Покупка микроклонов растений: плюсы и минусы

К одному из направлений биотехнологии относится клонирование растений и животных. Полученные искусственным путем при делении клеток клоны полностью идентичны исходному организму. В отношении растений клонирование – это способ вегетативного размножения, которым давно пользуются садоводы. Получение нового растения из черенков, отростков, усов – не новинка, а проверенный временем способ. По сравнению с семенным размножением это наиболее быстрый и эффективный способ получения саженцев.

Что такое клонирование

В ядре заложена генетическая информация, в которой полностью собраны все данные о конкретном растении. Это дает возможность из небольшого ростка или клетки воспроизвести организм, который является клоном — точной копией исходного растения.

Черника образует новые кустики за счет боковых побегов. Из водных растений прекрасно клонирует себе подобных стрелолист обыкновенный, горизонтальные побеги которого распространяются по дну водоема. На прибрежных отмелях растет водокрас, образующий усы для продолжения рода.

Молодой побег, попадая в благоприятные условия, способен укорениться и дать начало новому растению. Для некоторых представителей фауны это наиболее оптимальный способ размножения, который помогает быстро расселиться, сохранить свой ареал и занять новые местообитания.

Многие виды растений занесены в Красную книгу:о и находятся на грани исчезновения. Восстановить растительный мир способен метод клонирования.

Получать клоны от редких растений и высаживать их в благоприятные природные условия – это один из вариантов увеличения их численности, шанс сохранить некоторые виды.

Плюсы и минусы получения клонов

Садоводы давно занимаются клонированием растений, поскольку этот метод обладает целым рядом преимуществ:

1. Клон является точной копией материнского растения, поэтому его основные черты и этапы развития предсказуемы.
2. Гровер обладает полной характеристикой экземпляров, полученных от исходной формы: генетика необходимого вида (сорта) сохраняется полностью.
3. Одно материнское растение способно за короткий промежуток времени «произвести на свет» множество идентичных ей проростков, что дает возможность последующих массовых посадок.
4. Клонировать сорт удобнее зимой, а весной высаживать в грунт жизнеспособные экземпляры, которые быстро набирают зеленую массу, становятся взрослым растением.
5. Отбираются экземпляры с высокими качественными характеристиками, которые впоследствии приносят отменный урожай, обладают высокой декоративностью или другими, не менее ценными качествами.

Из недостатков следует отметить:

1. Сохранение генетической информации. В природе происходят перестройки в хромосомном наборе, что в ряде случаев полезно растению. Оно приобретает выносливость, устойчивость к некоторым болезням, способность жить в изменившихся климатических условиях и другие черты. При клонировании генетические перестройки встречаются редко.
2. Выращенные в лабораторной практически стерильной среде, клоны плохо адаптируются в природе. Поселяясь «под открытым небом», они не способны заботиться о себе. Искусственно созданные экземпляры часто болеют: их атакуют вредители, болезни, они плохо переносят климатические изменения.

Для клонирования используются клетки апикальной меристемы (верхушки побегов или кончики корешков), которые способны к быстрому делению.

Сбалансированная по всем компонентам питательная среда поможет создать полноценное питание для растений. При нарушении гормонального баланса прекращается дифференциация клеток и происходит рост бесформенной клеточной массы или каллуса.

Поэтапное клонирование растений

1 этап

На начальном этапе клонирования действуем следующим образом:

• используем здоровые черенки без признаков заболеваний;
• молодой стебель длиной 10-20 см срезаем острым, чистым ножом;
• срез проводим под углом в 45 градусов;
• расположение стебля – место ответвления черенка от побега;
• нижние листья убираем, чтобы усилить рост корневой системы;
• накануне высадки срез обновляем;
• саженцы ставим в воду со сбалансированным рН=5,8-6,2.

Корни в обычной воде прорастают медленно: потребуется 1-2 недели, чтобы увидеть начало образования молодых корешков. Ускорить процесс помогут стимуляторы корнеобразования, а для этого черенки помещают в питательный раствор.

Обратите особое внимание на выбор корнеобразующего средства. В его состав входят витамины, гормоны, другие важные для роста компоненты.

От выбора зависит дальнейший рост растения или его гибель. Обратитесь к специалисту, который подскажет наиболее оптимальный вариант для конкретной растительной культуры.

2 этап

Укоренившиеся черенки помещают в гидропонную систему. Один из вариантов – аэропонная система-пропагатор X-Stream 40. Гидропонная система любого типа не относится к «дешевым удовольствиям», но ее правильное использование окупается довольно быстро. Гровер будет получать значительное количество высококлассных саженцев для продажи или своих потребностей.

