§ 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.
Культура тканей
На питательную среду помещается немного клеток образовательной ткани. Клетки начинают делиться, и вскоре молодое растение можно высаживать в грунт. По сути дела это клонирование. Так можно разводить однолетники, а также ценные Орхидные.
Литература
См. также
- Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь словарное определение).
- Викифицировать статью.
- Проставить интервики в рамках проекта Интервики.
- Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
- Добавить иллюстрации.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое «Культура тканей» в других словарях:
КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ — эксплантация, метод сохранения жизнеспособности органов или их частей, участков тканей и отд. клеток вне организма. К. т. основана на создании асептич. условий, обеспечивающих питание, газообмен и удаление продуктов обмена культивируемых объектов … Биологический энциклопедический словарь
культура тканей — Метод выращивания отдельных клеток, тканей или органов на питательных средах в изолированных условиях (in vitro). [ГОСТ Р 52681 2006] Тематики виноградарство Обобщающие термины размножение … Справочник технического переводчика
Культура тканей — 1) неудачный син. к ры клеток; 2) син. органной культуры (см.); 3) переживающая к ра суспендированных в питательной среде кусочков измельченной ткани или «эксплантатов» ткани, заключенных в сгусток плазмы. На периферии кусочков появляется рост… … Словарь микробиологии
культура тканей — ЭМБРИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ, КЛЕТОЧНАЯ КУЛЬТУРА – методика выращивания животных в специальной среде после извлечения их из организма. Используется в современной науке как способ изучения основных биологических процессов: роста клеток, их … Общая эмбриология: Терминологический словарь
культура тканей — audinių kultūra statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Augalo ląstelės, audiniai ar organai, auginami aseptinėmis sąlygomis maitinamosios terpės mėgintuvėlyje (in vitro). atitikmenys: angl. explantation; tissue culture rus. культура тканей;… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
КУЛЬТУРА ТКАНЕЙ — Рис. 1. Культуры ткани почек свиньи и крупного рогатого скота. Рис. 1. Культуры ткани почек свиньи (а) и крупного рогатого скота (б). Три морфологически различных типа клеток. культура тканей, тканевая культура, метод выращивания вне организма в… … Ветеринарный энциклопедический словарь
Культура клеток — Окрашенная культура клеток эпителия. На фото кератин (красный) и ДНК (зеленая) Культивирование клеток представляет собой процесс, посредством которого in vitro отдельные клетки (или единственная клет … Википедия
культура — ы, ж. culture f. <, лат. cultura. 1. Разведение, выращивание (растений). Сл. 18. Реченный садовник .. деревам и цветам, которыя к украшению садов принадлежат, имена знает, и в культуре их .. искусство имеет. 1747. МАН 8 575. Здесь <на… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
КУЛЬТУРА — (лат. cultura, от colere заботиться, обрабатывать). 1) обработка почвы, возделывание, уход за растениями. 2) образование, просвещение, развитие, совершенствование духовной и материальной жизни народа. Словарь иностранных слов, вошедших в состав… … Словарь иностранных слов русского языка
КУЛЬТУРА КЛЕТОК — (тканей), современный метод изучения клетки или тканей, представляющий собой выделение их из организма животных и растений и выращивание в специальных условиях (средах). Культура клеток удобная модель для изучения процессов скорости и… … Экологический словарь
Метод культуры тканей: сущность и применение
Метод культуры тканей служит одним из главных инструментов современных биотехнологий, позволяя решать практические проблемы физиологии, биохимии и генетики растений. Искусственное выращивание материала проводится с соблюдением определенных условий: стерилизации, температурного режима и с выдержкой в специальной питательной среде.
Сущность
Метод культуры тканей представляет собой их длительное сохранение и/или искусственное выращивание в лабораторных условиях на питательной среде. Эта технология позволяет создать биологическую модель для изучения различных процессов в клетках, существующих вне организма растений, человека и животных.
В основе размножения культуры тканей растений лежит свойство тотипотентности – способности клеток развиваться до целого организма. У животных это реализуется только в оплодотворенных яйцеклетках (за исключением некоторых видов кишечнополостных).
История развития
Первые попытки культивирования растительных тканей предпринимались немецкими учеными на рубеже XIX-XX вв. Несмотря на то, что они оказались неудачными, был сформулирован ряд идей, которые подтвердились в дальнейшем.
