İster profesyonel ister amatör olsun, her bahçıvan için dikimlerinizi nasıl yayacağınızı bilmek önemlidir. Birçok yol vardır ve en ilginç ve etkili olanlardan biri mikro çoğ altma yöntemidir. Ne olduğu, nasıl çalıştığı ve tüm ana bilgeliği - materyalimizde.
Bu nedir?
En önemli şeyle başlayalım. "Mikroklonal üreme" ifadesinde, ikinci kelime herkes için açıktır, ancak ilk - sadece seçkinler için. duruma açıklık getirelim. "Mikroklonal" nedir?
"Akıllı" bilimsel terimlerle konuşursak, bu, bitkilerin daha kısa sürede elde edilmesini sağlayan "in vitro" (in vitro) adı verilen bir teknik kullanılarak vejetatif çoğ altmanın özel bir alt türüdür. Daha sonra daha net ve daha detaylı anlayacağız ve bunun için önce vejetatif yayılımın ne olduğunu hatırlayacağız ve "invitro" teriminin ne anlama geldiğini açıklayacağız.
Bilimsel vahşi doğada
Okulun kursundanBiyolojide, bitkilerin iki şekilde çoğ altılabileceğini biliyoruz: tohum (tohumları toprağa saçtığımızda) ve vejetatif. Vejetatif üreme eşeysizdir, ana bitkiden bir kısmının ayrılmasıyla gerçekleşir. Tomurcuklanma, genç sürgünlerin köklenmesi, soğanların nakledilmesi - bunların hepsi vejetatif üremedir.
Tohumların yardımıyla bitki sayısını artırmak çok daha kolay görünüyor - böyle bir sorun yok. Ancak, bu yöntemin birkaç dezavantajı vardır; bazı durumlarda, tohumların kullanılması imkansızdır - ve ilkine göre inkar edilemez avantajı ana bitkinin genlerinin bütünlüğünü korumak olan vejetatif yöntem, erişilebilir ve uygun olan tek yöntem olmaya devam etmektedir. Ama ne yazık ki onun da eksiklikleri var. Örneğin istenilen verimin sağlanamaması (örneğin meşe, çam vb. bitkilerde), "yaşlı" ağaç türlerinin (15 yaşından büyük) kesimlerle çoğ altılamaması, bu tür işlemler oldukça zahmetlidir ve enerji tüketir, ortaya çıkan bitkiler her zaman norm ve numuneye uymaz (enfekte olabilir) - vb.
Ve Chip ve Dale gibi kurtarmaya koşan mikro çoğ altma teknolojisi bu durumlar için mevcuttur. Yukarıda belirtildiği gibi, Latince'den "in vitro" olarak çevrilen "in vitro" tekniği kullanılarak gerçekleştirilir. Böylece bu teknik, genlerle tıpatıp aynı olan bir bitkinin bir "test tüpünde" "klonlanmasını" mümkün kılar.ebeveyn gibi. Bunun nedeni hücrenin dış etkenlerin etkisi altında yeni bir organizmaya hayat verebilmesidir.
Mikro çoğ altma teknolojisinin şüphesiz bir takım avantajları ve dezavantajları vardır. Onlar hakkında daha sonra konuşacağız.
Mikro çoğ altmadan daha iyi olan
Birçok kişiye! Ve her şeyden önce, yetiştirilmiş bitkilerde virüs ve enfeksiyonların olmaması (çünkü bunun için özel hücreler kullanılır - bunlara meristem hücreleri denir, özellikleri sürekli bölünme ve yaşam boyunca fizyolojik aktivitenin varlığında yatmaktadır). Ayrıca, bu şekilde "çıkarılan" bitkiler oldukça yüksek bir üreme hacmine sahiptir ve tüm üreme süreci çok daha hızlıdır. Mikroçoğ altma teknolojisinin yardımıyla, bunu geleneksel, "geleneksel" yöntemlerle yapmanın son derece sorunlu olduğu bitkiler için bu prosedürü gerçekleştirmek mümkündür. Son olarak, "in vitro" teknikte, bitkiler herhangi bir aralıkla sınırlı olmaksızın yıl boyunca yetiştirilebilir. Dolayısıyla böyle bir tekniğin pek çok avantajı vardır. Bitkilerin mikroklonal çoğ altılmasının özüne girmeden önce, bu yöntemin ortaya çıkışının küçük bir tarihine değinelim. Bu fikir kimden ve nasıl ortaya çıktı?