Клоны размещают в камере увлажнения со специальными выемками. Корневая система постоянно орошается питательным раствором. Температура и влажность устанавливается разово, а затем ее нужно просто контролировать.

Когда корни сформированы, важно создать оптимальный баланс питательных веществ, чтобы черенок превратился в крепкое, молодое растение. Достаточное количество тепла и света довершат процесс.

При клонировании растений создаются следующие условия:

1. Освещение на протяжении суток. Подойдут энергосберегающие или флюоресцентные лампы, обладающие широким спектральным диапазоном. Чтобы контролировать время освещения применяют таймеры для ламп.
2. Уровень увлажненности – в пределах 80%.
3. Средний температурный диапазон составляет +22-+25 °С, но он может меняться, исходя из конкретного вида растения. Тепловой режим необходимо постоянно контролировать.

Даже при правильном уходе надеятся на 100% результат бессмысленно, поэтому изначально нужно использовать значительное количество растительного материала.

Полезно установить рядом с клонами панели белого цвета. Процесс клонирования ускоряется, так как белая поверхность отражает широкий спектр цвета, необходимого для фотосинтеза и укоренения.

Клонированные деревья

Получение «лесов в пробирках» — важная задача, которая не отностися к разряду легких. Чтобы сохранить лесной генофонд и приумножить его, биотехнологи создают лаборатории по выращиваю деревьев-клонов.

Например, в Институте Леса НАН, в лаборатории генетики и биотехнологии выращивают клоновые леса и рощи. Их цель – изучить необходимые условия, чтобы ускорить процесс восстановления лесов, ведь для получение дерева и травянистого растения требуется разный временной промежуток.

Примеры клонирования – на лабораторных полках. В пробирках, in vitro, находятся разного возраста хвойные и широколиственные лесные саженцы.

Элитный побег разделяют на множество частей и выращивается на питательной среде в оптимальных условиях:

• влажность – 50%;
• температура – 23 °С;
• интенсивность освещения – 5000 люкс.

Сформированные саженцы попадают на плантации, где происходит их акклиматизация. Такие работы проводятся в промышленных масштабах. В специально оборудованных, огромных боксах массово выращивают саженцы лиственных и древесных пород, которые дают начало большому количеству древесных пород.

Просчитан экономический эффект при клонировании лесов. Это не только лесные массивы, дающие кислород. Осины и березы используют в качестве топлива, а ясень, дуб и липа пригодятся в мебельной и строительной отрасли.

Клонирование дает шанс на укоренение и получение саженцев редких, экзотических растений. Это возможность сохранение растительного генофонда планеты.

Использование в частных хозяйствах дает возможность использовать новые, продуктивные сорта, которые сложно или долго  размножаются другими способами.

Решив использовать метод клонирования, необходимо взвесить все плюсы и минусы процесса, досконально изучить его и только затем приступать к делу.

Микроклональное размножение растений – флора питомник – плодовый и садовый питомник растений, продажа саженцев и рассады на весну 2021

Заводя ту или иную плодовую культуру, каждому из нас хочется застраховаться, чтобы не получить зараженное болезнями и вредителями растение, которое не только не порадует хорошим урожаем, но и заставит долгие годы (если, конечно, выживет) ждать первых плодов. Есть ли выход?

— Есть, — уверенно отвечает старший научный сотрудник отдела биохимии и биотехнологии растений Центрального ботанического сада НАН Беларуси Вероника Филипеня. — Это растения, полученные путем клонального микроразмножения. Обычно культуры размножают семенным и вегетативным способами.

Но у каждого из них есть как свои преимущества, так и недостатки. Главный минус семенного размножения — генетическая пестрота получаемого посадочного материалa и длительный ювенильный период (то есть период до цветения и плодоношения).

При вегетативном размножении ничего этого нет, но, увы, эффективность получения саженцев некоторых видов и сортов очень низкая.

К тому же не всегда удается получать стандартный посадочный материал из–за возможного накопления инфекции в исходных растениях и переноса ее в укореняемый черенок. Сложно размножать растения и прививками.

— В чем новизна клонального микроразмножения?

— Это принципиально новый метод вегетативного размножения в условиях in vitro, то есть в пробирке. Он основан на способности изолированных частей растения, помещенных на определенные питательные среды, восстанавливать недостающие органы и таким образом регенерировать целый организм.

