Klonowanie zarówno w świecie roślin, jak i zwierząt opiera się na uzyskaniu osobników potomnych identycznych pod względem genetycznym z organizmem macierzystym. Wiele roślin tworzy swoje klony naturalnie, rozmnażając się wegetatywnie na różne sposoby: rozłogi dają początek nowym kępom poziomek na śródleśnych polanach, kłącza umożliwiają szybkie rozrastanie się skrzypów na przydrożach, natomiast bulwy ułatwiają rozprzestrzenianie się topinamburu.

bg‑green

Klony naturalne

Rozmnażanie bezpłciowe, zachodzące poprzez klonowanie komórek w warunkach naturalnych, jest dość powszechne wśród roślin. U organizmów wielokomórkowych rozmnażanie bezpłciowe określa się jako rozmnażanie wegetatywne. Przebiega ono bez udziału gamet, przez podział organizmu rodzicielskiego na dwa lub więcej organizmów potomnych albo też przez wydzielenie w jego obrębie ich zawiązków. Organizmy potomne uzyskane w wyniku rozmnażania wegetatywnego są genetycznie identyczne z organizmem macierzystym.

bg‑green

Klony indukowane

Klonowanie roślin wykorzystywane jest w sadownictwie i ogrodnictwie, m.in. w postaci sadzonek i szczepień. Najczęściej proces ten przeprowadza się za pomocą fragmentacji i hodowli uzyskanych części roślin bądź wyprowadzania całych organizmów z pojedynczych komórek lub tkanek. Komórki pobrane od rośliny hoduje się na odpowiednich pożywkach zawierających substancje odżywcze i potrzebne do wzrostu hormony. W ten sposób uzyskiwane są tzw. kalusy, które mają zdolność różnicowania się i rozwijania w dojrzałe organizmy. Metodę tę nazywa się mikrorozmnażaniem (inaczej miropropagacją).

R1QOP0Ef0rx1T
Tkanka kalusowa tytoniu szlachetnego (Nicotiana tabacum).
Źródło: Igge, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑lime

Tkanka kalusowa

R12mV9Vib31T11
Kalus na pniu daglezji zielonej (Pseudotsuga menziesii).
Źródło: Krzysztof Ziarnek, Kenraiz, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

W warunkach naturalnych kalus (inaczej tkanka kalusowa, tkanka przyranna) to słabo zróżnicowana tkanka pojawiająca się u roślin w miejscu zranienia. Jest tkanką twórczą, co oznacza, że jej komórki mogą dawać początek innym tkankom: przy odpowiedniej stymulacji fitohormonamifitohormonfitohormonami możliwe jest uzyskanie z kalusa pędów, korzeni oraz innych organów roślinnych.

RTygRtXfW1eh01
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
bg‑green

Etapy mikrorozmnażania roślin

Poniżej został opisany przebieg mikrorozmnażania roślin na przykładzie skrętnika (Streptocarpus sp.) – rośliny ozdobnej pochodzącej z Afryki.

RBZf0LCVZyLCI
Skrętnik (Streptocarpus sp.) wytwarza rozetę długich, przewieszających się liści. Roślinę najłatwiej rozmnożyć przez ukorzenianie sadzonek liściowych. Powstają one z liści ciętych na pół wzdłuż nerwu głównego.
Źródło: Hazel, Flickr, licencja: CC BY-SA 2.0.
RwXvu925HCSXb1
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
REojvy7jzezb1
Podczas pierwszego i drugiego etapu mikrorozmnażania wykorzystuje się fitotrony. Są to pomieszczenia, w których eksplantaty oświetla się światłem o specjalnie dobranej długości fali (ludzie najczęściej widzą je jako światło różowe), aby mogły przeprowadzać fotosyntezę. Na zdjęciu fitotron w australijskim Plant Phenomics Facility (Zakładzie Fenomiki Roślin), wyposażonym w zaawansowane technologie do hodowli roślin.
Źródło: division, CSIRO, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.
bg‑gray2
Dla zainteresowanych

Do głównych metod mikrorozmnażania zalicza się: pobudzenie do rozwoju pąków bocznych, formowanie przez kalus pąków przybyszowych oraz embriogenezę somatyczną.

Pobudzenie do rozwoju pąków bocznych

Jest to najczęściej stosowana metoda. Polega na pobraniu z rośliny macierzystej: merystemów wierzchołkowych, merystemów pąków bocznych, wierzchołków pędów, pąków kwiatowych (bocznych) lub np. fragmentów pędów z węzłem, parą liści i pąkiem bocznym. Eksplantaty umieszcza się na pożywce z dodatkiem cytokininy, co umożliwia rozwój już istniejących i tworzenie się nowych pąków kątowych rośliny.

Formowanie przez kalus pąków przybyszowych

Metoda ta stosowana jest głównie u roślin, u których trudno uzyskać pąki boczne. Z rośliny macierzystej pobiera się te części, które wytwarzają pąki przybyszowepąk przybyszowypąki przybyszowe, np. łodygi, liście, kwiatostany, łuski cebulowe czy pędy kwiatowe.

Embriogeneza somatyczna

To proces biologiczny, podczas którego w warunkach in vitro z komórek wegetatywnych formują się zarodki roślin. Materiałem wyjściowym do produkcji takich zarodków mogą być np. fragmenty młodych liści, liścienie siewek czy igły roślin. W efekcie powstaje kompletna roślina z jednym lub dwoma liścieniami, epikotylemepikotylepikotylem i korzonkiem zarodkowym, inaczej niż w przypadku pozostałych metod, w których wytwarzanie korzeni zachodzi na kolejnych etapach procesu.

Słownik

auksyna
auksyna

hormon roślinny, który w zależności od stężenia wpływa na wzrost pędu i korzenia; przyspiesza m.in. rozwój pędu i liści, owoców i korzeni bocznych

cytokinina
cytokinina

hormon roślinny uczestniczący w regulacji podziałów komórkowych (cytokinezie), różnicowania i organogenezy; stymuluje kiełkowanie nasion i wzrost roślin, a hamuje procesy starzenia

epikotyl
epikotyl

łodyżka nadliścieniowa; odcinek łodygi rozpoczynający się nad liścieniami, sięgający do pierwszego liścia

fitohormon
fitohormon

regulator wzrostu roślin, czyli syntetyzowany przez roślinę związek chemiczny, który już w niewielkim stężeniu wpływa na jej funkcje życiowe

pąk przybyszowy
pąk przybyszowy

pąk, którego powstawanie związane jest z procesami regeneracji i wytwarzania się kalusa – tkanki, z której wyrasta; pąki przybyszowe mogą powstawać na dowolnych częściach rośliny (również liściach) i na różnych etapach jej rozwoju

pożywka MS
pożywka MS

najpopularniejsze podłoże do hodowli roślin w warunkach in vitro; składa się głównie ze składników mineralnych oraz witamin; jej nazwa pochodzi od początkowych liter nazwisk badaczy, którzy ją opracowali: Toshio Murashigego i Folke Skooga