Какие растения размножаются культурой ткани в пробирке

§ 43. Вегетативное размножение покрытосеменных растений (окончание)

Размножение растений культурой тканей

Сравнительно недавно начали выращивать растения из клеток образовательной ткани, помещенных в особую питательную среду. Такой способ размножения растений называют культурой тканей [151].

В специальных камерах, в которых поддерживают определенную температуру, влажность и освещенность, клетки образовательной ткани активно делятся и из них образуются крохотные растения.

В настоящее время этот способ используют для размножения орхидей, садовой гвоздики, герберы, женьшеня и даже картофеля.

Используя культуру тканей, можно получить большое количество посадочного материала в любое время года.

Очень важно, что получаемый посадочный материат не заражен никакими болезнетворными микроорганизмами.

Значение вегетативного размножения растений в природе

Благодаря вегетативному размножению многие растения быстро расселяются, захватывая новые территории.

Кроме того, в некоторых случаях семенное размножение бывает затруднено. Например, земляника или сныть, растущие в тени, практически не цветут и не образуют плодов и семян. В таких условиях они размножаются в основном вегетативно. Важную роль вегетативное размножение играет в распространении таких растений, как ландыш, майник, живучка и др.

Черенок, отпрыск, отводок. Прививка. Культура тканей. Привой. Подвой

1. Какие способы размножения надземными побегами вы знаете? 2. Что такое черенок? 3. Что такое прививка? 4. Когда следует проводить прививку черенком, а когда — глазком? Почему? 5. Какое значение имеет вегетативное размножение в природе?

Задания для самостоятельной работы

Размножьте комнатные растения черенками

1. Осторожно срежьте стеблевые черенки с 3—4 листьями с предложенных вам комнатных растений.

2. Удалите с них два нижних листа, поместите в стаканы (или банки) с водой так, чтобы нижний узел был в воде. Поставьте черенки в теплое и хорошо освещенное место.

3 Через каждые 3—4 суток воду в сосудах заменяйте отстоявшейся водопроводной водой.

4. После того как придаточные корешки достигнут 2 см, высадите черенки в цветочные горшки с почвой.

5. Накройте черенки стеклянной банкой и выдержите на рассеянном свету до тех пор, пока у них полностью не разовьется корневая система и почки не тронутся в рост.

6. Ведите регулярные наблюдения за их ростом и развитием. Данные записывайте в таблицу.

С 1 га земляники можно получить за год до 250 тыс. усов — количество, достаточное для засадки 5 га.

Повсеместно растущая почти во всех реках и озерах элодея канадская, или «водяная чума», впервые появилась в Европе в середине XIX в. Из Америки в Европу попали лишь женские растения, поэтому она может размножаться только вегетативно, легко отламывающимися веточками — стеблевыми черенками.

Корнеотпрысковые сорняки (бодяк, осот, льнянка) — самые злостные и трудноискоренимые. Их отпрыски появляются с глубины более метра, а корни проникают в почву на глубину до 10 м и выделяют вещества, снижающие всхожесть семян и рост культурных растений.

Вегетативное размножение культурой ткани растений- метод и примеры кратко (6 класс, биология)

Одним из видов искусственного вегетативного размножения является культура тканей. Он заключается в выращивании новых растений из фрагментов живой ткани или отдельных клеток вегетативного органа. Подобный метод выращивания растений позволяет получить большое количество экземпляров в любое время года. Кроме того, посадочный материал получается здоровым и генетически однородным.

Общая характеристика

Культура тканей — это способ искусственного вегетативного размножения растений из клеток образовательной ткани.

В основе метода вегетативного размножения культурой ткани лежит уникальное свойство растительной клетки — тотипотентность. Это способность клетки воспроизводить генетическую информацию и путём деления дать начало любому клеточному типу организма.

Рис. 1. Растительные клетки.

Для вегетативного размножения растений культурой тканей потребуется:

фрагмент живой ткани или отдельных клеток, взятых из любого вегетативного органа;
искусственная питательная среда;
пробирка;
соблюдение стерильности и температурного режима.

Рис. 2. Выращивание растений в колбах.

При попадании в благоприятную среду клетки начинают активно делиться, появляется молодое растение, которое спустя положенное время можно высаживать в грунт.