Можно использовать клетки почти любых органов и тканей растения — зародыша, листа, стебля, семядолей, чешуек и донца луковицы, сегментов корней и зачатков соцветий. Главное — подобрать соответствующие питательные среды и условия стерилизации, чтобы избавить растительную ткань от инфекции.

Клональное микроразмножение (можно сказать «клонирование») подразумевает получение растений, генетически идентичных исходному экземпляру. Первоначально слово «клон» (англ.

cloning — «веточка, побег, отпрыск») стали употреблять для обозначения группы культур (например, плодовых деревьев), полученных вегетативным способом размножения от одного растения. Сам же процесс получения таких потомков назвали клонированием.

Пионером клонального микроразмножения считают французского ученого Жана Мореля, который в 1950–х получил первые растения в пробирках — регенеранты орхидей.

Уже к началу 1980–х клональное микроразмножение стало мощным направлением промышленного производства растений, быстро реагирующим на запросы рынка. Сегодня лидеры в этой области — Нидерланды, США, Индия, Израиль, Италия, Польша.

Схема клонального микроразмножения растений: I путь -активация развития существующих меристем; II путь – индукция возникновения адвентивных почек; 1 – выбор исходного экспланта; 2 – получение стерильной культуры; 3 – образование адвентивных почек на первичном экспланте; 4 – рост почек и формирование микропобегов; 5 – размножение микропобегов; 6 – укоренение микропобегов; 7 – депонирование растений-регенерантов; 8 – акклиматизация растений к грунту; 9 – высадка регенерантов в поле

При вегетативном размножении сохраняется генотип материнского растения и сокращается продолжительность ювенильного периода. Однако для большинства видов (в первую очередь для древесных пород) проблема вегетативного размножения остается до конца не решенной. Это обусловлено следующими причинами:

• -не все породы, даже на ювенильной стадии, могут размножаться вегетативным способом с требуемой эффективностью (дуб, сосна, ель, орехоплодные и др.);-
• -практически невозможно с помощью черенкования размножать многие виды древесных пород в возрасте старше 10—15 лет;
• -не всегда удается получать стандартный посадочный материал (возможность накопления и передачи инфекции);
• -трудоемкостью и сложностью операций при размножении взрослых (древесных) растений с помощью прививок;
• -неэффективностью разработанных технологий для получения достаточного количества генетически однородного материала в течение года.
• Достижения в области культуры клеток и тканей привели к созданию принципиально нового метода вегетативного размножения — клонального микроразмножения (получение в условиях in vitro (в пробирке), неполовым путём растений, генетически идентичных исходному экземпляру). В основе метода лежит уникальная способность растительной клетки реализовывать присущую ей тотипотентность, то есть под влиянием экзогенных воздействий давать начало целому растительному организму
• –В чем преимущества клонального микроразмножения перед другими методами?

– В первую очередь оно позволяет получить генетически однородный, оздоровленный (свободный от инфекций, в том числе вирусных) посадочный материал.

Это и производство огромного числа растений (генетических копий) из минимального количества исходного материала, и круглогодичное размножение, и планирование выпуска продукции к определенному сроку, а также возможность размножения растений, трудно размножаемых традиционными способами… Для некоторых видов растений с одного исходного черенка, высаженного в пробирку, за год можно получить до 1 млн саженцев. Такого результата никогда не достичь обычными методами. Быстрое клонирование растительного материала in vitro также позволяет сократить селекционный процесс до 3 — 4 лет вместо 10 — 12 и достаточно быстро получить новые высокопродуктивные сорта.

 Первые достижения в области клонального микроразмножения были получены в конце 50-х годов XX столетия французским ученым Жоржем Морелем, которому удалось получить первые растения-регенеранты орхидей. Успеху Ж.

Мореля в микроразмножении способствовала уже разработанная к тому времени техника культивирования апикальной меристемы растений в условиях in vitro.

Как правило, исследователи в качестве первичного экспланта использовали верхушечные меристемы травянистых растений: гвоздики, хризантемы, подсолнечника, гороха, кукурузы, одуванчика, салата и изучали влияние состава питательной среды на процессы регенерации и формирования растений. Ж.

Морель в своих работах также использовал верхушку цимбидиума (сем. орхидные) состоящую из конуса нарастания и двух-трех листовых зачатков, из которой при определенных условиях наблюдал образование сферических сфер — протокормов.

