Биотехнология - клонално размножаване срещу вегетативно размножаване
Статии за градинари и градинари
Дървета и храсти
Вредители и болести
Стайни растения
Биотехнология в помощ на градинаря
През последните години градинарите все по-често задават въпроса: наистина ли е възможно да се отгледат, да речем, моркови или друг зеленчук от малко парче, дори от една клетка? На този въпрос отговаря кандидатът на биологичните науки Н. Китаева, който се занимава пряко с биотехнологията на зеленчуковите култури.
Кой не мечтае да отглежда здрави растения без болести в своята градина, зеленчукова градина или нива? В края на краищата, добивът на такива растения, качеството на плодовете, зеленчуците или цветята, издръжливостта, устойчивостта на неблагоприятни метеорологични явления са много по-високи, отколкото при пациентите. За съжаление, когато отглеждаме вегетативно размножени растения (с помощта на грудки, луковици, резници, калеми или мустаци), е почти невъзможно да избегнем болестите. Патогените лесно се предават от родителските индивиди на тяхното вегетативно потомство, в което се натрупват в значителни количества с течение на времето, влошавайки насажденията с много инфекции, причинявайки сериозни заболявания. Не без причина при вегетативното размножаване се наблюдава израждане на сорта - толкова са се натрупали патогени.
Полезно е да запомните следните цифри: годишно в полетата от различни болести губим до 20-30% от реколтата от картофи и същото количество загива по време на съхранение на клубени. Мокро гниене, късна болест, вирусни заболявания - това са основните бичове, от които страдат картофите. Как да го избегнем?
Биотехнологиите се притекоха на помощ на градинарите. Отглеждане на малки парченца растителни тъкани (сегменти на листа, стъбло, пъпка, конус на растеж на издънка) върху изкуственв хранителна среда при стерилни условия могат да се получат напълно здрави растения и след това бързо да се размножат в епруветки. Преди засаждане изолирани части от растението се стерилизират повърхностно, убивайки бактерии, гъбички и нематоди. Култивирането при стерилни условия, предотвратяващи повторно заразяване, води до подобряване на сорта. Но много ботанически видове все още трябва да бъдат излекувани от вируси, които причиняват болести по земеделските култури. Това може да се постигне чрез култивиране в стерилни условия на върха на издънката, който се състои само от растежен конус и няколко листни примордии. Така от малка част от растението, която не съдържа вируси, получаваме индивид, свободен от вируси.
Размножаването на растения при стерилни условия с използване на изолирана тъканна култура е наречено "клонално микроразмножаване ". Терминът "клон" (в превод от гръцки - потомство) означава само, че растенията, получени в процеса на възпроизвеждане, са само част от родителското растение и генетично напълно го повтарят. Растения с много малки размери, не повече от 3-5 см, се получават в епруветки, следователно възпроизвеждането на такива малки растения се нарича също микроразмножаване. Клоналното микроразмножаване прави възможно получаването на голямо количество хомогенен посадъчен материал за кратко време. Скоростите на микроразмножаване достигат стотици хиляди растения годишно, което е няколко хиляди пъти по-високо, отколкото при използване на традиционниметоди за вегетативно размножаване.
Ако имате уникално рядко растение и искате не само да го запазите, но и да го размножите, то това може да стане с помощта на биотехнологиите. В крайна сметка, клоналното микроразмножаване позволявазначително съкращаване на процеса на селекция и размножаване на уникални форми за 2-3година вместо 10-12 години, необходими при конвенционалните подходи. Интересно и изключително важно е, че с помощта на тъканна култура е възможно да се размножават растения, които почти или изобщо не се размножават вегетативно. Микроразмножените екземпляри се характеризират с равномерност на растеж и узряване, едновременен преход към цъфтеж и плод, което е важно не само за механизирано отглеждане на растения.
Първата работа в областта на клоновото микроразмножаване е извършена в края на 50-те години и е свързана с името на Жорж Морел, френски учен, ръководител на лабораторията по физиология на растенията в Националния център за агрономически изследвания във Версай. Култивирайки при стерилни условия върха на издънка на орхидея с размер само 0,5 mm, той наблюдава образуването на сферични структури, наподобяващи модифицирани пъпки. Тези структури биха могли да се разделят, да се отгледат на изкуствена хранителна среда, да се разделят отново и от тях да се получат цели растения. Френските фирми за развъждане на орхидеи използваха този метод и много скоро орхидеите мериклон (както бяха наречени растенията от тези структури) се появиха на пазара на цветя в огромни количества, превръщайки орхидеята от скъпо и рядко цвете в широко разпространено растение.
Целият процес на клоново микроразмножаване се състои от няколко етапа:1. Изолиране на част от растението, нейната стерилизация и засаждане върху хранителна среда. На този етап е необходим внимателен контрол на стерилитета на получените индивиди, тъй като от това зависи дали в бъдеще ще отглеждаме наистина здрави екземпляри.2. Възпроизвеждане при стерилни условия.3. Вкореняване на размножени екземпляри.4. Пресаждане на растения в нестерилни условия, аклиматизация към нормални условия на отглеждане.
Всеки етап от размножаването изисква определена хранителна среда. И така, по време на размножаването към хранителната среда се добавят регулатори на растежа, които активират допълнителни пъпки, а на етапа на вкореняване към хранителната среда се добавят вещества от типа на хетероауксин, които допринасят за образуването на корени и растежа на растението във височина.
В нашата страна работата по подобряването на растенията по меристемния метод и клоновото микроразмножаване е започнала през 60-те години на миналия век в Института по физиология на растенията под ръководството на професор Р. Бутенко. Тук са разработени техники за микроразмножаване на картофи, захарно цвекло, карамфил, гербери, лимони, чай и много други растения. Интересът към клоналното микроразмножаване доведе до интензивно развитие на този метод в много селскостопански институти.
Сега са разработени техники за микроразмножаване за повече от 800 вида растения. Сред тях са такива важни култури като картофи, домати, краставици, ягоди, малини, редки лечебни растения като женшен. Напоследък голямото внимание на изследователите беше привлечено от клоновото микроразмножаване на горски дървесни видове, за които култивирането при стерилни условия все още представлява много трудности.
Често ме питат дали е възможно да се направимикроразмножаване у дома. Отговорът е недвусмислен: за извършване на работата е необходима биотехнологична лаборатория, оборудвана с модерно оборудване. Той, заедно с лабораторни помещения, в които са разположени автоклави, ламинарни кутии за стерилна работа, центрофуги, трябва да бъдат снабдени с климатични камери за отглеждане на епруветки с регулируемо осветление и фитопериод, стая за аклиматизация на епруветки.
Наскоро методимикроразмножаването стана широко използвано в търговските лаборатории за получаване на посадъчен материал за селскостопански и декоративни култури. Освен това в една лаборатория могат да се размножават различни растения: зеленчукови, декоративни и плодови. Освен това в същата лаборатория могат да се размножават растения, чието традиционно отглеждане е ограничено до напълно различни климатични зони. Наистина, в камери с изкуствен климат, където температурата се поддържа постоянно на 20-25 °, 16-часов фотопериод и относителна влажност от 70%, топлолюбивите лимони, грозде и растения от северните ширини също се чувстват добре.
Н. Китаева, кандидат на биологичните науки