a cui le piante possono essere esposte. In questi casi, per disinfettare le piante, viene somministrata la termoterapia, ovvero un trattamento termico in apposite camere isolate, dove la temperatura viene aumentata giornalmente per diversi giorni consecutivi. La chemioterapia è un altro modo per combattere infezioni e batteri per le piante infette.
Informazioni sulla clonazione delle patate
La patata, tra l' altro, è una delle poche colture che possono essere propagate con il quarto dei metodi di cui sopra. Ma, ovviamente, questo è tutt' altro che l'unico modo - e spesso ricorrono anche all'attivazione di meristemi apicali e ascellari "dormienti". I tuberi ottenuti dopo la clonazione sono esattamente gli stessi di quelli "originali": differiscono solo per una dimensione inferiore, questi sono i cosiddetti microtuberi. Inoltre, saranno sicuramente sani e privi di virus.
Nella propagazione microclonale delle patate, viene coltivata in provette da due talee, le provette vengono poste sotto la luce di lampade fluorescenti con una potenza da sei a ottomila lux, la temperatura viene mantenuta di notte entro diciotto gradi, durante il giorno - circa venticinque. In Russia, sono le patate che vengono coltivate più attivamente utilizzando la clonazione.
Sulla clonazione del melo: cosa devi sapere
Nella micropropagazione dei meli, il primo metodo è ampiamente utilizzato: la propagazione mediante gemme ascellari. C'è un'elevata capacità di questa cultura di radicarsi e il tasso di sopravvivenza di piùespianti.
Sono stati posti in un mezzo nutritivo liquido, che è stato costantemente - giornalmente - aggiornato. Anche la temperatura per le piante in provetta è stata mantenuta a venticinque gradi durante il giorno, l'esperimento è stato condotto per tre o quattro settimane.
Fatti interessanti
- Questa tecnica, come puoi facilmente intuire, prende il nome dal concetto di “clone”, apparso nel 1903. Dalla lingua greca, questa parola è tradotta come "progenie" o "taglio".
- Il primo posto nel nostro paese dove sono stati effettuati i primi tentativi sperimentali di propagazione microclonale delle piante è stato l'Istituto Timiryazev di Mosca.
- La micropropagazione clonale è un metodo eccellente per controllare i virus e produrre piante sane e prive di infezioni.
- Il periodo che una pianta attraversa prima della fioritura e della fruttificazione è chiamato giovanile - e in quegli organismi che si ottengono clonando, è ridotto al minimo.
- Gli Stati Uniti d'America, i Paesi Bassi, l'Italia, la Polonia, Israele e l'India sono considerati i paesi leader nella produzione di piante in questo modo.
- Ora è possibile propagare quasi duemilacinquecento specie e varietà di piante utilizzando la tecnica "in vitro".
- Nelle prime fasi, le piante coltivate in vitro possono differire nell'aspetto, ma man mano che crescono, tutte le differenze scompaiono e alla fine le piante diventano simili, come gemelli.
- Gli espianti da piante giovani sono meglio radicati che damaturo.
- Una delle condizioni importanti nella propagazione microclonale è la selezione del mezzo nutritivo più favorevole per la pianta, che può essere sia allo stato liquido che solido.
- Le cellule dei tessuti meristematici di solito non contengono virus.
- La dimensione dell'espianto è direttamente correlata alla possibile presenza di virus al suo interno. Più è piccolo, minore è il rischio di infezioni.
- Un altro nome per la micropropagazione è la propagazione del meristema.
Queste sono le informazioni sulla micropropagazione delle piante, un argomento tanto complesso quanto interessante.