Сформировавшиеся протокормы можно было делить и затем культивировать самостоятельно на вновь приготовленной питательной среде до образования листовых примордиев и корней. В результате им было обнаружено, что этот процесс бесконечен и можно было получать в большом количестве высококачественный и генетически однородный, безвирусный посадочный материал.

В России работы по клональному микроразмножению были начаты в 60-х годах в лаборатории культуры тканей и морфогенеза Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева РАН. Под руководством чл.-корр. РАН, академика РАСХН Бутенко Р. Г.

были изучены условия микроразмножения картофеля, сахарной свеклы, гвоздики, герберы, фрезии и некоторых других растений и предложены промышленные технологии.

Таким образом, первые успехи в клональном микроразмножении связаны с культивированием апикальных меристем травянистых растений на соответствующих питательных средах, обеспечивающих в конечном итоге получение растений-регенерантов. Однако область применения микроразмножения разнообразна и имеет тенденцию к постоянному расширению.

Это в первую очередь относится к размножению in vitro взрослых древесных пород, особенно хвойных, и использование техники in vitro для сохранения редких и исчезающих видов лекарственных растений. В настоящее время в этом направлении наметился положительный сдвиг.

Первые работы по культуре тканей древесных растений были опубликованы в середине 20-х годов XX столетия и связаны с именем французского ученого Готре.

В них сообщалось о способности камбиальных тканей некоторых видов вяза и сосны к каллусогенезу in vitro. В последующих работах 40-х годов было выяснено о способности различных тканей вяза листового к образованию адвентивных почек. Однако дальнейший рост и формирование побегов авторами не были получены.

Лишь к середине 60-х годов Матесу удалось получить первые растения-регенеранты осины, которые были доведены до почвенной культуры. Культивирование тканей хвойных город in vitro долгое время использовалось как объект исследования.

Это было связано со специфическими трудностями культивирования ювенильных и тем более взрослых тканей, изолированных с растения.

Известно, что древесные, и особенно хвойные, характеризуются медленным ростом, трудно укореняются, содержат большое количество вторичных соединений (фенолы, терпены и другие вещества), которые в изолированных тканях окисляются различными фенолазами.

В свою очередь, продукты окисления фенолов обычно ингибируют деление и рост клеток что ведет к гибели первичного экспланта или к уменьшению способности тканей древесных пород к регенерации адвентивных почек которая с возрастом растения-донора постепенно исчезает полностью.

Однако, несмотря на все трудности, ученые все чаще используют в качестве объектов исследований различные ткани и органы древесных растений В настоящее время насчитывается более 200 видов древесных растений из 40 семейств, которые были размножены in vitro (каштан, дуб, береза, клен, осина, гибриды тополей с осиной, сосна, ель, секвойя и др.), а работы в этом направлении ведутся в научных учреждениях Москвы, Санкт-Петербурга, Воронежа, Уфы, Новосибирска, Архангельска, Киева, Одессы, Ялты и др.

— Каковы перспективы использования клонального микроразмножения растений?

— Этот метод давно вышел за рамки лабораторий и превратился в перспективное направление биотехнологии, направленное на масштабное производство декоративных, плодовых, ягодных, лесных и овощных культур. Уверена, что в ближайшее время в Беларуси клонирование in vitro станет основным способом получения качественного посадочного материала.

Подтверждением этому служит постепенно увеличивающееся количество создаваемых лабораторий клонального микроразмножения, в том числе частных.

А создание коллекций in vitro c использованием микроразмножения может стать важным инструментом поддержания биоразнообразия, сохранения и восстановления редких и исчезающих видов, занесенных в Красную книгу нашей страны.

1. Процесс клонального микроразмножения можно разделить на четыре этапа:
2. -выбор растения-донора, изолирование эксплантов и получение хорошо растущей стерильной культуры;
3. -собственно микроразмножение, когда достигается получение максимального количества мериклонов;
4. -укоренение размноженных побегов с последующей адаптацией их к почвенным условиям, а при необходимости депонирование растений-регенерантов при пониженной температуре (+ 2°, + 10 °C);
5. -выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к реализации или посадке в поле.
6. — Какие культуры сегодня можно размножать в пробирках?

— Технологии клонального микроразмножения разработаны более чем для 2.400 видов и сортов растений.

В мировой практике этот метод широко используется в производстве безвирусного посадочного материала ряда важных сельскохозяйственных, в том числе технических (сахарная свекла, хмель, табак), овощных (томаты, картофель, огурцы, перец), плодовых (яблоня, слива, вишня, груша), ягодных (малина, смородина, голубика, земляника) и цветочно–декоративных (гвоздика, хризантема, роза, гербера) культур.

