Për çdo kopshtar, qoftë profesionist apo amator, është e rëndësishme të dini se si t'i përhapni mbjelljet tuaja. Ka shumë mënyra, dhe një nga më interesantet dhe më efektivet është metoda e mikroshumëzimit. Çfarë është, si funksionon dhe gjithë mençuria e tij kryesore - në materialin tonë.
Çfarë është kjo?
Le të fillojmë me gjënë më të rëndësishme. Në shprehjen "riprodhimi mikroklonal" fjala e dytë është e qartë për të gjithë, por e para - vetëm për elitën. Le të sqarojmë situatën. Çfarë është "mikroklonale"?
Duke folur me terma shkencorë "të zgjuar", kjo është një nënspecie e veçantë e shumimit vegjetativ duke përdorur një teknikë të quajtur "in vitro" (in vitro), e cila bën të mundur marrjen e bimëve në një kohë më të shkurtër. Ne do të kuptojmë më qartë dhe më në detaje më tej, dhe për këtë fillimisht kujtojmë se çfarë është shumimi vegjetativ dhe shpjegojmë se çfarë do të thotë termi "invitro".
Në shkretëtirën shkencore
Nga kursi i shkollësNë biologji, ne e dimë se bimët mund të shumohen në dy mënyra: farë (kur shpërndajmë farat në tokë) dhe vegjetative. Shumimi vegjetativ është aseksual, ndodh duke ndarë një pjesë nga bima mëmë. Lulëzimi, rrënjosja e lastarëve të rinj, transplantimi i llambave - e gjithë kjo është shumim vegjetativ.
Duket se me ndihmën e farave është shumë më e lehtë të rritet numri i bimëve - nuk ka probleme të tilla. Megjithatë, kjo metodë ka mjaft disavantazhe; në disa raste, është e pamundur të përdoren fare fara - dhe metoda vegjetative, përparësia e pamohueshme e së cilës mbi të parën është ruajtja e tërësisë së gjeneve të bimës mëmë, mbetet e vetmja e arritshme dhe e përshtatshme. Por fatkeqësisht ai ka edhe mangësi. Për shembull, mungesa e efikasitetit të dëshiruar (për shembull, në bimë të tilla si lisi, pisha, e kështu me radhë), speciet "më të vjetra" të pemëve (të cilat janë më shumë se 15 vjeç) nuk janë në gjendje të shumohen me prerje, procedura të tilla. janë mjaft të mundimshme dhe konsumojnë energji, bimët që rezultojnë nuk korrespondojnë gjithmonë me normën dhe mostrën (mund të jenë të infektuara) - dhe kështu me radhë.
Dhe pikërisht për këto raste ekziston teknologjia e mikroshumëzimit, e cila, si Chip dhe Dale, nxiton në shpëtim. Siç u përmend më lart, ajo kryhet duke përdorur teknikën "in vitro", e cila nga latinishtja përkthehet si "in vitro". Kështu, kjo teknikë bën të mundur "klonimin" në një "epruvetë" një bimë me gjene saktësisht të njëjta sisi prindi. Kjo për faktin se qeliza është në gjendje t'i japë jetë një organizmi të ri nën ndikimin e faktorëve të jashtëm.
Teknologjia e mikroshumëzimit ka padyshim një sërë avantazhesh dhe disavantazhesh. Ne do të flasim për to më vonë.
Cili është më i mirë se mikroshumëzimi
Për shumë njerëz! Dhe para së gjithash, mungesa e viruseve dhe infeksioneve në bimët e edukuara (sepse për këtë përdoren qeliza speciale - ato quhen qeliza meristem, veçantia e tyre qëndron në ndarjen e pandërprerë dhe praninë e aktivitetit fiziologjik gjatë gjithë jetës). Gjithashtu, bimët e "ekstraktuara" në këtë mënyrë kanë një vëllim mjaft të lartë riprodhimi, dhe i gjithë procesi i mbarështimit është shumë më i shpejtë. Me ndihmën e teknologjisë së mikroshumëzimit, është e mundur të kryhet kjo procedurë për ato bimë për të cilat është jashtëzakonisht problematike të bëhet kjo me metoda konvencionale, "tradicionale". Së fundi, në teknikën "in vitro", bimët mund të rriten gjatë gjithë vitit, pa u kufizuar në asnjë interval të vetëm. Pra, ka shumë përparësi për një teknikë të tillë. Dhe para se të gërmojmë në thelbin e përhapjes mikroklonale të bimëve, le të prekim një histori të vogël të shfaqjes së kësaj metode. Kush e lindi këtë ide dhe si?
