Біотехнології в допомогу Огороднику
Клонована рослина
В останні роки городники все частіше ставлять запитання: чи справді з маленького шматочка, навіть з однієї клітини, можна виростити, скажімо, морква або який-небудь інший овоч? На це питання відповідає кандидат біологічних наук Н. Китаєва, безпосередньо занімающуаяся біотехнологією овочевих культур.
Хто не мріє виростити у себе на садовій ділянці, на овочевій грядці чи в полі здорові, не уражені захворюваннями рослини? Адже врожайність таких рослин, якість плодів, овочів або квітів, витривалість, опірність несприятливим погодним явищам значно вище, ніж у хворих. На жаль, коли ми вирощуємо рослини, розмножені вегетативно (за допомогою бульб, цибулин, черешків, відводків або вусів), уникнути хвороб практично неможливо. Збудники легко передаються від батьківських особин їх вегетативному потомству, в якому вони з часом накопичуються в значних кількостях, обтяжуючи посадки вантажем інфекцій, викликаючи важкі захворювання. Неспроста ж при вегетативному розмноженні спостерігається виродження сорту - так багато накопичилося збудників хвороб.
Біотехнологія
Корисно запам'ятати такі цифри: щороку на полях від різних хвороб ми втрачаємо до 20-30% врожаю картоплі , та стільки ж гине при зберіганні бульб. Мокра гниль, фітофтороз, вірусні захворювання - ось головні бичі, від яких страждає картоплю. Як цього уникнути?
На допомогу городникам прийшла біотехнологія. Вирощуючи маленькі шматочки тканин рослин (сегменти листа, стебла, нирку, конус наростання втечі) на штучній живильному середовищі в стерильних умовах, можна отримати повністю здорові рослини і потім їх швидко розмножити в пробірках. Перед посадкою ізольовані частини рослини поверхнево стерилізують, вбиваючи бактерії, гриби, нематоди. Культивування в стерильних умовах, що перешкоджають повторного зараження, призводить до оздоровлення сорту. Але багато ботанічні види необхідно ще оздоровити від вірусів, що збуджують хвороби сільськогосподарських культур. Цього можна досягти якщо культивувати в стерильних умовах верхівку втечі, що складається тільки з конуса наростання і декількох листових зачатків. Таким чином з маленької частини рослини, що не містить вірусів, отримаємо особина, вільну від вірусів.
Розмноження рослин у стерильних умовах з використанням культури ізольованих тканин отримало назву «клональне мікророзмноження». Термін «клон» (у перекладі з грецької - нащадок) означає тільки те, що рослини, отримані в процесі розмноження, є лише частиною батьківського рослини і генетично його повністю повторюють. У пробірках виходять рослини дуже малих розмірів, не більше 3-5 см, тому й розмноження настільки малих рослин називають мікророзмноження.
Клональне мікророзмноження дозволяє за короткий термін одержувати велику кількість однорідного посадкового матеріалу. Коефіцієнти мікророзмноження досягають сотні тисяч рослин на рік, що в кілька тисяч разів більше, ніж при використанні традиційних методів вегетативного розмноження.
Якщо у вас є унікальна рідкісна рослина і ви хочете його не тільки зберегти, але й розмножити, то це під силу зробити за допомогою біотехнології. Адже клональне мікророзмноження дозволяє значно скоротити селекційний процес і розмножити унікальні форми за 2-3 роки замість 10-12 років, необхідних при звичайних підходах. Цікаво і надзвичайно важливо те, що за допомогою тканинної культури вдається розмножити рослини, які з працею або зовсім не розмножуються вегетативно. Мікророзмноження особини відрізняються дружність росту і дозрівання, одночасним переходом до цвітіння і плодоношення, що важливо не тільки при механізованому обробітку рослин.
Клональне розмноження
Перші роботи в області клонального мікророзмноження були проведені в кінці 50-х років і пов'язані з ім'ям Жоржа Мореля - французького вченого, керівника лабораторії фізіології рослин Національного центру агрономічних досліджень у Версалі. Культивуючи в стерильних умовах верхівку втечі орхідеї, розміром всього 0,5 мм, він спостерігав формування сферичних структур, що нагадують видозмінені нирки. Ці структури можна було ділити, подращівать на штучній живильному середовищі, знову ділити й отримувати з них цілі рослини. Французькі фірми, що займаються розведенням орхідей, використовували цей метод, і дуже скоро орхідеї з меріклонов (так були названі рослини з цих структур) з'явилися на квітковому ринку у величезній кількості, перетворивши орхідею з дорогого і рідкого квітки в широко поширене рослина.
Весь процес клонального мікророзмноження складається з кількох етапів:
1. Вичленовування частини рослини, її стерилізація і посадка на живильне середовище. На цьому етапі необхідний ретельний контроль стерильності отриманих особин, так як від цього залежить, розмножимо ми в подальшому дійсно здорові екземпляри.
2. Розмноження у стерильних умовах.
3. Укорінення розмножених примірників.
4. Пересадка рослин в нестерильні умови, акліматизація до нормальних умов вирощування.
Кожен етап розмноження вимагає певної живильного середовища. Так, при розмноженні в живильне середовище додають регулятори росту, які активують додаткові нирки, а на етапі укорінення в живильне середовище додають речовини типу гетероауксином, які сприяють формуванню коренів і зростання рослини у висоту.
Клональне розмноження
У нашій країні роботи з оздоровлення рослин методом меристем і клонального мікророзмноження були розпочаті в 60-х роках минулого століття в Інституті фізіології рослин під керівництвом професора Р. Бутенко. Тут були розроблені методи мікророзмноження для картоплі, цукрових буряків, гвоздики, гербери, лимона, чаю та багатьох інших рослин. Інтерес до клонального мікророзмноження привів до інтенсивного розвитку цього методу в багатьох сільськогосподарських інститутах.
Зараз методи мікророзмноження розроблені більш ніж для 800 видів рослин. Серед них такі важливі культури, як картопля, помідори, огірки, суниця, малина, рідкісні лікарські рослини, наприклад женьшень. Останнім часом пильну увагу дослідників привертає клональне мікророзмноження лісових деревних порід, для яких культивування в стерильних умовах ще представляє багато труднощів.
Мені часто ставлять питання, чи можна займатися мікророзмноження в домашніх умовах. Відповідь однозначна: для проведення роботи необхідна біотехнологічна лабораторія, оснащена сучасним обладнанням. У ній поряд з лабораторними приміщеннями, в яких розміщені автоклави, ламінарія-бокси для стерильної роботи, центрифуги, повинні бути передбачені кліматичні камери для вирощування пробірочних рослин з регульованими освітленістю і фітоперіодом, приміщення для акліматизації пробірочних рослин.
Останнім часом методи мікророзмноження стали широко використовуватися в комерційних лабораторіях для одержання посадкового матеріалу сільськогосподарських і декоративних культур. Причому в одній лабораторії можуть розмножуватися самі різні рослини: і овочеві, і декоративні, і плодові. Крім цього, в одній і тій же лабораторії можуть розмножуватися рослини, традиційне вирощування яких приурочене до абсолютно різних кліматичних зонах. Адже в камерах зі штучним кліматом, де постійно підтримується температура 20-25 °, 16-годинний фотоперіод і відносна вологість 70%, добре себе почувають і теплолюбні лимони, виноград і рослини північних широт.
М. Китаєва, кандидат біологічних наук
Схожі статті
- Стратифікація лимонника китайського Кілька років тому, в грудні, мені надіслали насіння лимонника китайського. Не маючи можливості стратифіковано насіння в домашніх умовах, я застосував природну стратифікацію. Для цього посіяв ...