— С чего начинается процесс клонального размножения?

— С выбора исходного (донорного) растения и его части (то есть экспланта), которая в дальнейшем будет использоваться для размножения. Эксплант отделяют, стерилизуют и помещают на питательную среду. Ее состав подбирается для каждого вида, а в большинстве случаев — и сорта растений. Используют как твердые, так и жидкие питательные среды.

При этом, кроме минеральной основы культуральных сред, внимание уделяется и регуляторам роста, особенно фитогормонам. В качестве питания используются различные углеводы: сахароза, глюкоза, фруктоза…

А затем с учетом естественных условий произрастания при культивировании in vitro для растений устанавливают определенный температурный режим, интенсивность освещения и фотопериод.

— А как происходит оздоровление посадочного материала?

— Оно начинается со стерилизации экспланта в асептических условиях бокса и с обработки ткани антибиотиками. Но таким образом удается освободиться в основном от бактерий, грибных инфекций и нематод.

Вирусы, вироиды, микоплазмы все равно остаются в тканях инфицированных растений. Именно из–за вирусных болезней и погибает от 10 до 50% урожая сельскохозяйственных культур, размножающихся вегетативно.

Если генетические тесты подтверждают наличие вирусов в клетках растений, то проводится термо– и химиотерапия в культуре in vitro.

— Зависит ли эффективность клонального размножения от возраста растения, с которого взят эксплант?

— Конечно. Чем старше растение, тем оно более инфицировано и у него более низкий регенерационный потенциал. Важно и время года.

При изолировании экспланта происходит механическое повреждение тканей, сопровождаемое резким усилением интенсивности биосинтеза фенольных соединений и их ферментативным окислением, в результате которого образуются токсические хиноны, вызывающие некроз и гибель экспланта. Больше всего фенольных соединений образуется в растениях летом и осенью.

При разработке метода микроклонального размножения сотрудниками нашего ботанического сада было установлено, что большим регенерационным потенциалом у сортов голубики высокорослой и рододендронов обладают ювенильные, а у сортов брусники обыкновенной — зрелые части растений.

Вот, к примеру, как проходит клональное размножение голубики по методике, разработанной в нашем ботаническом саду. На первом этапе идет отбор и оценка исходных растений. Здоровые с доказанной сортовой принадлежностью используют как источник эксплантов. Получение стерильной культуры голубики лучше всего проводить с февраля по август.

Экспланты (кусочки побегов с двумя пазушными почками) отделяют, выдерживают в течение 30 минут в стерилизующем растворе и высаживают на специально подобранные для первого этапа питательные среды. Через 2 — 4 недели из пазушных почек начинают развиваться новые побеги.

Главная задача второго этапа — массовое размножение стерильных растений. Для увеличения эффективности размножения побеги черенкуют и пересаживают на среду другого состава, подобранную специально для тиражирования растительного материала. Такое черенкование проводят до тех пор, пока не получится необходимое количество саженцев.

На третьем этапе побеги укореняют. Это можно сделать как в пробирках, так и в почвенном субстрате. Растения с хорошо развитой корневой системой осторожно вынимают из колб или пробирок.

Корни отмывают от остатков питательной среды и высаживают в почвенный субстрат (нераскисленный торф или смесь торфа и перлита (3:1), предварительно простерилизованный в автоклаве. Для стимуляции образования корней используют различные гормоны, такие как ауксин или индолилмасляная кислота в концентрации 0,5 — 1 мг/л.

Длительность корнеобразования, как правило, составляет 3 — 6 недель. Чтобы растения не пересыхали, их укрывают пленкой на 10 — 14 дней для поддержания высокой влажности. Емкости с растениями ставят в теплицу, в которой можно регулировать температуру, свет и влажность. Для лучшего роста хорошо бы создать и условия искусственного тумана.

На четвертом этапе микрорастения приучают к обычным условиям роста. Пересадка растений–регенерантов в субстрат — ответственный этап, завершающий процесс клонального микроразмножения. Лучшее время для пересадки пробирочных растений — весна и лето.

По мере роста растения рассаживают в емкости побольше со свежим субстратом. И выращивают в соответствии с агротехникой данной культуры. Если растение прижилось и начало расти, то заложенного в нем в лаборатории здорового потенциала хватит на долгие годы. Поэтому не стоит бояться приобретать саженцы, выращенные в пробирке.

В нашем садовом центре вы можете приобрести саженцы голубики, полученные микроклональным способом.