Historiku i metodës
Eksperimenti i parë i suksesshëm mbi orkide u bë nga një shkencëtar francez në vitet pesëdhjetë të shekullit të kaluar. Në të njëjtën kohë, ai fillimisht nuk u angazhua në teknikën "invitro" - ajo u zhvillua para tij, dhe me mjaft sukses. Megjithatë, është JeanMorel - ky është emri i eksperimentuesit francez - vendosi për një eksperiment të ngjashëm dhe e kreu me mjaft sukses. Veprat që flasin për këtë teknikë u shfaqën disa dekada para tij - në të njëzetat e shekullit të kaluar.
Një "klon epruvetë" i një bime drunore - veçanërisht aspen - u mor në vitet gjashtëdhjetë. Doli të ishte më e vështirë të punohej me dru sesa me lule dhe lloje të tjera bimësh, megjithatë këto vështirësi u tejkaluan pas një periudhe të caktuar kohore. Aktualisht, më shumë se 200 lloje pemësh nga më shumë se dyzet familje mund të merren me metodën e "provës". Teknologjia e mikroshumëzimit të bimëve justifikon veten dhe jep fryt.
Më shumë rreth metodës
Siç mund ta keni marrë me mend, ka shumë hollësi në zhvillimin dhe aplikimin e mikroshumëzimit të bimëve. Kështu, për shembull, ka faza të veçanta për këtë teknologji, të cilat thjesht duhet të ndiqen për të marrë rezultatin e dëshiruar. Ju duhet të kuptoni se neglizhimi i sekuencës së veprimeve ose ndonjë faze mund të sjellë absolutisht jo rezultatin në të cilin mbështetet mbarështuesi. Pra, ne do të flasim për fazat e kësaj teknike më tej.
Fazat e mikroshumëzimit të bimëve
Kjo teknologji përfshin katër "hapa" në rrugën drejt marrjes së "kloneve" të lakmuar. Ne do të përpiqemi të flasim për to sa më shumë që të jetë e mundur, pasi termat e bioteknologjisë nuk janë ende gjëja më e kuptueshme për një audiencë të gjerë. DHE,Nga rruga, ne do të shpjegojmë menjëherë një nga këto terma: eksplant - kështu shkencëtarët në këtë fushë e quajnë një organizëm të ri të ndarë nga organizmi mëmë. Kjo është, vetë "derri gini" që do të rritet më tej.
Pra, le të kalojmë te "hapat" tanë. Hapi i parë është zgjedhja e vetë prindit - ose e donatorit. Kjo çështje duhet trajtuar me seriozitetin dhe përgjegjësinë më të madhe, sepse për të marrë një bimë të mirë, të fortë, të shëndetshme, ne dhe "origjinali" duhet të zgjedhim të njëjtën. Një mollë, siç e dini, nuk bie shumë larg pemës.
Në të njëjtën fazë, është e nevojshme izolimi dhe sterilizimi i eksplanteve dhe më pas organizimi i kushteve të tilla në mënyrë që rritja e këtyre eksplanteve në teknikën "in vitro" të ndodhë sa më komode.
"Hapi" i dytë nuk mund të jetë më i lehtë - është vetë riprodhimi. Është e mundur në një muaj e gjysmë, kur mini-prerjet kanë arritur tashmë madhësinë e bizeleve dhe kanë bazat e të gjitha organeve vegjetative. Ajo, nga ana tjetër, pasohet nga rrënjosja e lastarëve që janë marrë në fazën e mëparshme. Ajo kryhet kur bima tashmë ka formuar një sistem të mirë rrënjor.
