Kwa kila mtunza bustani, awe mtaalamu au ambaye ni mtaalamu, ni muhimu kujua jinsi ya kueneza upanzi wako. Kuna njia nyingi, na moja ya kuvutia zaidi na yenye ufanisi ni njia ya micropropagation. Ni nini, jinsi inavyofanya kazi na hekima yake yote kuu - katika nyenzo zetu.
Hii ni nini?
Hebu tuanze na jambo muhimu zaidi. Katika maneno "uzazi wa microclonal" neno la pili ni wazi kwa kila mtu, lakini la kwanza - tu kwa wasomi. Hebu tufafanue hali hiyo. "microclonal" ni nini?
Kuzungumza kwa maneno ya kisayansi "smart", hii ni spishi ndogo maalum ya uenezi wa mimea kwa kutumia mbinu inayoitwa "in vitro" (in vitro), ambayo inafanya uwezekano wa kupata mimea kwa muda mfupi. Tutaelewa kwa uwazi zaidi na kwa undani zaidi, na kwa hili tunakumbuka kwanza uenezaji wa mimea ni nini, na kuelezea maana ya neno "invitro".
Katika nyika ya kisayansi
Kutoka kozi ya shuleKatika biolojia, tunajua kwamba mimea inaweza kuenezwa kwa njia mbili: mbegu (tunapoeneza mbegu kwenye udongo) na mimea. Uenezi wa mimea ni usio wa kijinsia, hutokea kwa kutenganisha sehemu fulani kutoka kwa mmea wa wazazi. Kuchipua, kukita mizizi kwa vichipukizi, balbu za kupandikiza - yote haya ni uenezaji wa mimea.
Inaonekana kuwa kwa msaada wa mbegu ni rahisi zaidi kuongeza idadi ya mimea - hakuna shida kama hiyo. Hata hivyo, njia hii ina mapungufu machache kabisa; katika hali nyingine, haiwezekani kutumia mbegu kabisa - na njia ya mimea, faida isiyoweza kuepukika ambayo juu ya ile ya kwanza ni kuhifadhi jumla ya jeni la mmea wa mzazi, inabaki kuwa moja tu inayopatikana na inayofaa. Lakini kwa bahati mbaya, yeye pia ana mapungufu. Kwa mfano, ukosefu wa ufanisi unaohitajika (kwa mfano, katika mimea kama mwaloni, pine, na kadhalika), aina za miti "za zamani" (ambazo ni zaidi ya umri wa miaka 15) haziwezi kueneza kwa vipandikizi, taratibu hizo. ni kazi ngumu sana na hutumia nishati, mimea inayotokana haiwiani na kawaida na sampuli kila wakati (inaweza kuambukizwa) - na kadhalika.
Na ni kwa kesi hizi ambapo kuna teknolojia ya uenezi mdogo, ambayo, kama Chip na Dale, hukimbilia kuokoa. Kama ilivyoelezwa hapo juu, inafanywa kwa kutumia mbinu ya "in vitro", ambayo hutafsiriwa kutoka Kilatini kama "in vitro". Kwa hivyo, mbinu hii inafanya uwezekano wa "kuunganisha" kwenye "bomba la majaribio" mmea wenye jeni sawa nakama mzazi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba seli inaweza kutoa uhai kwa kiumbe kipya chini ya ushawishi wa mambo ya nje.
Teknolojia ya uenezaji mdogo bila shaka ina faida na hasara kadhaa. Tutazizungumzia baadaye.
Ni kipi bora kuliko uenezaji kidogo
Kwa wengi! Na kwanza kabisa, kutokuwepo kwa virusi na maambukizo katika mimea iliyopandwa (kwa sababu seli maalum hutumiwa kwa hili - huitwa seli za meristem, upekee wao upo katika mgawanyiko usio na mwisho na uwepo wa shughuli za kisaikolojia katika maisha yote). Pia, mimea "iliyotolewa" kwa njia hii ina kiasi cha juu cha uzazi, na mchakato mzima wa kuzaliana ni haraka sana. Kwa msaada wa teknolojia ya micropropagation, inawezekana kutekeleza utaratibu huu kwa mimea hiyo ambayo ni shida sana kufanya hivyo kwa njia za kawaida, za "jadi". Hatimaye, katika mbinu ya "in vitro", mimea inaweza kupandwa mwaka mzima, sio mdogo kwa muda wowote. Kwa hivyo kuna faida nyingi kwa mbinu kama hiyo. Na kabla ya kuzama katika kiini cha uenezi wa microclonal wa mimea, hebu tuguse historia kidogo ya kuibuka kwa njia hii. Nani alikuja na wazo hili na vipi?