Черенкованные саженцы голубики или invitro: отличия и особенности

На сегодняшний день, саженцы голубики получают двумя методами: черенкование и invitro. Черенкование – заготовка черенка, те части материнского куста, после чего производится его укоренение и, в последующем, формируется полноценное растение. Invitro (инвитро) – микроклональное размножение в лаборатории, путем выращивание растение не из черенка, а из клеток, молекул материнского растения.

Плюсы и минусы черенкованных саженцев голубики

Каждый должен определить для себя самостоятельно, какой вариант использовать на плантации или приусадебном участке, тк у каждого метода есть как преимущества, так и недостатки.

Преимущества черенкованных саженцев:

• Точная копия материнского растения

Вы взяли черенок от саженца голубики Блюкроп. В процессе укоренения, не произойдет никаких изменений вида, вырастет тот же сорт, что и был взят.

• Низкая вероятность спонтанной мутации

Взяв 1000 черенков от саженца определенного сорта, вы будете точно знать, что сорт тысячного будет идентичен тому, что и был взят первым.

• Более быстрое плодоношение (растет один побег быстро и ветвится)

Черенкованные саженцы развиваются линейно: сперва один побег пошел активно в рост, начал ветвиться, через год – второй побег и тд. Но изначально все силы куст отдает одному побегу, а не выгоняет множество мелких.

Недостатки черенкованных саженцев:

• низкая производительность

Ввиду того, что в активный рост идет лишь один побег, урожай мы видим быстрее, но он более скуден.

• риск материнских заболеваний (такие же болезни, как и у материнского растения)

Будьте уверены, что если материнский куст голубики был заражен какими-то болезнями, вирусными или грибковыми, то они же будут и у взятого черенка, из которого мы растим саженец.

Конечно, это актуально лишь в том случае, если вирус или споры проникли в тот кусочек, который вы использовали в качестве черенка.

Если фермерское хозяйство голубики выращивает саженцы из “мусора”, те из тех веток, которые обрезает ежегодно при санитарной обработке, то о каком качестве саженцев можно разговаривать?

Для производства саженце должны использоваться здоровые, сильные и крепкие материнские растения, которые дают урожай не ягодой, а черенками.

Плюсы и минусы саженцев голубики invitro

Основные преимущества саженцев, полученных инвитро:

• чистый посадочный материал

Если фермер-производитель, а не перекуп, который дорастил чей-то посадочный материал, то саженцы будут лишены всяческих болезней, тк их производством занимается лаборатория, на клеточном уровне берут только здоровый материал, из которого растят голубику.

Свежие ягоды голубики растут образуются на побегах третьего-четвертого порядка.

Следуя логике, если 5-6 побегов начнут ветвиться, то будет гораздо больше ягодок, чем на черенкованных, на которых лишь один мощный побег, который будет ветвиться.

Но, учитывая тот факт, что сил у куста не так мало, а побегов много и ягоду нужно давать, ее качество будет оставлять желать лучшего, те будет мелкая.

Недостатки микроклонального размножения:

• генетическая нестабильность из-за фитогормонов

Лаборатория взяла для клонирования саженец голубики Денис Блю, воспроизвела его 1000 раз.

С каждым новым саженцем, так или иначе, могла произойти какая-то генетическая мутация: видоизмениться форма листа, размер куста, его показатели зимостойкости и т.д.

По факту, с каждым новым клонированием мы получаем не исходный сорт, а новый, уникальный, которого еще раньше не было.

• медленно вступает в период плодоношения

Мы уже выяснили, что саженцы invitro растут всеми побегами равномерно, те 5-6 побегов сразу, а не 1-ин мощный, как при черенковании. На это куст тратит много сил, а значит и ветвится начнет позже, значит и первая ягода будет позже.

Инвитро или черенки: наше мнение, опыт и взгляды

Для себя мы однозначно выбрали стратегию работы с черенкованными саженцами. Во-первых, мы черенкуем саженцы самостоятельно. На плантации есть четкое разграничение кустов на ягодные, с которых мы получаем урожая ягод голубки, а есть для черенкования – ягода здесь вторична, срезаем крепкие, сильные, красивые побеги для дальнейшего укоренения.

Во-вторых, важно понимать, что из 5-6 побегов, которые выгонит куст инвитро, останется лишь 2-3, тк проводить обрезку голубики нужно , чтобы стимулировать рост куста, ягода на этих побегах будет слабая, тк сами ветки тонкие и хлипкие. Если утрировать, те ветки, 5-6 штук, которые будут активно развиваться, нам надо будет рано или поздно вырезать. Так в чем смысл этого “интенсивного” роста, если мы это рост все равно вынуждены будем пресечь?