Преимущества вегетативного размножения культурой ткани

Достижения в области культуры клеток и тканей привели к созданию так называемого клонального размножения — получения неполовым путём растений, в которых в точности повторяется генетический материал исходного экземпляра.

Читайте также: Как выглядит ткань лавсан

Рис. 3. Новый посадочный материал.

К преимуществам вегетативного размножения культурой ткани относят:

Минимальное количество исходного материала.
Получение посадочного материала в течение всего года.
Получение генетически однородных растений.
Высокий коэффициент размножения.
Получение растений, которые трудно размножаются традиционными способами.
Возможность автоматизации процесса выращивания.

В настоящее время данный способ активно используется для размножения садовой гвоздики, герберы, орхидей, женьшеня и даже картофеля. Эти растения можно привести в качестве примеров в докладе по биологии для 6 класса.

Что мы узнали?

Вегетативное размножение культурой ткани — это бесполый способ размножения, основанный на получении нового растения из отдельных клеток или тканей вегетативного органа материнского растения. Кратко подытоживая, он имеет ряд преимуществ, среди которых получение абсолютно здорового, генетически однородного посадочного материала в течение всего года.

Размножение культурой тканей

Используя культуру тканей, можно получить большое количество посадочного материала в любое время года.

Очень важно, что получаемый посадочный материал не заражен никакими болезнетворными микроорганизмами.

Значение вегетативного размножения в природе

Благодаря вегетативному размножению многие растения быстро расселяются, захватывая новые территории.

ЧЕРЕНОК, ОТПРЫСК, ОТВОДОК. ПРИВИВКА. КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ. ПРИВОЙ. ПОДВОЙ

Культура тканей растений — Plant tissue culture — Wikipedia

Культура тканей растений представляет собой набор методов, используемых для поддержания или выращивания растительных клеток, тканей или органов в стерильных условиях на питательной культуральной среде известного состава. Он широко используется для получения клонов растений методом, известным как микроразмножение. Различные методы культивирования тканей растений могут иметь определенные преимущества по сравнению с традиционными методами размножения, в том числе:

Производство точных копий растений, которые дают особенно хорошие цветы, плоды или другие желательные качества.
Для быстрого получения зрелых растений.
Производство нескольких растений при отсутствии семян или необходимых опылителей для получения семян.
Регенерация целых растений из генетически модифицированных растительных клеток.
Производство растений в стерильных контейнерах, что позволяет их перемещать, что значительно снижает вероятность передачи болезней, вредителей и патогенов.
Получение растений из семян, которые в противном случае имели бы очень низкие шансы на прорастание и рост, т.е. орхидеи и Непентес.
Для очистки определенных растений от вирусных и других инфекций и для быстрого размножения этих растений в качестве «очищенного стада» для садоводства и сельского хозяйства.

Культура тканей растений основана на том факте, что многие клетки растений обладают способностью регенерировать целое растение (тотипотентность). Одиночные клетки, клетки растений без клеточных стенок (протопласты), кусочки листьев, стеблей или корней часто можно использовать для создания нового растения на питательной среде с учетом необходимых питательных веществ и гормоны растений.

Методы

Подготовка растительной ткани к культуре ткани осуществляется в условиях асептический условия в HEPA фильтрованный воздух, подаваемый шкаф с ламинарным потоком. После этого ткань выращивают в стерильных контейнерах, таких как чашки Петри или колбы в камере выращивания с контролируемой температурой и интенсивностью света. Живые растительные материалы из окружающей среды естественным образом загрязнены на своей поверхности (а иногда и внутри) микроорганизмы, поэтому их поверхности стерилизуют химическими растворами (обычно спиртом и натрий или же гипохлорит кальция) [1] перед подходящими образцами (известными как эксплантаты) принимаются. Затем стерильные эксплантаты обычно помещают на поверхность стерильной твердой культуральной среды, но иногда их помещают непосредственно в стерильную жидкую среду, особенно когда требуются культуры суспензий клеток. Твердые и жидкие среды обычно состоят из неорганический соли плюс несколько органических питательных веществ, витаминов и гормонов растений. Твердый средства массовой информации готовятся из жидких сред с добавлением гелеобразующего агента, обычно очищенного агара.