Historia ya mbinu
Jaribio la kwanza la okidi lililofaulu lilifanywa na mwanasayansi Mfaransa katika miaka ya hamsini ya karne iliyopita. Wakati huo huo, mwanzoni hakujihusisha na mbinu ya "invitro" - ilitengenezwa mbele yake, na kwa mafanikio kabisa. Walakini, ni JeanMorel - ndio jina la mjaribu wa Ufaransa - aliamua juu ya jaribio kama hilo na akalifanya kwa mafanikio kabisa. Kazi zinazoelezea kuhusu mbinu hii zilionekana miongo kadhaa kabla yake - katika miaka ya ishirini ya karne iliyopita.
"Test tube clone" ya mmea wa miti - haswa aspen - ilipatikana katika miaka ya sitini. Ilibadilika kuwa ngumu zaidi kufanya kazi na kuni kuliko maua na aina zingine za mimea, hata hivyo, shida hizi zilishindwa baada ya muda fulani. Hivi sasa, zaidi ya aina 200 za miti kutoka kwa familia zaidi ya arobaini zinaweza kupatikana kwa njia ya "test-tube". Teknolojia ya uenezaji mdogo wa mimea inajihalalisha yenyewe na kuzaa matunda.
Mengi zaidi kuhusu mbinu
Kama unavyoweza kukisia, kuna hila nyingi katika ukuzaji na utumiaji wa uenezaji mdogo wa mimea. Kwa hiyo, kwa mfano, kuna hatua maalum za teknolojia hii, ambayo ni muhimu tu kufuata ili kupata matokeo yaliyohitajika. Unahitaji kuelewa kuwa kupuuza mlolongo wa vitendo au hatua fulani kunaweza kuleta sio matokeo ambayo mfugaji anategemea. Kwa hivyo, tutazungumza kuhusu hatua za mbinu hii zaidi.
Hatua za uenezaji mdogo wa mimea
Teknolojia hii inahusisha "hatua" nne katika njia ya kupata "clones" zinazotamaniwa. Tutajaribu kuzungumza juu yao bila kisayansi iwezekanavyo, kwani masharti ya teknolojia ya kibayoteknolojia bado sio jambo linaloeleweka zaidi kwa watazamaji wengi. NA,Kwa njia, tutaelezea mara moja moja ya maneno haya: kupandikiza - hivi ndivyo wanasayansi katika uwanja huu wanavyoita kiumbe kipya kilichotengwa na kiumbe cha mzazi. Yaani yule "guinea pig" ambaye atakuzwa zaidi.
Kwa hivyo, wacha tuendelee kwenye "hatua" zetu. Hatua ya kwanza ni chaguo la mzazi mwenyewe - au wafadhili. Suala hili linapaswa kushughulikiwa kwa uzito na uwajibikaji wa hali ya juu, kwa sababu ili kupata mmea mzuri, wenye nguvu na wenye afya, sisi na "asili" lazima tuchague moja sawa. Tufaha, kama unavyojua, halianguki mbali na mti.
Katika hatua hiyo hiyo, ni muhimu kutenga na kusawazisha vipandikizi, na kisha kupanga hali kama hizi ili ukuaji wa vipandikizi hivi katika mbinu ya "in vitro" hutokea kwa raha iwezekanavyo.
"Hatua" ya pili haikuweza kuwa rahisi - ni uzazi wenyewe. Inawezekana kwa mwezi na nusu, wakati vipandikizi vya mini tayari vimefikia ukubwa wa mbaazi na kuwa na kanuni za viungo vyote vya mimea. Hiyo, kwa upande wake, inafuatiwa na mizizi ya shina ambazo zilipatikana katika hatua ya awali. Inafanywa wakati mmea tayari umeunda mfumo mzuri wa mizizi.