Hapi i fundit është të ndihmojmë bimët të përshtaten me "jetën" në tokë, duke i rritur ato në një serë, më pas duke i transplantuar në tokë ose duke i shitur - si të thuash, "nisja në botën e madhe". Kjo fazë, çuditërisht, është më e kushtueshme dhe kërkon kohë, sepse shumë shpesh, për fat të keq, ndodh që, pasi të hyjë në tokë, bima fillonhumbni gjethet, ndaloni së rrituri - dhe më pas mund të vdesë fare. E gjithë kjo ndodh sepse bimët me epruvetë humbasin shumë ujë kur transplantohen në tokë. Prandaj, është e nevojshme të parandalohet një mundësi e tillë gjatë transplantimit - për të cilën rekomandohet spërkatja e gjetheve me një zgjidhje ujore 50% të glicerinës ose një përzierje parafine. Kjo duhet të bëhet gjatë gjithë periudhës së ambientimit. Për më tepër, në disa raste, këshillohet që të bëhet mikorizimi i qëllimshëm - domethënë futja artificiale e kërpudhave në indet bimore që e infektojnë atë. Kjo bëhet në mënyrë që bima të marrë sa më shumë lëndë ushqyese dhe organike të dobishme, si dhe të mbrohet nga patogjenët e ndryshëm.
Këto janë të gjitha fazat e mikropërhapjes, në të cilat, siç e shohim, nuk ka asgjë komplekse apo të mbinatyrshme globalisht, megjithatë, e përsërisim edhe një herë, e gjithë kjo ngjarje kërkon përgjegjësi dhe vëmendje të madhe.
Faktorët ndikues
Procesi i mikroshumëzimit, si çdo tjetër, ndikohet nga disa faktorë. Le t'i rendisim, sepse "duhet ta njohësh personalisht armikun."
- Varietale, specie dhe karakteristika fiziologjike të bimës mëmë - duhet të jetë e shëndetshme, të rritet intensivisht, nëse është e nevojshme, të trajtohet me ekspozim ndaj temperaturës.
- Mosha, struktura dhe origjina e eksplantit.
- Kohëzgjatja e kultivimit.
- Efikasiteti i sterilizimit.
- Tenë e mirë mbarështuese.
- Hormone, kripëra minerale, karbohidrate, vitamina.
- Temperatura dhendriçimi.
Çfarë ju nevojitet për mikroshumëzimin
Ka një kërkesë shumë të rëndësishme për bimët që do të shumohen në mënyrën e mësipërme - përveç faktit që ato duhet të jenë të shëndetshme. Kjo është një ruajtje e domosdoshme e stabilitetit gjenetik në të gjitha fazat e mësipërme. Kjo kërkesë plotësohet më së miri nga meristemet apikale, si dhe sythat sqetullorë me origjinë kërcellore, prandaj preferohen të përdoren për procedurën me interes për ne.
Termat e mësipërm duhet të jenë të pakuptueshme për laikin mesatar. Më poshtë do të përpiqemi të shpjegojmë se çfarë lloj kafshësh janë dhe me çfarë t'u shërbejmë atyre.
Meristema apikale
Më lart, ne kemi përmendur tashmë ekzistencën e qelizave të veçanta meristem - me fjalë të tjera, ato edukative. Këto janë qeliza që ndahen vazhdimisht, gjithmonë në një gjendje aktiviteti fizik – për shkak të të cilave rritet masa e bimës dhe krijohet një ind i veçantë i kësaj bime. Quhet meristem. Ka shumë lloje të meristemeve. Në përgjithësi, ato mund të ndahen në të përgjithshme dhe të veçanta. Koncepti i meristemeve të zakonshme përfshin tre grupe, të cilat, si të thuash, pasojnë njëri nga tjetri. Meristemi i parë në një bimë është meristemi i embrionit, nga i cili buron meristemi apikal që na intereson.