В 1922 г. В. Роббинс и В.Котте, независимо друг от друга, смогли вырастить кончики корней кукурузы и томатов на искусственной питательной среде. Детальная проработка техники культуры клеток и тканей началась в 30-е гг. XX в. Р. Готре и Ф. Уайт доказали, что при периодической пересадке тканевых культур в свежую питательную среду они могут расти неограниченно долго.
К 1959 г. в лабораторных условиях выращивалось уже 142 вида растений. Во второй половине XX в. началось также использование диспергированных (разобщенных) клеток.
Типы исследуемого материала
Различают 2 основных вида культур тканей растений:
- Получаемые без разрушения и сохраняющие характерные особенности, присущие живому организму.
- Извлекаемые в результате расщепления (химического, ферментативного или механического) из первичной ткани. Могут формироваться из одной или нескольких клеточных культур.
По способу выращивания выделяют следующие методы:
- на «кормящем слое», при котором вещество, стимулирующее рост тканей, выделяют делящиеся клетки того же вида растений;
- с использованием ткани-«няньки», которая находится рядом с культивируемыми клетками;
- применение питательной среды от обособленной делящейся клеточной группы;
- выращивание отдельных единичных клеток в микрокапле, насыщенной по составу.
Культивирование из отдельных клеток сопряжено с определенными трудностями. Для того чтобы искусственно «заставить» их делиться, они должны получать сигнал от соседних, активно функционирующих клеток.
Одним из основных видов тканей для физиологических исследований служат каллусные, возникающие при неблагоприятных внешних факторах (обычно при механическом травмировании). Они обладают способностью к утрате специфических характеристик, присущих исходной ткани. В результате клетки каллуса начинают активно делиться и образуются части растения.
Необходимые условия
Успешность метода культуры тканей и клеток зависит от следующих факторов:
- Соблюдение стерильности. Для проведения пересадок применяются специальные боксы с подачей очищенного воздуха, оснащенные ультрафиолетовыми лампами. Асептической обработке должны подвергаться инструменты и материалы, одежда и руки персонала.
- Использование специально подобранных питательных сред, содержащих источники углерода и энергии (обычно сахароза и глюкоза), микро- и макроэлементы, регуляторы роста (ауксины, цитокинины), витамины (тиамин, рибофлавин, аскорбиновая и пантотеновая кислота и другие).
- Соблюдение температурного (18-30° С), светового режима и влажности (60-70 %). Большинство каллусных культур тканей выращивают при рассеянном свете, так как они не содержат хлоропластов, но для некоторых растений требуется подсветка.
В качестве питательных сред в настоящее время применяют готовые коммерческие составы (Мурасиге и Скуга, Гамборга и Эвелега, Уайта, Као и Михайлюка и другие).
Достоинства и недостатки
Преимуществами метода культуры клеток и тканей являются:
- хорошая воспроизводимость полученных результатов;
- регулирование межклеточных взаимодействий;
- небольшой расход реагентов;
- генетическая однородность клеточных линий;
- возможность механизации процесса выращивания;
- контроль над условиями содержания клеток;
- низкотемпературное хранение живых культур.
К недостатком данной биотехнологии относят:
- необходимость соблюдения строгих условий асептики;
- нестабильность свойств клеток и возможность их нежелательного смешения;
- дороговизна химических реагентов;
- неполная равноценность культивируемых тканей и клеток в живом организме.
Применение
Метод культуры тканей используется для проведения исследований:
- процессов внутри клеток (синтез ДНК, РНК и белков, обмен веществ и влияние на него с помощью лекарственных препаратов);
- межклеточных реакций (прохождение веществ через клеточные мембраны, работа комплекса гормон-рецептор, способность клеток слипаться друг с другом, формирование гистологических структур);
- взаимодействия с окружающей средой (поглощение питательных веществ, заражение инфекциями, процессы зарождения и развития опухолей и другие);
- результатов генетических манипуляций с клетками.
Перспективными направлениями биологии и фармакологии, при развитии которых используется данная технология, являются:
- получение эффективных гербицидов, регуляторов роста для агрономических культур, биологически активных соединений для применения в производстве лекарственных препаратов (алкалоиды, стероиды и другие);
- направленный мутагенез, выведение новых гибридов, преодоление постгамной несовместимости;
- клональное размножение, которое позволяет получить большое количество генетически идентичных растений;
- выведение вирусоустойчивых и безвирусных растений;
- криоконсервация генофонда;
- реконструкция тканей, создание источников стволовых клеток (тканевая инженерия).
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.
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.