Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
Цель: изучить клональное микроразмножение растений и его преимущества
План:
1. Клональное размножение
2. Методы клонального микроразмножения
1. Клональное размножение
Живые клетки самых различных специализированных тканей, помещенные на питательную среду в стерильных условиях, могут реализовать свою тотипотентность и дать начало целому растению. Способность отдельных клеток восстановить целый организм, обладающий всеми признаками исходного растения, успешно используется для клонального размножения.
Клон(от греч. clon — отпрыск, ветвь) — растение, полученное путем бесполого, т. е. вегетативного размножения. Клоны идентичны материнскому растению и между собой. Клональное микроразмножение — это массовое бесполое размножение в культуре тканей и клеток, при котором возникшие растения генетически идентичны исходному экземпляру.
Клональное микроразмножение имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными методами вегетативного размножения:
1.Высокий коэффициент размножения. Так, из одного растения герберы, земляники, хризантемы, розы при размножении их посредством культуры тканей можно получить в год свыше 1 млн. растений. Из одной почки яблони за 8 месяцев культуры можно получить до 60 тыс. побегов. При культивировании меристемы куста малины in vitro удается получить до 50 тыс. растений в год. Культура меристемы персикового миндаля, который служит подвоем для прививок и с большим трудом размножается при использовании традиционных методов, позволяет получить 1 млн растений в год. Таким образом, коэффициент микроразмножения в несколько тысяч раз больше, чем при использовании обычных методов вегетативного размножения.
2.Одновременно с микроразмножением происходит оздоровление растения от вирусов и патогенных микроорганизмов.
3.Ускорение селекционного процесса. Сроки получения товарной продукции новых сортов сокращаются до 2—3 лет вместо 10—12.
4. Методом культуры тканей возможно размножение растений, которые с трудом или совсем не размножаются вегетативно, например пальмы. Так, методом клонального микроразмножения в промышленных масштабах размножается масличная пальма.
5. Экономичность. При микроразмножении экономятся площади теплиц.
6. Получение молодых растений (омоложение старых особей).
Можно поддерживать рост круглый год, что важно для растений, имеющих в цикле развития периоды покоя
2. Методы клонального микроразмножения
Существуют различные методы клонального микроразмножения, которые разные авторы классифицируют в зависимости от характера морфогенетических процессов, реализуемых эксплантами в культуре тканей. Н. В. Катаева и Р. Г. Бутенко предлагают принципиально новую классификацию методов, которая отличается от других тем, что в ее основу положены различия между растениями, образовавшимися в культуре из предсуществовавших и вновь возникших инициалей.
Первый тип растений получается в результате активации существовавших в интактном растении меристем (апекс стебля, пазушные и спящие почки стебля). Эти растения, возникшие из меристем, генетически полностью идентичны родительским формам, так как апексы в условиях культуры в большинстве случаев генетически стабильны.
Второй тип растений получается в результате индукции возникновения почек или эмбриоидов. Эти растения, полученные из специализированных и каллусных клеток, характеризующихся генетической изменчивостью в культуре, могут несколько отличаться от родительских. Таким образом, этот метод можно применять только к тем растениям, у которых каллус отличается генетической стабильностью или вариабельность между растениями-регенерантами не превышает уровня естественной изменчивости.
Почки или эмбриоиды могут возникать: 1) непосредственно из специализированных тканей экспланта (тканей репродуктивных органов, эпидермиса, субэпидермальных тканей, мезофилла листа и т. д.); 2) из первичного каллуса, образованного клетками экспланта; 3) из пересадочной каллусной ткани или клеток, растущих в суспензионной культуре.
Индукция развития пазушных меристем
Активация роста пазушных почек и использование пазушных побегов — наиболее распространенный способ микроразмножения растения. На целом растении рост пазушных почек тормозится (апикальное доминирование). Рост пазушных меристем стимулируется удалением верхушки стебля либо обработкой цитокининами.
Введение в питательную среду цитокининов пробуждает боковые почки и индуцирует развитие многочисленных пазушных побегов. Образуется быстро растущий пучок побегов, который можно разделить на более мелкие пучки с общей корневой системой или на отдельные побеги, способные образовывать при выращивании на свежей среде такие же пучки побегов.
Однако не у всех появившихся побегов одновременно образуются корни, так как цитокинины почти всегда ингибируют их образование. При переносе на среду, не содержащую цитокинин, образование корней происходит спонтанно, особенно у однодольных. Для индукции пазушных почек очень важно правильно подобрать концентрацию фитогормонов в среде. Большие количества цитокининов быстрее способствуют развитию пазушных побегов, но в то же время могут изменять морфологию растения, приводя к появлению уродливых форм. В результате токсического действия высоких концентраций цитокининов экспланты даже погибают.
Избыточное количество ауксина в среде может индуцировать развитие каллуса. Каллус подавляет рост меристематической ткани или способствует развитию добавочных стеблевых апексов, генетически отличающихся от исходного растения. В таких случаях исключают ауксин из среды или сводят его содержание к минимуму.
Таким образом, культивируя ткани стебля с пазушными почками на питательной среде, можно получить нормальный побег, который, будучи перенесен на среду для укоренения, даст целое растение. Для ускорения размножения первый побег после формирования 5—7 листьев можно расчеренковать так, чтобы каждый черенок был высотой 1—1,5 см и имел один лист, и рассадить в пробирки с аналогичной питательной средой. Метод микрочеренкования разработан для винограда, картофеля и других культур. Показано, что большое число циклов размножения без укоренения нежелательно, следует чередовать два-три цикла размножения с циклом укоренения.
Методом индукции пазушных почек в культуре ткани размножают плодово-ягодные и декоративные культуры, капусту, картофель и многие другие. Микроразмножение путем индукции пролиферации меристем гарантирует максимальную генетическую однородность растений-регенерантов. Организованные меристемы генетически наиболее стабильны, и побеги, развивающиеся из них, обладают значительной генетической устойчивостью.
Образование придаточных побегов непосредственно из культивируемых эксплантов
У многих растений наблюдается возникновение побегов непосредственно из специализированных тканей зкспланта. Отдельные клетки изолированных из растений тканей могут дедифференцироваться из-за нарушения корреляционных взаимоотношений и образовывать меристематические очаги, в которых затем закладываются стеблевые почки Укоренение таких адвентивных побегов ведет к образованию целых растений.
Этот метод регенерации растений особенно пригоден для травянистых растений при использовании листьев, луковиц, клубнелуковиц, стеблей, корневищ и клубней. Эксплант помещают на питательную среду, содержащую небольшие количества ауксинов и цитокининов. Образующийся пучок побега расщепляют и высаживают в отдельные сосуды для получения такого же пучка побегов.
Многие виды луковичных растений в природе размножаются очень медленно. Метод культуры тканей позволяет значительно увеличить коэффициент их размножения путем индуцирования придаточных побегов из раз личных тканей луковицы. Используя очень маленькие экспланты, из одной луковицы можно получить множество однородных растений-регенерантов. Таким способом в культуре тканей размножают целый ряд растений: фиалку, фрезию, амариллис, лилию, петунию, цикорий, каланхое, цикламен и др. Развитие адвентивных побегов может осуществляться также за счет боковых и интеркалярных меристем. Благодаря меристематическому происхождению эти растения генетически идентичны родительским формам.
Кроме того, в тканях экспланта в возникших при культивировании меристематических очагах процесс дифференциации может пойти по пути формирования эмбриоидов. Правда, это явление наблюдается редко.
При этом метод должен обеспечивать генетическую стабильность в рамках нормальной мутабельности растений.
Регенерация растений из каллуса
Другим распространенным методом микроразмножения является индукция органогенеза или соматического эмбриогенеза в недифференцированной каллусной ткани или суспензионной культуре клеток. Переход к морфогенезу контролируется соотношением фитогормонов в питательной
среде. Модельную систему регенерации растений через органогенез представляет табак.
Варьируя концентрации регуляторов роста в питательной среде, можно вырастить побеги из каллуса или непосредственно из экспланта. Таким путем, например, удалось получить растения от скрещивания несовмести. мых видов табака Nicotiana tabacum и N. occidentalis. Обычно из семян, полученных от такого скрещивания, развивались нежизнеспособные проростки. Из проросших семян была получена каллусная ткань, в которой затем было индуцировано образование стеблевых почек и корней. Так были выращены и размножены ценные гибридные растения табака.
На морфогенетический потенциал каллусной ткани оказывают влияние и другие факторы: возраст и физиологическое состояние растения, из которого изолирован эксплант, происхождение экспланта, возраст каллусной ткани и условия ее культивирования.
Идеальный для микроразмножения каллус должен содержать генетически стабильные диплоидные меристемоподобные клетки, аналогичные клеткам
стеблевого апекса, и обладать способностью постоянно размножаться. Кроме того, он должен иметь хорошо выраженную способность к образованию большого числа регенерантов. Так, например, каллусы табака и фрезии продолжали образовывать растения-регенеранты на протяжении 10 лет.
При благоприятных условиях каллус начинает активно делиться, формирует меристематические очаги и дает начало либо почке, либо эмбриоиду. Укорененный побег, развившийся из почки, может быть подвергнут микрочеренкованию, что значительно повышает коэффициент размножения. Укоренение побегов — обязательное условие регенерации целого растения.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 |
Основные порталы (построено редакторами)