А черенок мы сразу развиваем так, как нам нужно, вырезая слабые побеги, формируя куст так, как хотим.

Ну и решающий фактор – цена. Учитывая сроки ожидания, качество и количество урожая и стоимость, по которой саженцы инвитро продаются сейчас, затея становится нерентабельной априори.

Возможно, изначально, мы думали, что саженцы invitro неплохо было бы приобретать для высадки на приусадебных участках, чтобы 4-6 лет ждать первого нормального урожая, но, потом подумали, а зачем это делать, если разумнее купить 3-4 летний черенкованный саженец и через 1-2 года получить мощный, качественный урожай?!

Стоит понимать, что это лишь наше субъективное мнение, видение и стратегия, как поступать вам – решение всегда только за вами!

Микроклональное размножение растений для непрерывного производства посадочного материала

Крошечные кусочки листа, побега или другой части растений (экспланты) культивируют на специально подобранной питательной среде в стерильных  условиях (Рисунок 1). Затем микрорастения черенкуют и укореняют уже на среде другого состава.

Далее следует очень важный этап адаптации, в ходе которого нежные растительные клоны приучают к жизни в условиях атмосферы и почвогрунта. Теоретически все растения могут быть подвергнуты микроразмножению, но на практике лабораторные протоколы (точные методики с четко определенными составами сред и другими условиями) для многих растений не разработаны.

Часто требуются серьезные исследования, чтобы выяснить, как именно размножать определенные культуры микроклональным путем.

Рисунок 1. Схема процесса микроклонального размножения растений в декоративном и сельскохозяйственном растениеводстве: 1 – стерилизация эксплантов, 2 – культивирование в стерильных условиях, 3 – микрочеренкование, 4 – укоренение, 5 – повторное размножение, 6 – адаптация микроклонов, 7 – высадка в грунт

Почему микроклональное размножение растений – удобный и широко используемый в мире подход для применения в сельскохозяйственном производстве? Этот способ имеет ряд серьезных преимуществ перед традиционным размножением семенами или черенкованием:

• Получение генетически однородного посадочного материала;
• Радикальное оздоровление растений путем удаления возбудителей вирусных, грибных, бактериальных и других инфекций;
• Высокий коэффициент размножения, а значит быстрое получение большого количества посадочного материала;
• Возможность проведения работ в круглогодичном режиме.

Благодаря своим особенностям микроклональное размножение растений подходит для решения специфических задач сельскохозяйственного растениеводства и садоводства:

• Получение промышленных объемов посадочного материала новых растений, выводимых на рынок селекционерами. Когда результатом селекции является только одно или буквально несколько растений, могут потребоваться годы, чтобы «нарастить» запасы и вывести сорт на рынок. С использованием микроклонального размножения, скорость культивирования может быть увеличена в десятки раз.
• Размножение растений, которые трудно размножать традиционными способами. Орхидеи – пример комнатных растений, сравнительно низкая рыночная стоимость которых, достигнутая на современном этапе, частично объясняется использованием микроразмножения этих медленнорастущих растений.
• Получение оздоровленного посадочного материала. Так как экспланты стерилизуются перед культивированием и до момента адаптации все операции проводятся в асептических условиях, микроклоны освобождены от возбудителей вирусных, бактериальных и грибных заболеваний. Доступность мини-клубней безвирусного сортового картофеля для садоводов была достигнута именно в результате применения микроклонального подхода для размножения исходных растений.
• Размножение растений определенного сорта, интересующего сельхозпроизводителя. Есть примеры, когда фермеры обращаются для введения в культуру и производства посадочного материала полюбившихся сортов овощных, плодовых, ягодных культур в промышленных масштабах (Рисунок 2).

Рисунок 2. Микроклональное размножение земляники садовой определенных сортов с получением посадочного материала для промышленного культивирования

• Массовое выращивание растений с заданными качествами: микроразмножение иногда используется для получения растений с более высокой скоростью роста (которую также связывают с более низким содержанием возбудителей болезней растений в искусственно выращенном материале), образующих более компактные кусты и др.

            В России сегодня работает меньше десятка предприятий, специализирующихся на микроклональном размножении растений и адаптации микроклонов. Потребности рынка при этом очень велики.