Читайте также: Гвоздика из ткани своими руками мастер класс

Состав среды, особенно растительные гормоны и источник азота (нитрат по сравнению с солями аммония или аминокислотами), оказывают сильное влияние на морфологию тканей, которые растут из исходного эксплантата. Например, превышение ауксин часто приводит к разрастанию корней, в то время как избыток цитокинин может давать всходы. Баланс ауксина и цитокинина часто вызывает неорганизованный рост клеток или мозоль, но морфология нароста будет зависеть от вида растения, а также от состава среды. По мере роста культур кусочки обычно отрезают и пересеивают на новую среду, чтобы обеспечить рост или изменение морфологии культуры. Навыки и опыт специалиста по культуре тканей важны при решении, какие кусочки культивировать, а какие выбросить.

По мере прорастания побегов из культуры их можно срезать и укоренять с помощью ауксина для получения проростков, которые, когда они созреют, могут быть перенесены в почву для дальнейшего роста в теплице как нормальные растения. [2]

Пути регенерации

Специфические различия в регенерационном потенциале разных органов и эксплантов имеют разные объяснения. Существенные факторы включают различия в стадии клеток в клеточный цикл, наличие или способность транспортировать эндогенные регуляторы роста и метаболические возможности клеток. Чаще всего используются тканевые эксплантаты. меристематический концы растений, такие как кончик стебля, кончик пазушных почек и кончик корня. Эти ткани обладают высокой скоростью деления клеток и либо концентрируют, либо производят необходимые регулирующие рост вещества, включая ауксины и цитокинины.

Эффективность регенерации выстрела в культура ткани обычно количественная характеристика который часто варьируется между видами растений и внутри одного вида растений среди подвидов, разновидностей, сорта, или же экотипы. Следовательно, регенерация тканевой культуры может стать сложной, особенно когда необходимо разработать множество процедур регенерации для разных генотипы внутри одного вида.

Три общих пути регенерации культуры тканей растений — это размножение из уже существующих меристем (культура побегов или узловая культура), органогенез и незиготный эмбриогенез.

Размножение побегов или узловых сегментов обычно выполняется в четыре этапа для массового производства проростков через in vitro Вегетативное размножение, но органогенез — это распространенный метод микроразмножения, который включает регенерацию тканей придаточных органов или пазушных зачатков непосредственно или косвенно из эксплантатов. Незиготный эмбриогенез — заслуживающий внимания путь развития, который очень сравним с таковым у зиготических эмбрионов, и это важный путь для производства сомаклональных вариантов, развития искусственных семян и синтеза метаболитов. Из-за одноклеточного происхождения незиготных зародышей они предпочтительны в нескольких системах регенерации для микроразмножения, манипуляции с плоидностью, переноса генов и производства синтетических семян. Тем не менее, регенерация тканей с помощью органогенеза также оказалось полезным для изучения регуляторных механизмов развития растений.

Выбор эксплантата

Ткань, полученная из культивируемого растения, называется эксплантатом.

Эксплантаты могут быть взяты из многих различных частей растения, включая части побегов, листьев, стеблей, цветов, корней, отдельных частей. недифференцированные клетки и из многих типов зрелых клеток при условии, что они все еще содержат живую цитоплазму и ядра и способны к дедифференцировке и возобновлению деления клеток. Это дало начало концепции тотипотентности растительных клеток. [3] [4] Однако это верно не для всех клеток или для всех растений. [5] У многих видов эксплантаты различных органов различаются по скорости роста и регенерации, а некоторые вообще не растут. Выбор материала эксплантата также определяет, являются ли проростки, выращенные в культуре ткани, гаплоидный или же диплоид. Кроме того, риск микробного заражения увеличивается при использовании неподходящих эксплантов.

Первый метод, включающий меристемы и индукцию множественных побегов, является предпочтительным методом для индустрии микроразмножения, поскольку риски сомаклональной изменчивости (генетическая изменчивость, индуцированная в культуре ткани) минимальны по сравнению с двумя другими методами. Соматический эмбриогенез — это метод, у которого есть потенциал в несколько раз выше по скорости размножения, и его можно использовать в системах жидких культур, таких как биореакторы.

