Культура тканей в декоративном цветоводстве

КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ РАСТЕНИЯ — способность растительных клеток размножаться на искусственных питательных средах. Основана на выращивании в длительной пересадочной культура тканей растений в виде недифференцированной каллусной массы в стерильных условиях. В природе каллусообразование встречается в основном как реакция на повреждение растения, когда на месте раны образуется нарост, а в культуре ткани все растительные клетки превращаются в каллусные. Каллусы растений легко образуются на эксплантатах из различных органов: отрезков стебля, листа, корня, проростков семян, фрагментов паренхимы ткани клубня, органов цветка, плодов, зародышей и т. д.

При помещении эксплантатов на питательную среду паренхимные клетки дедифференцируются, переходят к делению, образуя однородную недифференцированную биомассу, получившую название каллуса. В асептических условиях каллус отделяют и помещают на поверхность агаризованной питательной среды для дальнейшего роста. В результате получают культуру каллусной ткани, которую можно поддерживать неограниченно долго, периодически разделяя ее на трансплантаты и пересаживая на свежую питательную среду.

Одна из важных особенностей культура тканей растений — сохранение способности к синтезу вторичных веществ, свойственных данному виду, — алкалоидов, гликозидов, эфирных масел, стероидов и др. Эта особенность определяет практическую ценность культура тканей растений в области выращивания биомассы клеток как принципиально нового вида лекарственного сырья. В настоящее время технологии, основанные на культивировании тканей высших растений для получения редких и дорогостоящих веществ, включены в биотехнологические программы, создаваемые в России и во многих странах мира (см. Биотехнология).

Использование технологий, основанных на промышленном выращивании культур тканей продуцентов в качестве лекарственного сырья, имеет ряд преимуществ перед традиционными способами получения сырья. Однако использование такого сырья в фармации экономически выгодно только для продуктов, рыночная стоимость которых достаточно велика на международном рынке.

Культуру тканей растений в настоящее время выращивают главным образом двумя способами: поверхностным — на агаризованных питательных средах или различных гелеобразующих подложках и в жидкой питательной среде. В жидкой питательной среде каллус легко распадается на отдельные агрегаты клеток и дает начало суспензионной культуре. Известны два способа культивирования тканей в жидкой питательной среде: а) накопительное и б) непрерывное.

Важный фактор создания эффективной биотехнологической системы — подбор питательной среды, обеспечивающей потребности культуры ткани продуцента в химических компонентах, необходимых для оптимального биосинтеза целевого продукта. Обязательными компонентами питательных сред служат смеси минеральных солей (макро- и микроэлементов), фитогормоны, выступающие как факторы регуляции процессов клеточного деления и дифференциации, и, поскольку питание культур тканей гетеротрофно, источник углерода вводится в состав среды в виде сахарозы. Получение автотрофных культур тканей — пока задача будущего. При приготовлении питательных сред в качестве подложки используют агар-агар, образующий с водой гель. В последнее время в качестве подложки для культуры тканей растений испытывают и другие гелеобраующие вещества: силикагели, биогели, полиакриламидные гели, пенополиуретан и др.

Культура тканей растения служит источником значительной генетической изменчивости, которую называют сомаклональной. Благодаря этой особенности культуру ткани стали интенсивно использовать в генетико-селекционных исследованиях для улучшения свойств растений. Сомаклональная изменчивость представляет основу для получения клеточных линий и штаммов с высокой биосинтетической способностью. Для увеличения спектра изменчивости используют мутагенез и селекцию на клеточном уровне наиболее продуктивных клеточных линий. Получение мутантных клеточных линий в самом ближайшем будущем будет дополнено методами создания продуктивных штаммов путем гибридизации соматических клеток и генетической инженерии (см. Биотехнология).

В СССР развитие метода культуры тканей лекарственных растений связано с именем Р. Г. Бутенко. С 1967 г. по инициативе И. В. Грушвицкого в создана первая лаборатория культуры тканей лекарственных растений в Ленинградском химико-фармацевтическом институте.

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.

Читайте также: Кремнеземная ткань с полиуретановым покрытием ka600 pp

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.

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.

Культура тканей в цветоводстве

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Января 2012 в 17:49, курсовая работа

Краткое описание

Цель работы – ознакомление с условиями культивирования in vitro декоративных растений по литературным данным.
Методы исследования – анализ литературных данных В результате исследования было изучено влияние эндогенных и экзогенных факторов на морфогенез декоративных растений. Степень внедрения – частичная. Область применения – в работе кафедры ботаники и физиологии растений

Введение 6
1 Аналитический обзор 8
1.1 Клональное микроразмножение растений 8
1.2 Этапы и методы микроклонального размножения растений 10
1.3 Оздоровление растений к культуре in vitro 17
2 Особенности клонального микроразмножения декоративных растений 21
2.1 Влияние экзогенных факторов 23
2.2 Влияние эндогенных факторов 24
Заключение 28
Список использованных источников 29

Содержимое работы — 1 файл

Фатеева Е.В. Культура тканей в цветоводств..docx

Луковицы, корневища и клубни в состоянии покоя непригодны, перед введением в культуру их предварительно обрабатывают высокими или низкими температурами. Способность к размножению также детерминирована генетически. Например, земляника размножается всеми способами, облепиха – ни одним, хотя в природе черенкуется. Двудольные обладают большей регенерационной способностью, чем однодольные и древесные[38].

При выборе экспланта необходимо учитывать его возраст, строение и происхождение. Для обеспечения максимальной стабильности клонируемого материала, во избежание появления аномальных растений в качестве экспланта желательно использовать молодые, слабодифференцированные ткани. Кроме того, экспланты от ювенильных растений лучше укореняются, чем от зрелых, особенно это касается древесных пород. Лучше всего использовать кончики стеблей, пазушные почки, зародыши, молодые листья, черенки, соцветия, чешую луковиц, то есть экспланты, содержащие меристемы[39]. Опыты с эмбрионами кукурузы, проведенные Грином и Филипсом в 1975 году, показали, что при извлечении эмбрионов из зрелых семян они образуют каллус и корни. Если же изолировать их через 2 – 3 недели после опыления, то образуются и каллус, и растения[40]. Вероятно, это связано с разворачиванием генетической программы в онтогенезе растения. Следует отметить, что не всегда молодые ткани являются удачным объектом для размножения. У эхеверии на эксплантах из молодых листьев возникают только корни, из старых – только побеги, из средних по возрасту – и побеги, и корни. Чем меньше размер экспланта, тем меньше его регенерационная способность. С другой стороны, в крупном экспланте увеличивается возможность появления в его клетках вирусов и других патогенов, что препятствует оздоровлению тканей[39].

Длительность культивирования также влияет на эффективность микроразмножения. Физиологическое состояние экспланта меняется в течение пассажей, при длительном культивировании частота укореняемости побегов возрастает. Возможно, что при этом эксплант приобретает признаки ювенильности, что ведет к повышению его морфогенетического потенциала[38].

2.2 Влияние экзогенных факторов

В зависимости от вида растений необходимо испытывать как твердые, так и жидкие питательные среды. Иногда жидкие среды имеют преимущество, так как обеспечивают большую подвижность трофических элементов. Например, при размножении роз более успешным было культивирование побегов на двухслойной питательной среде: нижний слой –

Читайте также: Плотная шелковая или шерстяная ткань 3 буквы

агаризованный, верхний – жидкий. На эффективность размножения могут также влиять расположение экспланта (горизонтальное или вертикальное), тип пробок (ватные, пластмассовые, стеклянные, металлические и т.д.), а также соотношение объема эксплантов и количества питательной среды для оптимального освещения и газообмена эксплантов.

Состав питательной среды необходимо подбирать для каждого вида растений. На клональное микроразмножение влияют гормоны, минеральные соли, витамины и углеводы[38].

Многие исследователи отмечают, что у растений на средах, содержащих только ауксины, наблюдается ингибирование роста побега в длину и его ветвление. Необходимо преодолеть нежелательные последствия ингибирования в процессе корнеобразования для более успешной последующей адаптации растений к нестерильным условиям. Добавление цитокинина в питательную среду практически не оказывает влияния на укореняемость, количество и длину корней, в то же время наблюдается существенное увеличение прироста побега. Необходимо отметить, что для сирени, в соответствии с ее биологическими особенностями, усиление роста надземной системы является важным моментом в системе микроразмножения. Во всех вариантах комбинированного использования ауксинов и цитокининов наблюдается рост побегов в длину. Несмотря на то, что в целом при комбинированном использовании регуляторов роста укореняемость растений и среднее количество корней несколько ниже, чем с чистыми ауксинами, для адаптации растений лучшим вариантом является сочетание ауксинов с цитокининами[41].

При микроразмножении in vitro часто используют среды Мурасиге и Скуга, Линсмайера и Скуга, Шенка и Хильдебрандта, Нича, Гамборга, Хеллера и другие. Обычно используют среду Мурасиге–Скуга (MS), которая содержит много неорганического азота, что стимулирует процессы органогенеза и соматического эмбриогенеза. Вопрос оптимального соотношения NH4 : NO3 остается открытым, так как литературные данные весьма противоречивы и универсального рецепта для всех видов растений нет. В качестве источника углеродного питания используют различные углеводы типа сахарозы, глюкозы, фруктозы, галактозы. Разные культуры требуют различной концентрации углеводов на разных этапах клонального микроразмножения. Так например, ип и концентрация углеводов оказывала значительное влияние на созревание и прорастание соматических зародышей европейского каштана. Оптимальным оказалось содержание в среде 6 % сахарозы, 3 и 6 % мальтозы[43].

К физическим факторам выращивания относятся температура и условия освещения[38].

Действие света на растения зависит от трех очевидных факторов, которые следует учитывать во всех исследованиях с применением излучения — это интенсивность, длительность и качество освещения[42]. На первых двух этапах освещенность колеблется от 1000 до 3000 Лк, фотопериод 14 – 16 часов, но эти параметры зависят от культуры. Высокая интенсивность света может вызывать хлорозы и задерживать развитие, но при переносе в почву эти растения чувствуют себя лучше и растут энергичнее. Установлено, что при отсутствии освещения частота эмбриогенеза па- пайи возрастала при культивировании каллюса, полученного из гипокотиля [44]. Вместе с тем отсутствие освещения способствовало образованию соматических зародышей фейхоа, однако для созревания и развития эмбриоиды помещали в культуральную комнату с интенсивно стью освещения 40 мкМ/(м2 · с) и фотопериодом 16 ч [45].Спектральный состав также играет немаловажную роль. Некоторые исследователи указывают на синий свет как основной компонент морфогенеза. Красный свет стимулирует образование почек у табака, у салата – образование побегов, у березы – укоренение. В некоторых работах показано, что синий свет усиливает закладку вегетативных почек у побегов табака в условиях in vitro , а красный стимулирует развитие цветочных почек. Однако при добавлении цитокининов и ауксинов в различной концентрации соотношение процессов дифференциации цветочных и вегетативных почек меняется, в некоторых случаях наблюдается даже противоположный эффект. Показан наибольший выход морфогенных каллусов пшеницы, формирующих растения и побеги, отмечен на зеленом свету. Важное значение играет также сочетание спектрального состава

света и гормональных факторов среды.

Температура культивирования обычно варьирует в интервале 22 – 26 0 С днем и 18 –22 0 С ночью. В некоторых случаях понижение температуры ведет к повышению эффективности размножения. Для повышения коэффициента размножения необходимо каждому виду с учетом его естественного ареала произрастания подбирать индивидуальные условия культивирования. Относительная влажность воздуха – 65 – 70%[38].

В цветоводстве всего мира в настоящее время наиболее перспективным методом размножения цветов считается метод in vitro. Главным при этом остается выбор питательной среды, подходящей данному виду, и оптимальное соотношение регуляторов роста. Следует так же обратить внимание и на такие факторы как свет, его интенсивность, фотопериод, температура, содержание витаминов, углеводов, вид экспланта и т.д. Необходимо правильно подобрать соотношение всех этих элементов, для достижения наилучших результатов.

Читайте также: Акварельные мелки для ткани

Список использованных источников

1. « Промышленное цветоводство»,Л.В.Висящева, Т.А.Соколова. 2010.
2. Хасси Г. Размножение сельскохозяйственных культур in vitro. Биотехнология сельскохозяйственных растений. М. 1987.
3. Сидорович Е.А., Кутас Е.Н. клональное микроразмножение

Новых плодово-ягодных растений. Минск, 1996.

1. Мауриня З.Ф., Штраусе С.З, Жола И.Я. Размножение гиацинтов при помощи культуры тканина разных этапах периода покоя луковиц. Культура клеток растений и биотехнология. М. 1986.
2. Васкез А.М., Девей М.Р., Шорт К.С. Органогенез в культуре Saintpaulia ionanta. М. 1980.
3. Кукульчанка К., Климашевская К., Плата Х. Регенерация целых растений Peperomia scandes из различных частей листьев in vitro. М. 1980.
4. Шувцова Г.Г., Коев Г.В. Морфогенез хризантемы в культуре in vitro. г. Новосибирск 1988.
5. Носырева М.В., Вечернина Н.А., Таварткиладзе О.К. Регенерация и размножение растения бегония in vitro.
6. http://www.lplod.ru/info/ links.htm
7. Баранова М.В. Лилии. – Л.: Агропромиздат, 1990. – 384 с.
8. Мосин О.В. Фитобиотехнология и ее прикладные аспекты.
9. Skolmen R.G. Acacia (Acacia koa Gray) // Biotechnology in Agriculture and Forestry. Trees

/ Ed. Y.P.S. Bajaj. — Vol. 1. — Berlin: Springer Verlag, 1986. P. 375—384.

1. Jorgensen J. Somatic embryogenesis in Aesculus hippocastanum L. by culture of filament callus // J. Plant Physiol. — 1989. — 135. — P. 240—241.
2. Kiss J., Heszky L.E., Kiss E., Gyulai G. High efficiency adventive embryogenesis in somatic embryos of anther, filament, and immature proembryo origin in horsechestnut (Aesculus hippocastanum L.) tissue culture // Plant Cell, Tissue, Organ Cult. — 1992. — 30, N 1. — P. 59—64.
3. Tomar U.K., Gupta S.C. Somatic embryogenesis and organogenesis in callus cultures of a tree legume — Albizia richardiana King. // Plant Cell Rep. — 1988. — 7. — P. 70—73.
4. Corredoira E., Ballester A., Vieitez A.M. Proliferation, maturation and germination of Castanea sativa Mill. somatic embryos originated from leaf explants // Ann. Bot. — 2003. — 92. —P. 129—136.
5. Gosal S.S., Gill M.I.S., Grewal H.S. Somatic embryogenesis in Citrus species // Somatic Embryogenesis in Woody Plants. Angiosperms / Eds. S.M. Jain, P.K. Gupta, R.J. Newton. — Vol. 2. — Netherlands; Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1995. — P. 1—21.
6. Branton R.L., Blake J. Development of organized structures in callus derived from explants of Cocos nucifera L. // Ann. Bot. — 1983. — 52. — P. 673—678.
7. Muralidharan E.M., Mascarenhas A.F. Somatic embryogenesis in Eucalyptus // Somatic Embryogenesis in Woody Plants. Angiosperms / Eds. S.M. Jain, P.K. Gupta, R.J. Newton. — Vol. 2. — Netherlands, Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1995. — P. 23—40.
8. Cruz G.S., Canhoto J.M., Abreu M.A.V. Somatic embryogenesis and plant regeneration from zygotic embryos of Feijoa sellowiana Berg. // Plant Sci. — 1990. — 66, N 2. — P. 263—270.
9. Dal Vesco L.L., Guerra M.P. The effectiveness of nitrogen sources in Feijoa somatic embryogenesis // Plant Cell, Tissue, Organ Cult. — 2001. — 64. — P. 19—25.
10. Pijut P.M. Somatic embryogenesis in butternut, Juglans cinerea // Can. J. For. Res. — 1993. — 23. — P. 835—838.
11. Breton Ch.,Cornu D., Chriqui D. et al. Somatic embryogenesis, micropropagation and plant regeneration of «Early Mature» walnut treees (Juglans regia) that flower in vitro // Tree Physiol. — 2004. — 24. — P. 425—435.
12. Merkle S.A., Sommer H.E. Somatic embryogenesis in tissue cultures of Liriodendron tulipifrea // Can. J. For. Res. — 1986. — 16. — P. 420—422.
13. Бутенко Р.Г. Клеточные технологии в сельскохозяйственной науке и практике //Основы сельскохозяйственной биотехнологии. М., 1990. С. 154-235.
14. Бунцевич Л.Л., Киселева Г.К., Денисенко Ю.А.,

Дьяконова А.М. ОЗДОРОВЛЕНИЕ И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ IN VITRO, ВИРУСОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ НАСАЖДЕНИЙ. г.Краснодар. УДК 634.1:573.6

• 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