Yöntemin tarihi
Orkideler üzerinde ilk başarılı deney, geçen yüzyılın ellili yıllarında bir Fransız bilim adamı tarafından yapıldı. Aynı zamanda, başlangıçta "invitro" tekniğine girmedi - ondan önce geliştirildi ve oldukça başarılı bir şekilde. Ancak bu Jean'dir. Morel - Fransız deneycinin adı budur - benzer bir deneye karar verdi ve oldukça başarılı bir şekilde gerçekleştirdi. Bu tekniği anlatan eserler ondan birkaç on yıl önce ortaya çıktı - geçen yüzyılın yirmili yaşlarında.
Odunsu bir bitkinin "test tüpü klonu" - özellikle kavak - altmışlı yıllarda elde edildi. Ahşapla çalışmanın çiçekler ve diğer bitki türlerinden daha zor olduğu ortaya çıktı, ancak bu zorluklar belirli bir süre sonra aşıldı. Şu anda, "tüp" yöntemiyle kırktan fazla aileden 200'den fazla ağaç türü elde edilebiliyor. Bitkilerin mikro çoğ altma teknolojisi kendini haklı çıkarır ve meyve verir.
Yöntem hakkında daha fazla bilgi
Tahmin edebileceğiniz gibi, bitkilerin mikro çoğ altılmasının geliştirilmesi ve uygulanmasında birçok incelik vardır. Bu nedenle, örneğin, bu teknoloji için, istenen sonucu elde etmek için basitçe izlenmesi gereken özel aşamalar vardır. Eylem sırasını veya bir aşamayı ihmal etmenin, yetiştiricinin güvendiği sonucu kesinlikle getiremeyeceğini anlamalısınız. O halde bu tekniğin aşamalarından daha sonra bahsedeceğiz.
Bitkilerin mikro çoğ altma aşamaları
Bu teknoloji, gıpta edilen "klonları" elde etme yolunda dört "adım" içerir. Biyoteknoloji terimleri geniş bir kitle için hala en anlaşılır şey olmadığından, onlar hakkında mümkün olduğunca bilimsel olmayan bir şekilde konuşmaya çalışacağız. VE,Bu arada, hemen şu terimlerden birini açıklayacağız: eksplant - bu alandaki bilim adamları, ana organizmadan ayrılmış yeni bir organizmayı bu şekilde adlandırır. Yani, daha da büyüyecek olan "kobay".
Öyleyse "adımlarımıza" geçelim. İlk adım, ebeveynin kendisinin veya bağışçının seçimidir. Bu konuya azami ciddiyetle ve sorumlulukla yaklaşılmalıdır, çünkü iyi, güçlü, sağlıklı bir bitki elde etmek için biz ve "orijinal" aynı olanı seçmeliyiz. Bir elma bildiğiniz gibi ağaçtan uzağa düşmez.
Aynı aşamada, eksplantları izole etmek ve sterilize etmek ve daha sonra bu aynı eksplantların "in vitro" teknikte büyümesinin mümkün olduğunca rahat gerçekleşmesi için bu tür koşulları düzenlemek gerekir.
İkinci "adım" daha kolay olamazdı - çoğ altmanın kendisi. Mini kesimlerin zaten bezelye boyutuna ulaştığı ve tüm bitkisel organların temellerine sahip olduğu bir buçuk ay içinde mümkündür. Bunu da bir önceki aşamada elde edilen sürgünlerin köklenmesi takip eder. Bitki zaten iyi bir kök sistemi oluşturduğunda gerçekleştirilir.
Son adım, bitkilerin topraktaki "yaşama" adapte olmalarına yardımcı olmak, onları bir serada büyütmek, sonra onları toprağa nakletme ya da satmak - tabiri caizse "büyük dünyaya çıkış". Bu aşama, garip bir şekilde, en çok zaman alan ve maliyetli olanıdır, çünkü çoğu zaman, ne yazık ki, toprakta bir kez bitki başlar.yaprakları kaybeder, büyümeyi durdurur - ve sonra tamamen ölebilir. Bütün bunlar, test tüpü bitkileri toprağa nakledildiğinde çok fazla su kaybettiği için olur. Bu nedenle, yaprakların% 50 sulu gliserin çözeltisi veya bir parafin karışımı ile püskürtülmesi tavsiye edilen nakil sırasında böyle bir olasılığı önlemek gerekir. Bu, iklimlendirme dönemi boyunca yapılmalıdır. Ek olarak, bazı durumlarda, kasıtlı olarak mikoriza yapılması tavsiye edilir - yani, mantarların onu enfekte eden bitki dokularına yapay olarak sokulması. Bu, bitkinin mümkün olduğunca çok sayıda faydalı besin ve organik madde alması ve ayrıca çeşitli patojenlerden korunması için yapılır.
Gördüğümüz gibi, küresel olarak karmaşık veya doğaüstü hiçbir şeyin olmadığı, ancak bir kez daha tekrarlıyoruz, tüm bu olay büyük sorumluluk ve dikkat gerektiriyor.
Etkileyen faktörler
Mikro çoğ altma süreci, diğerleri gibi, belirli faktörlerden etkilenir. Bunları sıralayalım çünkü "düşmanı bizzat tanımanız gerekiyor."
- Ana bitkinin çeşidi, türü ve fizyolojik özellikleri - sağlıklı olmalı, gerekirse yoğun şekilde büyümeli, sıcaklığa maruz kalma ile tedavi edilmelidir.
- Eksplantın yaşı, yapısı ve kökeni.
- Yetiştirme süresi.
- Sterilizasyon verimliliği.
- İyi üreme alanı.
- Hormonlar, mineral tuzlar, karbonhidratlar, vitaminler.
- Sıcaklık veaydınlatma.
Mikro çoğ altma için gerekenler
Yukarıdaki şekilde çoğ altılacak bitkiler için çok önemli bir gereklilik vardır - sağlıklı olmaları gerektiği gerçeğinin yanı sıra. Bu, yukarıdaki tüm aşamalar boyunca genetik stabilitenin vazgeçilmez bir korunmasıdır. Bu gereksinim en iyi şekilde apikal meristemler ve ayrıca kök kökenli aksiller tomurcuklar tarafından karşılanır, bu yüzden bizi ilgilendiren prosedür için kullanılmaları tercih edilir.
Yukarıdaki terimler ortalama bir meslekten olmayan kişi için anlaşılmaz olmalıdır. Aşağıda ne tür hayvanlar olduklarını ve onlara ne ile hizmet edeceğini açıklamaya çalışacağız.
Apikal meristemler
Yukarıda, özel meristem hücrelerinin yani eğitici hücrelerin varlığından daha önce bahsetmiştik. Bunlar, bitkinin kütlesinin büyümesi ve bu bitkinin özel bir dokusunun oluşması nedeniyle sürekli olarak bölünen, her zaman fiziksel aktivite durumunda olan hücrelerdir. Meristem denir. Birçok meristem türü vardır. Genel olarak, genel ve özel olarak ayrılabilirler. Ortak meristemler kavramı, birbirini takip eden üç grup içerir. Bir bitkideki ilk meristem, bizi ilgilendiren apikal meristemden köken alan embriyonun meristemidir.
"Apikal" kelimesi Latince "apix"ten gelir ve "üst" olarak tercüme edilir. Böylece, bu embriyonun en ucunda bulunan apikal doku sistemidir - ve ondan sonra sürgün oluşur ve büyümesi ve gelişmesi başlar. Dolayısıyla, apikal meristemden mikroklonlama için bir nesne olarak bahsederken, embriyonun ucunu ihtiyaçlarımız için aldığımızı anlamalıyız.
Aksiller tomurcuklar biraz daha kolay. Herkes böbreklerin ne olduğunu bilir. Aksiller tomurcuk, yaprağın aksillerinden doğan tomurcuktur. Yaprak aksili ise yaprak ile gövdesi arasındaki açıdır; oradan bir böbrek veya bir kaçış büyüyecek. Bu kısım, yani gelecekteki yan çekim de sonraki mikro çoğ altma için alınır.
Artık gizem perdesine biraz ışık tutulduğuna göre, nihayet mikro çoğ altma yöntemlerine geçebiliriz.
Mikro üreme yöntemleri
Mikroklonal yayılma hala iyidir, bu da temelde aynı anda birkaç farklı tekniği kullanma olasılığını ima eder. Her birini mümkün olduğunca basit bir şekilde ele almaya çalışacağız. Toplamda dört mikro çoğ altma yöntemi vardır.
İlk. Bitkide mevcut meristemlerin aktivasyonu
Bu ne anlama geliyor? Bir bitkide, bu kadar küçük bir mikro parça bile, belirli meristemler zaten döşenmiştir. Bu, gövdenin tepesi ve aksiller tomurcuklarıdır. Bir bitkiyi mikroklonlamak için, şimdiye kadar uykuda olan bu meristemleri "in vitro" "uyandırmak" mümkündür. Bu, ya mikro filizin apikal meristeminin veya daha doğrusu gövdesinin çıkarılması ve ardından "in vitro" tekniği kullanılarak sürgünün kesilmesi veya bitkinin besin ortamına büyüme ve gelişmeyi aktive eden özel maddelerin eklenmesiyle elde edilir. aksiller sürgünler. Yöntem"uyuyan" meristemlerin aktivasyonu ana, en popüler ve etkilidir ve geçen yüzyılın yetmişli yıllarında geliştirilmiştir. Çilek, bu tür bitkilerin mikro çoğ altma uygulamasında ilk "kobay" oldu. Bununla birlikte, köklenme yeteneğinin kaybı ve bazı durumlarda bitkinin ölümü ile dolu olduğundan, mahsulleri bu şekilde süresiz olarak çoğ altmanın yasak olduğunu belirtmek önemlidir.
İkinci. Bitkinin kendi güçleri tarafından tesadüfi tomurcukların ortaya çıkması
Bitkinin herhangi bir izole parçası gerçekten büyülü bir yeteneğe, kendi süper gücüne sahiptir. Mikroklonal çoğ altma sırasında bitkinin besin ortamı ve diğer tüm yaşam koşulları uygun ve rahatsa, eksik kısımları geri yükleyebilir. Bir tür rejenerasyon meydana gelir - bitkinin dokuları maceralı veya adneksiyal tomurcukları oluşturur - yani, yeni dokulardan değil, "eski rezervlerden" görünenler. Bu tür tomurcuklar, kural olarak, görünmelerini beklemeyeceğiniz yerlerde - örneğin köklerde - göründükleri için olağandışıdır. Bu şekilde birçok çiçek sıklıkla çoğ altılır - çilek. Bu, bitkilerin mikro çoğ altılmasının ikinci en popüler ve etkili yöntemidir.