Hatua ya mwisho ni kusaidia mimea kukabiliana na "maisha" kwenye udongo, kuikuza kwenye chafu, kisha kuipandikiza ardhini au kuiuza - kwa kusema, "kuondoka kwa ulimwengu mkubwa". Hatua hii, isiyo ya kawaida, ni ya muda mwingi na ya gharama kubwa, kwa sababu mara nyingi, kwa bahati mbaya, hutokea kwamba, mara moja kwenye udongo, mmea huanza.kupoteza majani, kuacha kukua - na kisha inaweza kufa kabisa. Haya yote hutokea kwa sababu mimea ya bomba la majaribio hupoteza maji mengi inapopandikizwa ardhini. Kwa hiyo, ni muhimu kuzuia uwezekano huo wakati wa kupandikiza - ambayo inashauriwa kunyunyiza majani na ufumbuzi wa maji wa 50% wa glycerini au mchanganyiko wa parafini. Hii lazima ifanyike katika kipindi chote cha urekebishaji. Kwa kuongeza, katika baadhi ya matukio, ni vyema kwa makusudi mycorrhize - yaani, kuanzishwa kwa bandia ya fungi kwenye tishu za mimea zinazoambukiza. Hii inafanywa ili mmea upokee virutubisho muhimu na vitu vya kikaboni iwezekanavyo, na pia kulindwa dhidi ya vimelea mbalimbali vya magonjwa.
Hizo ni hatua zote za uenezaji mdogo, ambapo, kama tunavyoona, hakuna kitu cha kimataifa au kisicho cha kawaida, hata hivyo, tunarudia kwa mara nyingine tena, tukio hili lote linahitaji uwajibikaji na umakini mkubwa.
Vipengele vya ushawishi
Mchakato wa uenezi mdogo, kama nyingine yoyote, huathiriwa na vipengele fulani. Hebu tuorodheshe, kwa sababu "unahitaji kumjua adui ana kwa ana."
- Aina, spishi na sifa za kisaikolojia za mmea mzazi - lazima iwe na afya njema, ukue sana, ikihitajika, kutibiwa kwa kukabiliwa na halijoto.
- Umri, muundo na asili ya mmea.
- Muda wa kulima.
- Ufanisi wa utiaji uzazi.
- Nchi nzuri ya kuzaliana.
- Homoni, chumvi za madini, wanga, vitamini.
- Joto namwangaza.
Unachohitaji kwa uenezaji midogo
Kuna hitaji moja muhimu sana kwa mimea ambalo litaenezwa kwa njia iliyo hapo juu - kando na ukweli kwamba lazima iwe na afya. Huu ni uhifadhi wa lazima wa utulivu wa maumbile katika hatua zote hapo juu. Sharti hili linatimizwa vyema na sifa kuu za apical, pamoja na vichipukizi kwapa vya asili ya shina, ndiyo maana vinapendekezwa kutumiwa kwa utaratibu wa maslahi kwetu.
Masharti yaliyo hapo juu yanapaswa kuwa yasiyoeleweka kwa mlei wa kawaida. Hapo chini tutajaribu kueleza ni wanyama wa aina gani na wawahudumie na nini.
Apical meristems
Hapo juu, tayari tumetaja kuwepo kwa seli maalum za meristem - kwa maneno mengine, za elimu. Hizi ni seli zinazogawanyika mara kwa mara, daima katika hali ya shughuli za kimwili - kutokana na ambayo wingi wa mmea hukua na tishu maalum za mmea huu huundwa. Inaitwa meristem. Kuna aina nyingi za sifa. Kwa ujumla, wanaweza kugawanywa katika jumla na maalum. Wazo la uhalali wa kawaida ni pamoja na vikundi vitatu, ambavyo, kama ilivyokuwa, hufuata moja kutoka kwa nyingine. Sifa ya kwanza kabisa katika mmea ni sifa ya kiinitete, ambapo sifa ya kuvutia kwetu hutoka.