При наличии квалифицированных кадров, необходимого оснащения биотехнологической лаборатории и при умелой организации процесса микроклональное размножение может стать частью технологического процесса непрерывного производства посадочного материала для сельхозпроизводителей и садоводов. 

Анциферов Д.В., Лукьянова Е.А., Ивасенко Д.А.

ООО «Дарвин»

Читайте и смотрите также:

Микроклональное размножение растений: плюсы и минусы технологии

2col

В лекции была подробно рассмотрена историю и научные основы методов размножения растений in vitro: фитогормоны,  применяемые при микроразмножении, принципы формирования питательных сред, основные  этапы получения посадочного материала и наиболее перспективные культуры. После лекции были рассмотрены вопросы сохранения сортовых признаков при культивировании растений in vitro.

Что же такое клонирование? Чтобы это понять, нужно знать, что же такое “клон”.

• Клон – вегетативный потомок особи, генетически подобный исходному.
• Сорт (для многолетних растений) – клон от особенно удачного родителя.
• Самые распространенные методы клонирования (размножения):

• вегетативное размножение – деление куста
• черенкование стеблевыми черенками
• прививка
• корневые черенки
• листовые черенки
•  части листовой пластины
• клетками растения

1. Гормоны, необходимы растениям, чтобы контролировать свое развитие:
2. Ауксины – скапливаются в точках роста Цитокенины – в кончиках корней.
3. Для стимуляции роста корневой системы растениям нужно добавлять ауксин, а для наравщивания листовой массы – цитокинин.
4. Медь – токсична для растений и угнетает их рост и развитие.
5. Методы клонального микроразмножения
6. Существует много методов клонального микроразмножения, а также различных их классификаций. Согласно одной из них, предложенной Мурасиге в 1977 году, процесс можно осуществлять следующими путями:

1. Активация пазушных меристем.
2. Образование адвентивных побегов тканями экспланта.
3. Возникновение адвентивных побегов в каллусе.
4. Индукция соматического эмбриогенеза в клетках экспланта.
5. Соматический эмбриогенез в каллусной ткани.
6. Формирование придаточных эмбриоидов в ткани первичных соматических зародышей (деление первичных эмбриоидов).

• Для осуществления процесса был получен экспериментальным путем (на основе размножения табака) состав среды Мурасиге-Скуго.
• Позволяет преодолеть барьер нескрещиваемости и соединив клетку одного растения с клеткой другого получить соматические гибриды.
• Для чего же нужна биотехнология in vitro

• производство каллюсной массы в биореакторах (суспензионная культура) дает возможность получить в большом объеме вещества, содержащиеся в растениях. Например биотехнологический жень-шень, такосл (противораковое вещество) из тиса и т.п.
• корневая культура

Размножение in vitro

• получения искусственных семян (например, оздоровленный картофель, семена которого можно использовать в течение 3 лет, далее следует возобновлять посадочный материал)
• для получения большого количества “здорового” от вирусов материала
• размножение новинок селекции
• криосохранение (возможность сохранить редкие растения для будущих поколений)

Одним из условий успешного размножения является СТЕРИЛЬНОСТЬ

• материал подвергают стерилизации в растворе 5-7% перикиси водорода или в растворе хлора, после чего 2-3 раза промывают водой и высаживают в пробирки на питательную среду
• среда для размножения должна быть стерильна

Микроклональное размножение – имеет сложный технологический цикл, позволяющий работать в условиях международного разделения труда, а именно:

1. Интродукция боковых побегов с использованием богатой углеводами среды.
2. Отделение / укоренение в среде с добавлением ауксинов и сниженным содержанием сахара.
3. Выход из цикла: состояние покоя или адаптация растущих образцов к условиях вне пробирки (ex vitro).

Доращивание до товарного вида.

Культура меристем имеет преимущества:

• растения свободные от вирусов (снижение титра вирусов)
• оздоровление от различных инфекций
• повышение урожайности

Побочные эффекты:

• снижение способности к йотосинтезу
• активация вироидов (веретеновидность клубней картофеля)
• диспропорция между типами клеток у химер (окраска у химер может изменяться в процентном соотношении)
• сомаклональная вариабельность – 14-25% полученных растений несут отклонения от образца. Иногда это можно исправить последующим семенным размножением, но не всегда.

Например, сорт хосты Patriot был отобран при микроклональном размножении образцов хосты Loyalist.

Поскольку гормоны являются мутогенами, а среда для выращивания содерит гармоны, то при меристемном размножении большая вероятность утери сортовых признаков.