Üçüncü. Somatik embriyogenez
İkinci kelime ile her şey az çok net olmalıdır. İlkine dokunalım - somatik ne anlama geliyor? Bu damardaki bu kelime, aynı adı taşıyan hücrelerle doğrudan ilişkilidir. Bu tür hücreler, çok hücreli organizmaların vücudunu oluşturan ve oluşturmayan hücreler olarak adlandırılır.cinsel üremeye katılır. Kısacası, gametler hariç bunların hepsi hücrelerdir. Somatik embriyogenez oldukça basit bir şekilde gerçekleştirilir: embriyoidler yukarıdaki hücrelerden (yani somatik) “in vitro” tekniği kullanılarak oluşturulur, daha sonra optimal bir besin ortamı ile gelişim için uygun koşulları organize ettiklerinde, dönüşürler. bağımsız bir bütün bitki. Bu durumda, totipotens (bölünme nedeniyle herhangi bir hücrenin bir organizmanın herhangi bir hücre tipini başlatma yeteneği) gibi bir kavramdan bahsedebiliriz. Sonunda bu tür embriyoların bir fide haline geldiğine inanılmaktadır. Somatik embriyogenez de iyidir çünkü bu şekilde yapay tohum elde etmek mümkündür. Bu yöntem ilk olarak geçen yüzyılın ortalarında havuç hücrelerinde keşfedildi.
Aktif olarak benzer bir bitki mikro çoğ altma yöntemi, palmiye yağının çoğ altılmasında kullanılır. Mesele şu ki, ne sürgünleri ne de yan sürgünleri olduğu için vejetatif yayılımı imkansızdır (veya her durumda çok, çok zordur), tıpkı kesimler imkansız olduğu gibi. Bu nedenle, yukarıdaki metodoloji, bu tesisle çalışırken en erişilebilir ve optimal olanlardan sadece biridir.
Dördüncü. Nasır dokusu ile çalışmak
Başka bir terim anlatımızın ağına sorunsuz bir şekilde “süzüldü” ve her şeyden önce anlamını açıklığa kavuşturmak gerekiyor. Nasır dokusu nedir? Herkes yarada biraz yaşadığında kuruyan bir kabuk göründüğünü bilir. Ve eğer onu çekersen, yara tekrar kanamaya başlar. Oyuncakkabuğun kendisi yani “iyileşen doku, nasır dokusudur. Bu dokunun hücreleri sadece yaraların iyileşmesine katkıda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda totipotenttir - yani, yukarıda açıklandığı gibi, yeni bir bitkinin ortaya çıkmasına izin verirler. Ve bu nedenle adneksiyal tomurcuklar (adneksiyal tomurcuklar - bu terimi daha önce tanıtmıştık) bu tür dokularda da görünebilir.
Yukarıdaki dördünün de bu yöntemi belki de en az popüler olanıdır. Her şeyden önce bunun nedeni, kallus doku hücrelerinin çok sık ayrılmasının gen bozukluklarına ve çeşitli düzeylerde mutasyonlara yol açabilmesidir. Mikroçoğ altım için genotipin korunması çok önemli olduğundan ve doku kültürünün en üst düzeyde tutulması gerekir. Ek olarak, yukarıdaki ihlallerle birlikte başka eksiklikler de ortaya çıkıyor: boy kısalığı, hastalığa yatkınlık vb. Bununla birlikte, bazı durumlarda üreme ancak benzer bir şekilde mümkündür - örneğin şeker pancarı için başka bir yöntem yoktur.
Sırada, örneğin, belirli bitkilerin klonlanması hakkında birkaç kelime söyleyeceğiz, ancak önce, ekim materyali olarak kullanılan bitkilerin geri kazanılması hakkında bilgi paylaşmamız gerekiyor. Bu nasıl başarılabilir?
Kurtarma
Bir bitkiyi hastalıklıdan sağlıklı hale getirmenin birkaç yolu vardır ve bunlardan ilki filizi steril koşulların korunduğu özel bir odaya veya kutuya koyup antibiyotiklerle “doldurmaktır”. Bu yöntem, tüm bakterilerle baş etmemesi dışında herkes için iyidir.ve bitkilerin maruz kalabileceği virüsler. Bu gibi durumlarda, bitkileri dezenfekte etmek için termoterapi verilir - başka bir deyişle, sıcaklığın art arda birkaç gün boyunca günlük olarak artırıldığı özel izole odalarda ısıl işlem. Kemoterapi, enfekte olmuş bitkiler için enfeksiyonlar ve bakterilerle savaşmanın başka bir yoludur.