Neno "apical" linatokana na Kilatini "apix" na tafsiri yake ni "juu". Kwa hivyo, huu ni mfumo wa tishu wa apical ulio kwenye ncha ya kiinitete - na ni kutoka kwake kwamba risasi hutengenezwa baadaye na ukuaji na ukuaji wake huanza. Kwa hivyo, tukizungumza juu ya meristem ya apical kama kitu cha kuunda microcloning, lazima tuelewe kwamba tunachukua ncha ya kiinitete kwa mahitaji yetu.
Axillary buds ni rahisi kidogo. Kila mtu anajua figo ni nini. Axillary bud ni ile iliyozaliwa kutoka kwa mhimili wa jani. Kwapa ya jani, kwa upande wake, ni pembe kati ya jani na shina lake; kutoka hapo figo au kutoroka kutakua. Sehemu hii hii, yaani, picha ya upande wa baadaye, pia inachukuliwa kwa uenezaji mdogo unaofuata.
Kwa kuwa sasa mwanga umetolewa juu ya pazia la siri, hatimaye tunaweza kuendelea na mbinu za uenezaji midogo.
Njia za ufugaji mdogo
Uenezaji wa Microclonal bado ni mzuri, ambayo kimsingi inamaanisha uwezekano wa kutumia mbinu kadhaa tofauti kwa wakati mmoja. Tutajaribu kufunika kila mmoja wao kwa urahisi iwezekanavyo. Kuna mbinu nne za uenezaji midogo kwa jumla.
Kwanza. Uamilisho wa sifa zilizopo tayari kwenye mmea
Hii inamaanisha nini? Katika mmea, hata kipande kidogo kama hicho, meristems fulani tayari zimewekwa. Hii ni sehemu ya juu ya shina na buds zake za axillary. Ili kufanya mimea iwe ndogo, inawezekana "kuamsha" sifa hizi ambazo zimelala "in vitro". Hii inafanikiwa ama kwa kuondoa meristem ya apical ya microsprout, au tuseme, shina lake, na kisha kukata risasi kwa kutumia mbinu ya "in vitro", au kwa kuanzisha vitu maalum kwenye chombo cha virutubisho cha mmea ambacho huamsha ukuaji na maendeleo. ya shina za kwapa. Njiauanzishaji wa "kulala" meristems ni kuu, maarufu zaidi na ufanisi, na ilitengenezwa nyuma katika miaka ya sabini ya karne iliyopita. Strawberry ikawa "nguruwe" ya kwanza katika matumizi ya micropropagation ya mimea ya aina hii. Ni muhimu kutambua, hata hivyo, kwamba ni marufuku kueneza mazao kwa muda usiojulikana kwa njia hii, kwa kuwa hii inakabiliwa na kupoteza uwezo wa mizizi, na wakati mwingine, kifo cha mmea.
Sekunde. Kuibuka kwa machipukizi ya ujio na nguvu za mmea wenyewe
Sehemu yoyote iliyojitenga ya mmea ina uwezo wa ajabu sana, uwezo wake mkuu. Ikiwa wakati wa uenezi wa microclonal kati ya virutubisho vya mmea na hali nyingine zote za maisha ni nzuri na vizuri, basi inaweza kurejesha sehemu zilizopotea. Aina ya kuzaliwa upya hufanyika - tishu za mmea huunda adventitious, au adnexal buds - yaani, wale wanaoonekana, kama ni, "kutoka kwa hifadhi ya zamani", na si kutoka kwa tishu mpya. Buds kama hizo sio kawaida kwa kuwa zinaonekana, kama sheria, katika maeneo ambayo hautatarajia kuonekana - kwenye mizizi, kwa mfano. Ni kwa njia hii kwamba maua mengi mara nyingi hupandwa, tena - jordgubbar. Hii ni njia ya pili maarufu na yenye ufanisi zaidi ya uenezaji mdogo wa mimea.