Читайте также: Чем почистить утюг от пригоревшей ткани с тефлоновым покрытием дома

Некоторые эксплантаты, например кончик корня, трудно изолировать и заражены почвенной микрофлорой, которая становится проблематичной в процессе культивирования тканей. Определенная микрофлора почвы может образовывать тесные ассоциации с корневые системы, или даже расти внутри корня. Частицы почвы, прикрепленные к корням, трудно удалить, не повредив корни, что может привести к атаке микробов. Эти связанные микрофлора обычно разрастается в среде для культивирования тканей до того, как произойдет значительный рост растительной ткани.

Некоторые культивируемые ткани медленно растут. Для них будет два варианта: (i) Оптимизация питательной среды; (ii) Выращивание высокочувствительных тканей или разновидностей. [6] Некроз может испортить культивируемые ткани. Как правило, сорта растений различаются по восприимчивости к некрозу культур тканей. Таким образом, с этим можно справиться путем культивирования высокочувствительных сортов (или тканей). [6]

Воздушные (надземные) эксплантаты также богаты нежелательной микрофлорой. Однако их легче удалить из эксплантата осторожным промыванием, а оставшуюся часть обычно можно убить стерилизацией поверхности. Большая часть поверхностной микрофлоры не образует прочных ассоциаций с ткань растения. Такие ассоциации обычно можно обнаружить при визуальном осмотре в виде мозаики, обесцвечивания или локализации. некроз на поверхности эксплантата.

Альтернативой для получения незагрязненных эксплантатов является взятие эксплантов из сеянцев, выращенных в асептических условиях из семян, стерилизованных с поверхности. Твердая поверхность семян менее проницаема для агрессивных поверхностных стерилизующих агентов, таких как гипохлорит, поэтому приемлемые условия стерилизации, используемые для семян, могут быть намного более жесткими, чем для вегетативных тканей.

Культурные растения клоны. Если исходное материнское растение, используемое для получения первых эксплантатов, восприимчиво к патогену или условиям окружающей среды, вся культура будет подвержена той же проблеме. И наоборот, любые положительные черты также останутся в рамках этой линии.

Приложения

Культура тканей растений широко используется в растениеводстве, лесоводстве и садоводстве. Приложения включают:

Коммерческое производство растений, используемых в качестве горшечных растений, ландшафта и цветоводства, при котором используются меристемы и культура побегов для получения большого количества идентичных особей.
К сохранить редкие или исчезающие виды растений. [7]
А селекционер может использовать тканевую культуру для скрининга клеток, а не растений на наличие полезных признаков, например гербицид сопротивление / терпимость.
Масштабный рост растительных клеток в жидкой культуре в биореакторы для производства ценных соединений, таких как вторичные метаболиты растительного происхождения и рекомбинантные белки используется как биофармацевтические препараты. [8]
Скрещивать отдаленно родственные виды слияние протопластов и возрождение романа гибридный.
Быстро изучить молекулярные основы физиологических, биохимических и репродуктивных механизмов растений, например, отбор растений, устойчивых к стрессу, in vitro. [9]
Для перекрестного опыления отдаленно родственных видов и затем культивирования тканей полученного эмбриона, который в противном случае обычно погиб бы (Спасение эмбрионов).
Для удвоения хромосом и индукции полиплоидия, [10] например удвоенные гаплоиды, тетраплоиды, и другие формы полиплоиды. Обычно это достигается применением антимитотические агенты Такие как колхицин или же Оризалин.
В качестве ткани для трансформации с последующим краткосрочным тестированием генетических конструкций или регенерацией трансгенный растения.
Некоторые методы, такие как культивирование верхушек меристемы, можно использовать для получения чистого растительного материала из вирусов, таких как сахарный тростник, [11] картофель и многие виды мягких фруктов.
Может быть получено производство идентичных стерильных гибридных видов.
Крупномасштабное производство искусственных семян посредством соматического эмбриогенеза [12]
Синтетические семена — соматический зародыш инкапсулируется искусственным эндоспермом и искусственной оболочкой семян.

Лаборатории

Хотя некоторые производители и питомники имеют свои собственные лаборатории для размножения растений методом тканевой культуры, ряд независимых лабораторий предоставляют услуги по размножению на заказ. В разделе «Обмен информацией о культурах тканей растений» перечислены многие коммерческие лаборатории по культуре тканей. Поскольку культивирование тканей растений — очень трудоемкий процесс, это будет важным фактором при определении того, какие растения будут коммерчески жизнеспособными для размножения в лаборатории.

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом