RrbE9C3cgXK241

Zdjęcie przedstawia sadzonkę figowca benjamina w butelce z brązowego szkła. Figowiec ten posiada zwisający pokrój oraz małe, skórzaste i błyszczące liście wyrastające z gałązek. Na listkach figowca występują dwa kolory - środek jest zielony, a brzegi białe. Liście mają kształt owalny. Sadzonka osadzona w butelce z wodą ma liczne korzenie.

Możliwość wegetatywnego rozmnażania roślin wykorzystywana jest w szczególności w rolnictwie i ogrodnictwie. W efekcie uzyskuje się rośliny potomne, w których utrwalone zostają pożądane cechy. W warunkach domowych jedną z najczęściej stosowanych praktyk klonowania jest ukorzenianie fragmentów roślin. Ze zdrowego okazu za pomocą ostrego narzędzia odcina się fragment rośliny, np. gałązkę z kilkoma liśćmi i stożkiem wzrostu. Takie pobrane z rośliny macierzystej sadzonki należy umieścić w naczyniu z wodą lub obficie podlanym podłożu. W ten sposób można pozyskać wiele egzemplarzy potomnych. Często ściętą końcówkę namacza się najpierw w ukorzeniaczu zawierającym syntetyczne hormony roślinne, które wspomagają naturalne powstawanie korzeni z tkanki kalusowej. Metoda ta nie jest jednak wystarczająco efektywna, by rozmnażać rośliny na szeroką skalę.

Rozwój technik klonowania wynika z odkryć w dziedzinie biotechnologii. W latach 50. XX w. po raz pierwszy przeprowadzono udane klonowanie całej rośliny (marchwi) z pozyskanych z rośliny macierzystej pojedynczych komórek. Było to możliwe dzięki Frederickowi Campionowi Stewardowi i jego studentom, którzy w 1958 r. odkryli, że z pojedynczych komórek można odtworzyć całą roślinę, identyczną pod względem genetycznym z osobnikiem macierzystym. Ponadto komórki te mogą dać początek wszystkim wyspecjalizowanym rodzajom komórek. Zdolność komórek do zmiany w inny typ określono mianem totipotencjalnościtotipotencjalnośćtotipotencjalności. Komercyjne metody rozmnażania roślin wykorzystują właśnie to zjawisko. Rośliny hodowane są w kulturach in vitrohodowle in vitroin vitro z użyciem sztucznego podłoża. Jest to tzw. rozmnażanie klonalnemikrorozmnażanie, rozmnażanie klonalnerozmnażanie klonalne lub mikrorozmnażanie – przedrostek „mikro-” wskazuje na niewielką ilość materiału pobranego z rośliny macierzystej, natomiast liczba uzyskanych w ten sposób roślin potomnych może być bardzo duża.

Na temat etapów klonowania roślin z wykorzystaniem mikrorozmnażania możesz przeczytać w e‑materiale Klonowanie roślinDrFSRyQVIKlonowanie roślin.

RVjkthx6wup9h

Zdjęcie przedstawia pędy winorośli w szklanych, przezroczystych, zroszonych kroplami wody butelkach. To hodowla in vitro. Pęd winorośli ma szerokie, siedmioklapowe liście.

Hodowle wykorzystujące mikrorozmnażanie są prowadzone na pożywkach zawierających składniki odżywcze oraz fitohormony, w ściśle kontrolowanych, sterylnych warunkach, wolnych od patogenów czy szkodników. Dzięki odpowiednim stężeniom fitohormonów stymuluje się wytwarzanie pędu i ukorzenianie kalusa. Można je przeprowadzić zarówno w warunkach in vitro (laboratoryjnych), jak i ex vitrohodowle ex vitroex vitro (czyli po przeniesieniu roślin z hodowli in vitro np. do hodowli ziemnych). W okresie od kilku do kilkudziesięciu tygodni otrzymuje się nowe rośliny i rozpoczyna ich adaptację do naturalnych warunków. Otrzymane po jej zakończeniu rośliny można przesadzić do doniczek z podłożem.

Mikrorozmnażanie sprawdza się zwłaszcza w przypadku produkcji roślin, które trudno uzyskać przez tradycyjne ukorzenianie lub których nasiona są drogie czy wolno kiełkują. W wielu przypadkach cykl rozmnażania ulega znacznemu skróceniu, a ponadto młode sadzonki mogą być długo przechowywane i łatwo transportowane w dużych ilościach (ok. 15‑kilogramowa paczka może zawierać aż 40 tys. młodych roślin!).

RMe0mrmlIbIia1

Zdjęcie przedstawia kwiat goździka pysznego. Ten kwiat o purpurowej cienkiej łodydze, ma pięć rozgałęzionych bladofioletowych płatków. Środek okwiatu jest śnieżnobiały. Łodyga nie ma liści.

Kultury in vitro sprzyjają szybkiemu i masowemu rozmnażaniu cennych gatunków i genotypów (np. u goździków z jednego merystemu można uzyskać 10 mln sadzonek).

Obecnie na świecie dzięki mikrorozmnażaniu produkuje się rocznie ponad 800 mln sztuk roślin, głównie ozdobnych (są to m.in.: róże – Rosa sp. , frezje – Freesia sp., hortensje – Hydrangea sp., goździki – Dianthus sp., gerbery – Gerbera sp. czy sagowce – Cycadopsida sp.). Metoda ta jest również wykorzystywana do rozmnażania drzew (w tym akacji – Acacia sp., jodły balsamicznej – Abies balsamea, morwy białej – Morus alba, sosny czarnej – Pinus nigra) oraz roślin użytkowych i leczniczych (bawełny – Gossypium sp., herbaty chińskiej – Camelia sinensis, kawowca – Coffea sp., kakaowca – Theobroma cacao, naparstnicy – Digitalis sp., nagietka lekarskiego – Calendula officinalis i żeń‑szenia – Panax ginseng).

Kultury roślinne in vitro mają także szerokie zastosowanie w:

• badaniach podstawowych;

• uwalnianiu roślin od patogenów;

• produkcji nowych odmian roślin w wyniku wprowadzenia obcego DNA do genomu komórki roślinnej;

• modyfikacjach genetycznych (dzięki temu można uzyskać klony roślin o pożądanych i wyselekcjonowanych cechach, np. drzew o zwiększonej odporności na warunki stresowe lub patogeny);

• pozyskiwaniu farmakologicznie czynnych metabolitów wtórnych (w skali przemysłowej przy pomocy kultur roślinnych in vitro pozyskuje się m.in. berberynę, geraniol i polisacharydy);

• wytwarzaniu nasion syntetycznych (składają się one z somatycznego zarodka i syntetycznej osłony spełniającej funkcję ochronno‑odżywczą);

• przechowywaniu i gromadzeniu zasobów genowych;

• produkcji odmian rzadkich, ginących lub chronionych itp. - rośliny takie można dzięki rozmnażaniu in vitro przywrócić do naturalnego środowiska.

Słownik