Tatu. Kiinitete cha Somatic
Kwa neno la pili, kila kitu kinapaswa kuwa wazi zaidi au kidogo. Wacha tuguse ya kwanza - somatic inamaanisha nini? Neno hili katika mshipa huu linahusiana moja kwa moja na seli za jina moja. Seli kama hizo huitwa zile zinazounda mwili wa viumbe vingi na hazifanyikushiriki katika uzazi wa ngono. Kwa kifupi, hizi zote ni seli, isipokuwa gametes. Embryogenesis ya somatic inafanywa kwa njia rahisi: viinitete huundwa kutoka kwa seli zilizo hapo juu (ambayo ni, somatic) kwa kutumia mbinu ya "in vitro", ambayo baadaye, wakati wanapanga hali zinazofaa za ukuaji na lishe bora, hubadilika kuwa. mmea mzima wa kujitegemea. Katika kesi hii, tunaweza kuzungumza juu ya dhana kama totipotency (uwezo wa seli yoyote, kutokana na mgawanyiko, kuanzisha aina yoyote ya seli ya viumbe). Inaaminika kuwa mwishowe viinitete kama hivyo hukua na kuwa mche. Embryogenesis ya Somatic pia ni nzuri kwa sababu inawezekana kupata mbegu za bandia kwa njia hii. Njia hii iligunduliwa kwa mara ya kwanza katikati ya karne iliyopita katika seli za karoti.
Njia inayofanana kabisa ya uenezaji mdogo wa mimea hutumiwa katika uenezaji wa mawese ya mafuta. Jambo ni kwamba, kwa kuwa haina shina wala shina za nyuma, uenezi wake wa mimea hauwezekani (au, kwa hali yoyote, ngumu sana), kama vile vipandikizi haviwezekani. Kwa hivyo, mbinu iliyo hapo juu ndiyo pekee kati ya zote zinazofikika zaidi na bora zaidi unapofanya kazi na mmea huu.
Nne. Kufanya kazi na tishu za mchirizi
Neno jingine "limeelea" vizuri katika mtandao wa simulizi yetu, na kwanza kabisa, linatakiwa kufafanua maana yake. Tishu ya callus ni nini? Kila mtu anajua kuwa kwenye jeraha, inapoishi kidogo, ukoko wa kukausha huonekana. Na ikiwa utaiondoa, jeraha huanza kutokwa na damu tena. Toyukoko wenyewe, kwa maneno mengine, “tishu ya uponyaji, ni tishu ya uti wa mgongo. Seli za tishu hii, sio tu zinachangia uponyaji wa majeraha, pia zina nguvu - ambayo ni, kama ilivyoelezewa hapo juu, huruhusu mmea mpya kutokea. Na ndio maana adnexal buds (adventive - tayari tumeanzisha neno hili hapo awali) pia inaweza kuonekana kwenye tishu kama hizo.
Njia hii ya zote nne hapo juu labda ndiyo maarufu zaidi. Kwanza kabisa, hii ni kutokana na ukweli kwamba kujitenga mara kwa mara kwa seli za tishu za callus kunaweza kusababisha matatizo ya jeni na mabadiliko ya viwango mbalimbali. Kwa kuwa uhifadhi wa genotype ni muhimu sana kwa micropropagation, na utamaduni wa tishu lazima uhifadhiwe kwa kiwango cha juu. Kwa kuongeza, pamoja na ukiukwaji hapo juu, mapungufu mengine yanaonekana: urefu mfupi, uwezekano wa ugonjwa, na kadhalika. Walakini, katika hali zingine, uzazi unawezekana tu kwa njia sawa - kwa mfano, kwa beet ya sukari, hakuna njia nyingine.
Ifuatayo, kwa mfano, tutasema maneno machache kuhusu upangaji wa mimea mahususi, lakini kwanza, tunahitaji kushiriki habari kuhusu urejeshaji wa mimea iliyotumika kama nyenzo ya kupandikiza. Je, hili linaweza kufikiwa vipi?
Ahueni
Kuna njia kadhaa za kubadilisha mmea kutoka kwa ugonjwa hadi kuwa na afya, na ya kwanza ni kuweka chipukizi kwenye chumba maalum, au sanduku, ambapo hali tasa hudumishwa, na "kuijaza" kwa antibiotics. Njia hii ni nzuri kwa kila mtu, isipokuwa kwamba haina kukabiliana na bakteria zote.na virusi ambazo mimea inaweza kuwa wazi. Katika hali hiyo, ili mimea ya disinfect, hupewa thermotherapy - kwa maneno mengine, matibabu ya joto katika vyumba maalum vya pekee, ambapo joto huongezeka kila siku kwa siku kadhaa mfululizo. Tiba ya kemikali ni njia nyingine ya kupambana na maambukizi na bakteria kwa mimea iliyoambukizwa.