Fjala "apical" vjen nga latinishtja "apix" dhe përkthehet si "majë". Kështu, ky është sistemi i indit apikal i vendosur në majë të embrionit - dhe është prej tij që më pas formohet fidani dhe fillon rritja dhe zhvillimi i tij. Pra, duke folur për meristemin apikal si një objekt për mikroklonim, duhet të kuptojmë se ne marrim majën e embrionit për nevojat tona.
Sythat sqetullorë janë pak më të lehtë. Të gjithë e dinë se çfarë janë veshkat. Sythi sqetullor është ai që ka lindur nga boshti i gjethes. Boshti i gjethes, nga ana tjetër, është këndi midis gjethes dhe kërcellit të saj; prej andej do të rritet një veshkë ose një arratisje. Pikërisht kjo pjesë, domethënë kërcimi i ardhshëm anësor, merret edhe për mikroshumëzimin pasues.
Tani që është hedhur pak dritë mbi velin e misterit, më në fund mund të kalojmë te metodat e mikroshumëzimit.
Metodat e shumimit mikro
Përhapja mikroklonale është ende e mirë, gjë që në thelb nënkupton mundësinë e përdorimit të disa teknikave të ndryshme njëherësh. Ne do të përpiqemi të mbulojmë secilën prej tyre sa më thjesht të jetë e mundur. Gjithsej ka katër metoda mikroshumëzimi.
Së pari. Aktivizimi i meristemeve tashmë ekzistuese në fabrikë
Çfarë do të thotë kjo? Në një bimë, madje edhe në një mikrocopë kaq të vogël, disa meristeme janë hedhur tashmë. Kjo është maja e kërcellit dhe sythat e saj sqetullore. Për të mikroklonuar një bimë, është e mundur të "zgjohen" këto meristeme të fjetura deri tani "in vitro". Kjo arrihet ose duke hequr meristemin apikal të mikrofilit, ose më mirë, kërcellin e tij, dhe më pas duke prerë filizën duke përdorur teknikën "in vitro", ose duke futur substanca të veçanta në mjedisin ushqyes të bimës që aktivizojnë rritjen dhe zhvillimin. të lastarëve sqetullorë. MetodaAktivizimi i meristemeve "të fjetur" është kryesori, më i popullarizuari dhe efektiv, dhe ai u zhvillua në vitet shtatëdhjetë të shekullit të kaluar. Strawberry u bë "derri gini" i parë në aplikimin e mikroshumëzimit të bimëve të këtij lloji. Megjithatë, është e rëndësishme të theksohet se është e ndaluar shumimi i të korrave për një kohë të pacaktuar në këtë mënyrë, pasi kjo është e mbushur me humbjen e aftësisë për të rrënjëzuar, dhe në disa raste, me vdekjen e bimës.
E dyta. Shfaqja e sythave të rastësishëm nga forcat e vetë bimës
Çdo pjesë e izoluar e një bime ka një aftësi vërtet magjike, superfuqinë e saj. Nëse gjatë përhapjes mikroklonale, lënda ushqyese e bimës dhe të gjitha kushtet e tjera të jetesës janë të favorshme dhe komode, atëherë ajo mund të rivendosë pjesët që mungojnë. Bëhet një lloj rigjenerimi - indet e bimës formojnë sytha të rastësishëm ose adnexal - domethënë ato që shfaqen, si të thuash, "nga rezervat e vjetra", dhe jo nga indet e reja. Sythat e tillë janë të pazakontë në atë që shfaqen, si rregull, në ato vende ku nuk do të prisnit të shfaqen - për shembull në rrënjë. Është në këtë mënyrë që shumë lule shpesh përhapen, përsëri - luleshtrydhet. Kjo është metoda e dytë më popullore dhe efektive e mikroshumëzimit të bimëve.
