Размножение меристемами - все еще довольно новый тип размножения растений. Но он уже широко используется. С одной стороны, потому что некоторые растения можно размножать только таким способом, свободным от вирусов и бактерий. С другой стороны, потому что этот метод позволяет вырастить из одного материнского растения многочисленные и генетически идентичные молодые растения. Однако саму процедуру провести сложно из-за необходимого оборудования, мер предосторожности и знаний. Однако, если у вас есть терпение и немного желания поэкспериментировать, вы все равно сможете добиться потрясающих успехов.
Определение
Размножение меристемами также известно как размножение in vitro. «In-vitro» в переводе с латыни означает «в стакане». Здесь мы имеем в виду распространение в чашке Петри или пробирке. Это может стать неожиданностью для садоводов-любителей, которые ранее работали с семенами, черенками и делением корней. Фактически, пролиферация меристемы уже осуществляется в больших масштабах. Растения размножаются отдельными группами клеток и в стерильных условиях.
Клетки растения извлекают, помещают на питательную среду и обрабатывают питательными веществами и фитогормонами до образования корней и побегов. Затем их помещают в субстрат и выращивают в соответствии с потребностями соответствующего растения. Грубо говоря и сильно упрощенно, это разновидность размножения черенков в микроскопическом масштабе и в стерильных условиях.
Преимущества
Как уже упоминалось в начале, пролиферация меристемы дает два решающих преимущества. Прежде всего, трудно игнорировать экономическое преимущество: от одного материнского растения можно вырастить значительно больше потомства, чем от черенков или семян. В конечном счете, в качестве исходного материала для дочернего растения требуется всего несколько клеток. Кроме того, некоторые растения вряд ли удастся размножить другим способом. Возможные причины этого в том, что деление, формирование черенков или выращивание семян чрезвычайно сложны и требуют много времени.
Кроме того, бактерии, грибы и вирусы, а также другие фитопатогены затрудняют размножение некоторых растений черенками и культурой. По этой причине, например, клубника, малина и киви в настоящее время в основном образуются за счет пролиферации меристемы. Молодые растения, полученные таким способом, свободны от болезнетворных микроорганизмов, поскольку выращиваются в стерильных условиях. Также снижается риск заболевания потомства.
Меристема
Исходным материалом для пролиферации меристемы является меристема. Это формирующая ткань растения. Этот тип ткани еще недифференцирован. Поэтому они могут развиваться в корни, плоды или листья и, по крайней мере теоретически, делиться бесконечно. Лучшие условия для размножения и создания многочисленных растений из небольшого количества клеток.
Эти стволовые клетки растений расположены на самых концах кончиков корней и кончиков побегов. У них также тонкие клеточные стенки с очень низким содержанием целлюлозы. Они отличаются от окружающих клеток именно клеточными стенками. Конечно, это видно только под микроскопом.
Стерильные условия
Верхние кончики побегов обычно особенно подходят в качестве меристемы для размножения in vitro, поскольку они обычно еще не содержат вирусов, даже если присутствует вирусное заболевание. Чтобы гарантировать, что патогены не смогут впоследствии распространиться на клетки или части растений, для меристемного размножения необходимы стерильные условия. Поэтому контейнеры для выращивания должны быть стерильными и запираться. Чашки Петри с крышками оказались полезными на начальных стадиях. Позже используются более высокие стаканы. При профессиональном осуществлении меристемной пролиферации создается особая атмосфера, которая постоянно регулируется. Для этого, среди прочего, требуется стерильный или безопасный верстак.
Дезинфекция
Стерильный верстак и сосуды необходимы для размножения меристемы, но одних их недостаточно. Микробы могут быть занесены вместе с меристемальными клетками. При этом не имеет значения, присутствовали ли они уже на растении или были добавлены в питательную среду по пути от растения. Бактерии, грибки и вирусы, в свою очередь, могут значительно снизить вероятность успеха. Поэтому необходимо дополнительно дезинфицировать кластеры клеток после удаления с растения, чтобы уничтожить бактерии и споры грибков.
По разным данным, для этого используются три средства:
- Гипохлорит натрия
- Перекись водорода
- Хлорид ртути II
Гипохлорит натрия и перекись водорода можно приобрести в аптеке. Использование хлорида ртути II для дезинфекции растений и семян запрещено, по крайней мере, в частном секторе. Однако концентрации доступных веществ также следует уделять очень пристальное внимание.
Гипохлорит натрия для дезинфекции
При профессиональном меристемном размножении гипохлорит натрия используется для дезинфекции скоплений клеток. Это химическое вещество также известно как хлорный отбеливатель, и в чистящих средствах его часто называют «активным хлором». Поэтому агрессивный агент не следует использовать в неразбавленном виде на растительных клетках.
Здесь обычно используются концентрации от 5 до 25 процентов и время воздействия от 5 до 30 минут. Поэтому гипохлорит натрия следует использовать только в соответствующем разбавлении. После дезинфекции клетки также несколько раз промывают дистиллированной и стерильной водой.
