Клональное микроразмножение растений конспект

Способы микроклонального размножения

Клональное микроразмножение растений проводят разными способами. Первый и основной способ — активизация пазушных меристем. Он состоит в снятии апикального доминирования и активизации развития меристем, существующих в растении. Этот способ основной и в обычном вегетативном размножении. И на интактном растении, и в случае клонирования снятие апикально­го доминирования достигается или удалением апикальной мери­стемы побега, или благодаря действию цитокинина. При клони­ровании цитокинины (6-бензиламинопурин, 6-фурфуриламино- пурин, зеатин) добавляют в питательную среду, что приводит к развитию многочисленных пазушных побегов. Эти побеги отделя­ют от первичного экспланта и культивируют на свежей питатель­ной среде. Активизацию пазушных меристем широко используют в промышленном размножении овощных сельскохозяйственных культур (картофель, томаты, огурцы, сахарная свекла, топинам­бур и др.), цветов (гвоздика, роза, гербера), плодовых и ягод­ных культур (яблоня, вишня, малина, крыжовник и др.), древес­ных растений (туя, можжевельник и др.). Однако бесконечно раз­множать таким способом растения нельзя, поскольку длительное воздействие цитокининов, входящих в состав питательных сред, вызывает аномалии в морфологии стебля, потерю способности побегов к укоренению, иногда — гибель растений. В опытах с размножением земляники было показано, что при клонировании необходимо чередовать 2 — 3 цикла получения побегов с их укоре­нением.

Второй способ — индукция развития адвентивных почек, т. е. по­чек, возникающих из растительных клеток и тканей, которые их обычно не образуют. Этот метод в значительной мере обусловлен тотипотентностью клеток. Почти любой орган или ткань расте­ния, свободные от инфекции, могут быть использованы в каче­стве экспланта и в определенных условиях образуют адвентивные почки. Данный процесс вызывают внесением в питательную среду определенных концентраций цитокининов и ауксинов, причем цитокинина должно быть гораздо больше, чем ауксина. Это наи­более распространенный способ микроразмножения высших рас­тений. Развивая адвентивные почки на апикальных и пазушных меристемах, размножают растения томата, лука, чеснока; на сег­ментах листовых пластинок — салат, глоксинию, фиалки; на тка­нях донца луковиц — лук, чеснок, гладиолусы, тюльпаны и дру­гие луковичные растения.

Третий способ— микрочеренкование побега, сохраняющего апикальное доминирование. Растения-регенеранты, полученные любым другим способом, можно черенковать в стерильных усло­виях, высаживать на свежую питательную среду, укоренять и адаптировать к полевым условиям либо снова подвергать микро­черенкованию для того, чтобы увеличить количество посадочного материала.(9)

Четвертый способ — размножение в биореакторах микроклуб­нями, Это один из способов ускоренного размножения оздоров­ленного материала, О. Мелик-Саркисов сконструировал гидропон­ную установку, позволяющую получать около 7000 микроклубней с м 2 при массе одного клубня 5 г. Предусмотрена последующая механизированная посадка их в фунт. В отделе биологии клетки и биотехнологии Института физиологии растений им. К. А. Тимиря­зева РАН создана эффективная полупромышленная замкнутая си­стема пневмоимпульсного биореактора для получения микроклуб-] ней картофеля, в которой предусмотрена возможность воздействия на направление и скорость процессов клубнеобразования. Техно­логии клонального микроразмножения в биореакторах разработав; ны не только для сельскохозяйственных» но и для декоративных растений (лилии, гладиолусы, гиацинты, филодендроны и т.д.). Однако созданные установки пока носят лабораторный, модель­ный характер.(9)

Пятый способ размножения образование соматических за­родышей основан на соматичес­ком эмбриогенезе. Впервые это явление было отмечено в середине 50-х годов XX в. в культуре клеток моркови. Формирование эмбриоилов в культуре осуществляется в два этапа. На нервом сома­тические клетки дифференцируются в эмбриональные в присут­ствии в питательной среде ауксинов, обычно это 2,4*дихлорфе- ноксиуксусная кислота (2,4 D). На следующей стадии развива­ются эмбриоиды. Процесс идет только при значительном снижении концентрации ауксина или полном отсутствии его в питательной среде. Соматический эмбриогенез может происхо­дить в тканях первичного экспланта, в каллусной и суспензион­ной культурах.(5)

Источник

§ 20.3 Технология клонального микроразмножения растений

Клональным микроразмножением растений называют вегетативное (бесполое) размножение растений, при котором полученные особи растений генетически идентичны исходному экземпляру. Клон — это совокупность всех потомков одной клетки или одного организма, полученных путём бесполого размножения. Клональное микроразмножение проводится в лабораторных условиях (вне живого организма на специальных питательных средах) из клеток растения-донора до полноценных растений, которые затем адаптируют к обычным климатическим условиям.