Patates klonlama hakkında
Bu arada Patates, yukarıdaki yöntemlerin dördüncüsü ile çoğ altılabilen birkaç üründen biridir. Ancak, elbette, bu tek yoldan uzaktır - ve çoğu zaman "uyuyan" apikal ve aksiller meristemlerin aktivasyonuna da başvururlar. Klonlamadan sonra elde edilen yumrular, "orijinal" olanlarla tamamen aynıdır - sadece daha küçük bir boyutta farklılık gösterirler, bunlara mikro yumrular denir. Ayrıca kesinlikle sağlıklı ve virüssüz olacaklar.
Patateslerin mikroklonal çoğ altılmasında, iki kesimden oluşan test tüplerinde yetiştirilir, test tüpleri altı ila sekiz bin lux gücünde floresan lambaların ışığı altına yerleştirilir, sıcaklık gece on sekiz içinde korunur derece, gün boyunca - yaklaşık yirmi beş. Rusya'da klonlama kullanılarak en aktif şekilde yetiştirilen patateslerdir.
Elma ağacı klonlama hakkında: bilmeniz gerekenler
Elma ağaçlarının mikro çoğ altılmasında, ilk yöntem yaygın olarak kullanılır - koltuk altı tomurcukları kullanılarak çoğ altma. Bu kültürün kök salma kabiliyeti ve hayatta kalma oranı yüksektir.eksplantlar.
Sürekli - günlük - güncellenen sıvı bir besin ortamına yerleştirildiler. Test tüpü tesislerinin sıcaklığı da gün boyunca yirmi beş derecede tutuldu, deney üç ila dört hafta boyunca gerçekleştirildi.
İlginç gerçekler
- Bu teknik, tahmin edebileceğiniz gibi adını 1903 yılında ortaya çıkan “klon” kavramından almıştır. Yunancadan bu kelime "yavru" veya "kesmek" olarak çevrilir.
- Bitkilerin mikroklonal çoğ altılması konusunda ilk deneysel girişimlerin ülkemizde gerçekleştirildiği ilk yer Timiryazev Moskova Enstitüsü olmuştur.
- Klonal mikro çoğ altma, virüsleri kontrol etmek ve sağlıklı, enfeksiyonsuz bitkiler üretmek için mükemmel bir yöntemdir.
- Bir bitkinin çiçek açmadan ve meyve vermeden önce geçirdiği döneme juvenil denir - ve klonlama yoluyla elde edilen organizmalarda bu süre en aza indirilir.
- Amerika Birleşik Devletleri, Hollanda, İtalya, Polonya, İsrail ve Hindistan yukarıdaki şekilde bitki üretiminde önde gelen ülkeler olarak kabul edilmektedir.
- Neredeyse iki buçuk bin bitki türü ve çeşidi artık "in vitro" tekniği kullanılarak çoğ altılabilir.
- İlk aşamalarda, in vitro olarak yetiştirilen bitkiler görünüşte farklılık gösterebilir, ancak büyüdükçe tüm farklılıklar ortadan kalkar ve sonunda bitkiler ikizler gibi benzer hale gelir.
- Genç bitkilerden elde edilen eksplantlar,olgun.
- Mikroklonal çoğ altmada önemli koşullardan biri, bitki için en uygun besin ortamının seçilmesidir ve hem sıvı hem de katı halde olabilir.
- Meristematik dokuların hücreleri genellikle virüs içermez.
- Eksplantın boyutu, içindeki olası virüs varlığı ile doğrudan ilişkilidir. Ne kadar küçükse, enfeksiyon riski o kadar düşük olur.
- Mikro çoğ altmanın diğer adı meristem yayılımıdır.
Bu, ilginç olduğu kadar karmaşık bir konu olan bitki mikroçoğ altımı hakkında bilgidir.