Перекись водорода
Для промывания растений и растительных клеток некоторые источники предлагают раствор с 0,15 промилле или 0,015 процента перекиси водорода. Для бытовых целей в аптеках продается 3-процентный раствор перекиси водорода. Чтобы сопоставить это с содержанием перекиси водорода 0,015 процента, требуется следующий расчет: Процент исходного раствора - желаемый процент дезинфицирующего раствора=разница и, следовательно, содержание воды в соотношении смешивания
При использовании 3-процентного раствора расчет будет следующим: 3 – 0,015=2,985
Это означает, что 0,015 части 3-процентного раствора необходимо добавить к 2,985 части стерильной дистиллированной воды. Немного более наглядно и практично для меристемного размножения - 1,5 миллилитра раствора на 29,85 литра воды.
Культурная среда и питательные вещества
Здесь все становится сложнее. Хотя существуют питательные вещества, которые всегда должны содержаться в питательной среде, соответствующая концентрация зависит от соответствующего вида растений. Основой может служить смесь агара как желирующего агента и сахарозы как питательного раствора. Раствор должен содержать от 20 до 30 граммов сахарозы на литр воды. Агар используется по мере необходимости.
Макронутриенты
Важными макроэлементами для пролиферации меристемы являются:
- Азот
- Фосфор
- Калий
- Кальций
- Магний
- Сера
Концентрация этих веществ очень зависит от вида. Даже в научных источниках существуют значительные расхождения в информации: например, содержание только калия составляет от 0,95 до 1,9 грамма на литр.
Совет:
Если вы хотите начать экспериментировать самостоятельно, экспериментируйте осторожно. Здесь можно ориентироваться на содержание отдельных макроэлементов в специальных удобрениях для этого типа растений.
Микронутриенты
Важными микроэлементами для растений в целом и меристемного размножения в частности являются:
- Железо
- Марганец
- Цинк
- Бор
- Медь
- Молибден
Если они полностью отсутствуют или присутствуют в слишком низкой концентрации, возникают симптомы дефицита. Говорят, что йод и кобальт также влияют на рост. Однако это еще не доказано научно. И здесь количества сильно различаются и зависят от типа растения. Опять же, в качестве ориентира можно использовать специальные удобрения для соответствующего растения.
Витамины и аминокислоты
Витамины группы B имеют решающее значение для пролиферации меристемы.
Считайте здесь:
- Биотин – Витамин B7
- Фолиевая кислота – витамин B9 или витамин B11
- Никотиновая кислота – витамин B3
- Пиридоксин – Витамин B6
- Тиамин – Витамин B1
Хотя растения могут производить их сами, их все равно добавляют в некоторые распространенные среды выращивания, чтобы стимулировать рост и повысить вероятность успеха.
Фитогормоны
Поскольку меристема – это еще недифференцированные клетки, им необходимы соответствующие импульсы. В противном случае они не смогли бы развиться в корни, побеги и листья. Они получают эти импульсы от четырех фитогормонов:
- Ауксин
- Цитокинины
- Гиббереллины
- Абсцизовая кислота
Некоторые готовые питательные среды уже содержат эти макро- и микроэлементы. Если вы делаете смесь самостоятельно, их необходимо добавить. Это, в свою очередь, представляет собой сложную задачу, поскольку необходимо проверить количество и соотношение друг с другом.
Рейтинг
Если клетки успешно делятся во время размножения меристемы и фитогормоны обеспечивают желаемое развитие отдельных органов растения, молодые растения растут. Они генетически идентичны материнскому растению, поэтому, строго говоря, являются клонами. Несмотря на этот успех, на этом пути все еще могут возникнуть проблемы. Как правило, их провоцируют занесенные микробы, которые могут развиваться как в питательной среде, так и в самих растительных клетках, поэтому рейтинги очень важны. Если питательная среда помутнеет, отложится или обесцветится, соответствующий образец следует отсортировать. Проверка и удаление называется оценкой.
Высадка
Как только молодые растения достигнут высоты около пяти сантиметров и станут сильными и здоровыми, их можно сажать в подходящий субстрат. С этого момента их можно выращивать в соответствии с требованиями соответствующего вида растений.
Альтернатива собственному размножению меристемы
Ввиду требований и необходимого оборудования собственные попытки меристемного размножения имеют смысл только в том случае, если необходимо размножить более одного материнского растения. Более того, это непростая задача. Приготовить подходящую и скоординированную питательную среду и сохранить стерильность клеток сложно в частном доме. Питательные гели также можно приобрести в готовом виде. Например, в Лабораториях фитотехнологий.
Если вы хотите сэкономить силы и расходы, в том числе на стерильный верстак, вы также можете размножить свои собственные растения. Это предлагает, например, Служба выращивания растений In Vitro в Кведлинбурге.
Вывод
Размножение меристемами - хороший способ вырастить множество растений из одного материнского растения и часто единственный способ получить здоровое потомство, особенно у растений, восприимчивых к вирусам. При наличии подходящего оборудования это может выполнить и непрофессионал. Однако этот вариант размножения, от получения клеток меристемы под микроскопом до приготовления подходящей питательной среды и оценки, также представляет собой сложную задачу.