Для размножения используются клетки меристематической, или образовательной, ткани растений, которые обладают способностью к активному росту за счёт деления и образования новых клеток. В процессе роста растения меристематическая ткань сохраняется в определённых частях взрослого растения: в узлах побега, в почках, в кончиках корней, в основаниях черешков листьев или цветоносах.

На процесс клонального микроразмножения влияют свойства самого растения, а также разнообразные внешние факторы: состав питательной среды, освещение, температура, влажность и др. При размножении каждого вида растений должны учитываться его биологические особенности и должна быть подобрана индивидуальная методика размножения.

Технологический процесс клонального микроразмножения растений включает несколько этапов:

• выделение клеток меристематической ткани растения и посадка их на специальные питательные среды в пробирки;

• выращивание образующегося в пробирке микрорастения в специальном шкафу в течение 20—40 дней при освещении в течение 14 часов в сутки. Через 1 — 1,5 месяца микрорастение достигает размера горошины. У него образуются зачатки всех вегетативных органов растений (корней, стеблей, листьев и т. д.);

• черенкование подросших микрорастений. Полученные микрочеренки помещают в пробирки в питательную среду;

• проращивание микрочеренков в течение 20—30 дней до образования обильной корневой системы;

• пересаживание укоренившихся микрочеренков. При образовании достаточной корневой системы микрочеренки извлекают из пробирок, пересаживают в горшочки с лёгким торфом и помещают в защищённую среду;

• высаживание черенков в открытый грунт через 4—6 недель, когда черенки могут адаптироваться к естественным условиям.

Технология клонального микроразмножения имеет преимущества по сравнению с традиционными технологиями размножения растений (отводками, черенками, прививкой). Полученные растения не заражены вирусами, даже если меристематические ткани были взяты у заражённого растения, так как вирусы не поражают меристематические ткани. Растения обладают повышенными темпами роста и развития. Клональное микроразмножение значительно сокращает продолжительность селекционного процесса и применимо для растений, которые не дают в обычных условиях семенного потомства. Такой способ размножения можно проводить круглогодично и получать большие объёмы посадочного материала.

Клональное микроразмножение растений имеет и недостатки. Определённой сложностью в работе с микрорастениями является процесс их адаптации к естественным условиям внешней среды. Адаптация микроклональных растений происходит в специальных теплицах для первичного доращивания растений. В них создаются определённые условия, повышенная влажность, применяются специальные меры по уходу за растениями. Такие условия необходимо соблюдать от 3 до 5 недель в зависимости от вида растений. В процессе адаптационного периода погибают 5—10% клональных растений.

Несмотря на определённые трудности, метод микроклонального размножения растений активно внедряется и используется в практике размножения самых разнообразных видов растений. Этот метод применяется как для размножения древесных пород, особенно хвойных, которые очень плохо размножаются другими способами, так и для сохранения редких и исчезающих видов растений.

Словарь

клональное микроразмножение растений.

Проверьте себя:

1. Что такое клональное микроразмножение растений?

2. Каковы этапы технологии клонального микроразмножения растений?

3. В чём преимущества технологии клонального микроразмножения растений?

4. В чём недостатки технологии клонального микроразмножения растений?

* Подумайте, возможно ли осуществить в условиях школы или дома клональное микроразмножение какого нибудь комнатного растения. Что бы для этого понадобилось?

Источник

Глава 10 клональное микроразмножение древесных растений

Как уже отмечалось ранее, традиционным способом получения клонов у древесных видов растений является черенкование с пос­ледующим укоренением черенков или прививкой. Клональное мик­роразмножение является принципиально новым способом получе­ния клонов, основанным на методе культуры органов и клеток in vitro. С помощью этого способа за довольно короткий срок можно получить большое количество однородного посадочного материа­ла. Клональным микроразмножением называют массовое бесполое размножение растений в культуре тканей и клеток, при котором возникшие формы растений генетически идентичны исходному экземпляру (Н.В. Катаева, Р.Г. Бутенко, 1983). Клональное микро­размножение значительно ускоряет селекционный процесс; при размножении растений в культуре тканей происходит оздоровле­ние посадочного материала, освобождение его от патогенных мик­роорганизмов и во многих случаях от вирусов. Методом культуры тканей удается размножить растения, которые с трудом или совсем не размножаются вегетативно.

10.1. Общая характеристика метода клонального микроразмножения

В зависимости от вида исходного материала (эксплантата, или экспланта) и характера морфогенетических процессов различают­ся типы, или методы клонального микроразмножения. Для древес­ных растений наиболее распространенной является классификация, согласно которой микроклонирование можно проводить тремя пу­тями:

• стимуляцией распускания пазушных почек;

• индукцией образования придаточных почек и адвентивных побегов из них;
• соматическим эмбриогенезом. Для лиственных пород приме­нимы все три пути; для хвойных — только второй и третий.

Источник