E treta. Embriogjeneza somatike
Me fjalën e dytë, gjithçka duhet të jetë pak a shumë e qartë. Le të prekim të parën - çfarë do të thotë somatike? Kjo fjalë në këtë mënyrë lidhet drejtpërdrejt me qelizat me të njëjtin emër. Qeliza të tilla quhen ato që përbëjnë trupin e organizmave shumëqelizorë dhe jomarrin pjesë në riprodhimin seksual. Me pak fjalë, këto janë të gjitha qeliza, me përjashtim të gameteve. Embriogjeneza somatike kryhet në një mënyrë mjaft të thjeshtë: embrioidet formohen nga qelizat e mësipërme (domethënë somatike) duke përdorur teknikën "in vitro", të cilat më pas, kur organizojnë kushte të përshtatshme për zhvillim me një mjedis ushqyes optimal, shndërrohen në një bimë e tërë e pavarur. Në këtë rast, mund të flasim për një koncept të tillë si totipotenca (aftësia e çdo qelize, për shkak të ndarjes, për të inicuar çdo lloj qelize të një organizmi). Besohet se përfundimisht embrione të tilla zhvillohen në një filiz. Embriogjeneza somatike është gjithashtu e mirë sepse është e mundur të merren fara artificiale në këtë mënyrë. Kjo metodë u zbulua për herë të parë në mesin e shekullit të kaluar në qelizat e karotës.
Një metodë aktive e ngjashme e mikroshumëzimit të bimëve përdoret në shumimin e vajit të palmës. Puna është se, duke qenë se nuk ka as lastarë, as lastarë anësor, shumimi i tij vegjetativ është i pamundur (ose, gjithsesi, shumë, shumë i vështirë), ashtu siç janë të pamundura prerjet. Kështu, metodologjia e mësipërme është e vetmja nga të gjitha më të arritshmet dhe më optimale kur punohet me këtë fabrikë.
E katërta. Puna me indin kallus
Një term tjetër ka “lundruar” pa probleme në rrjetin e rrëfimit tonë dhe para së gjithash kërkohet të sqarohet kuptimi i tij. Çfarë është indi kallus? Të gjithë e dinë që në plagë, kur jeton pak, shfaqet një kore që thahet. Dhe nëse e hiqni, plaga fillon të rrjedhë përsëri gjak. Lodërvetë korja, me fjalë të tjera, “indi shërues, është indi kallus. Qelizat e këtij indi, jo vetëm që kontribuojnë në shërimin e plagëve, janë gjithashtu totipotente - domethënë, siç u shpjegua më lart, ato lejojnë të lindë një bimë e re. Dhe kjo është arsyeja pse sythat adnexal (adventive - ne e kemi futur tashmë këtë term më parë) mund të shfaqen gjithashtu në inde të tilla.
Kjo metodë nga të katërtat e mësipërme është ndoshta më pak e popullarizuara. Para së gjithash, kjo është për shkak të faktit se ndarja shumë e shpeshtë e qelizave të indit kallus mund të çojë në çrregullime të gjeneve dhe mutacione të niveleve të ndryshme. Meqenëse ruajtja e gjenotipit është shumë e rëndësishme për mikroshumëzimin, dhe kultura e indeve duhet të mbahet në nivelin më të lartë. Përveç kësaj, me shkeljet e mësipërme, shfaqen mangësi të tjera: shtat i shkurtër, ndjeshmëri ndaj sëmundjeve etj. Sidoqoftë, në disa raste, riprodhimi është i mundur vetëm në një mënyrë të ngjashme - për shembull, për panxharin e sheqerit, thjesht nuk ka asnjë metodë tjetër.
Më pas, për shembull, do të themi disa fjalë për klonimin e bimëve specifike, por së pari, duhet të ndajmë informacione për rikuperimin e bimëve të përdorura si material mbjellës. Si mund të arrihet kjo?
Rimëkëmbim
Ka disa mënyra për ta kthyer një bimë nga e sëmurë në të shëndetshme dhe e para prej tyre është vendosja e filizit në një dhomë ose kuti të veçantë, ku ruhen kushte sterile dhe "mbushja" e saj me antibiotikë. Kjo metodë është e mirë për të gjithë, përveç se nuk përballon të gjitha bakteret.dhe viruset ndaj të cilave bimët mund të ekspozohen. Në raste të tilla, për të dezinfektuar bimët, u jepet termoterapia - me fjalë të tjera, trajtimi termik në dhoma të veçanta të izoluara, ku temperatura rritet çdo ditë për disa ditë rresht. Kimioterapia është një mënyrë tjetër për të luftuar infeksionet dhe bakteret për bimët e infektuara.
Rreth klonimit të patates
Patatja, meqë ra fjala, është një nga kulturat e pakta që mund të shumohet me metodën e katërt të mësipërme. Por, natyrisht, kjo është larg nga mënyra e vetme - dhe shpesh ata gjithashtu përdorin aktivizimin e meristemeve apikale dhe axillare "të fjetur". Zhardhokët e marrë pas klonimit janë saktësisht të njëjtë me ato "origjinale" - ato ndryshojnë vetëm në një madhësi më të vogël, këto janë të ashtuquajturat mikrotubera. Dhe përveç kësaj, ata me siguri do të jenë të shëndetshëm dhe pa viruse.
Në shumimin mikroklonal të patateve, rritet në epruveta me dy prerje, epruvetat vendosen nën dritën e llambave fluoreshente me fuqi gjashtë deri në tetë mijë luks, temperatura mbahet natën brenda tetëmbëdhjetë. gradë, gjatë ditës - rreth njëzet e pesë. Në Rusi, janë patatet ato që rriten në mënyrë më aktive duke përdorur klonimin.
Rreth klonimit të pemës së mollës: çfarë duhet të dini
Në mikroshumëzimin e pemëve të mollës përdoret gjerësisht metoda e parë - shumimi me anë të sythave sqetullore. Ekziston një aftësi e lartë e kësaj kulture për të rrënjosur dhe shkalla e mbijetesës së më shumëeksplantet.
Ato u vendosën në një mjedis të lëngshëm ushqyes, i cili përditësohej vazhdimisht - çdo ditë. Temperatura për bimët e epruvetës u mbajt gjithashtu në njëzet e pesë gradë gjatë ditës, eksperimenti u krye për tre deri në katër javë.
Fakte interesante
- Kjo teknikë, siç mund ta merrni me mend, mori emrin e saj nga koncepti i "klonit", i cili u shfaq në 1903. Nga gjuha greke, kjo fjalë përkthehet si "pasardhës" ose "prerje".
- Vendi i parë në vendin tonë ku u kryen përpjekjet e para eksperimentale për përhapjen mikroklonale të bimëve ishte Instituti Timiryazev i Moskës.
- Mikroshumëzimi klonal është një metodë e shkëlqyer për të kontrolluar viruset dhe për të prodhuar bimë të shëndetshme dhe pa infeksione.
- Periudha që kalon një bimë para lulëzimit dhe frutave quhet e mitur - dhe në ato organizma që përftohen nga klonimi, ajo minimizohet.
- Shtetet e Bashkuara të Amerikës, Holanda, Italia, Polonia, Izraeli dhe India konsiderohen si vendet kryesore në prodhimin e bimëve në mënyrën e mësipërme.
- Pothuajse dy mijë e gjysmë lloje dhe varietete bimësh tani mund të shumohen duke përdorur teknikën "in vitro".
- Në fazat e hershme, bimët e rritura in vitro mund të ndryshojnë në pamje, por ndërsa rriten, të gjitha dallimet zhduken dhe në fund bimët bëhen të ngjashme, si binjake.
- Eksplantet nga bimët e reja janë më mirë të rrënjosura sesa ngai pjekur.
- Një nga kushtet e rëndësishme në përhapjen mikroklonale është zgjedhja e lëndës ushqyese më të favorshme për bimën dhe mund të jetë edhe në gjendje të lëngët edhe në gjendje të ngurtë.
- Qelizat e indeve meristematike zakonisht nuk përmbajnë viruse.
- Madhësia e eksplantit lidhet drejtpërdrejt me praninë e mundshme të viruseve në të. Sa më i vogël të jetë, aq më i ulët është rreziku i infeksioneve.
- Një emër tjetër për mikroshumëzimin është përhapja meristem.
Ky është informacioni për mikroshumëzimin e bimëve, një temë sa komplekse aq edhe interesante.