Kuhusu uundaji wa viazi
Viazi, kwa njia, ni mojawapo ya mazao machache yanayoweza kuenezwa kwa njia ya nne kati ya zilizo hapo juu. Lakini, bila shaka, hii ni mbali na njia pekee - na mara nyingi pia huamua uanzishaji wa "kulala" meristems ya apical na axillary. Mizizi iliyopatikana baada ya cloning ni sawa na "asili" - hutofautiana tu kwa ukubwa mdogo, hizi ni zinazoitwa microtubers. Na zaidi ya hayo, hakika watakuwa na afya njema na wasio na virusi.
Katika uenezaji wa viazi kwenye microclonal, hukuzwa kwenye mirija ya majaribio ya vipandikizi viwili, mirija ya majaribio huwekwa chini ya mwanga wa taa za umeme na nguvu ya lux elfu sita hadi nane, halijoto huhifadhiwa usiku ndani ya kumi na nane. digrii, wakati wa mchana - karibu ishirini na tano. Nchini Urusi, ni viazi vinavyokuzwa zaidi kwa kutumia cloning.
Kuhusu uundaji wa miti ya tufaha: unachohitaji kujua
Katika uenezaji mdogo wa miti ya tufaha, njia ya kwanza inatumika sana - uenezaji kwa kutumia matumba kwapa. Kuna uwezo wa juu wa utamaduni huu wa mizizi na kiwango cha maisha cha zaidivipanuzi.
Ziliwekwa kwenye chombo cha virutubishi kioevu, ambacho kilikuwa kinasasishwa kila siku - kila siku. Joto la mitambo ya bomba la majaribio pia lilidumishwa kwa nyuzi ishirini na tano wakati wa mchana, jaribio lilifanyika kwa wiki tatu hadi nne.
Hali za kuvutia
- Mbinu hii, kama unavyoweza kukisia kwa urahisi, ilipata jina lake kutokana na dhana ya "clone", ambayo ilionekana mnamo 1903. Kutoka kwa lugha ya Kiyunani, neno hili limetafsiriwa kama "uzao" au "kukata".
- Mahali pa kwanza katika nchi yetu ambapo majaribio ya kwanza ya uenezaji wa mimea kwa njia ndogo sana yalifanywa na Taasisi ya Timiryazev Moscow.
- Clonal micropropagation ni njia bora ya kudhibiti virusi na kuzalisha mimea yenye afya isiyo na maambukizi.
- Kipindi ambacho mmea hupitia kabla ya kutoa maua na kuzaa huitwa changa - na katika viumbe wale ambao hupatikana kwa kuunganishwa, hupunguzwa.
- Marekani ya Amerika, Uholanzi, Italia, Poland, Israel na India zinachukuliwa kuwa nchi zinazoongoza kwa uzalishaji wa mimea kwa njia iliyo hapo juu.
- Takriban spishi elfu mbili na nusu na aina za mimea sasa zinaweza kuenezwa kwa kutumia mbinu ya "in vitro".
- Katika hatua za awali, mimea iliyopandwa katika vitro inaweza kutofautiana kwa kuonekana, lakini inapokua, tofauti zote hupotea, na mwishowe mimea hufanana, kama mapacha.
- Michezo kutoka kwa mimea michanga ndiyo yenye mizizi bora kuliko kutokakukomaa.
- Mojawapo ya masharti muhimu katika uenezi wa microclonal ni uteuzi wa kiungo cha virutubisho kinachofaa zaidi kwa mmea, na kinaweza kuwa hali ya kimiminiko na dhabiti.
- Seli za tishu za meristematic kwa kawaida hazina virusi.
- Ukubwa wa kipandikizi unahusiana moja kwa moja na uwezekano wa kuwepo kwa virusi ndani yake. Kadiri inavyokuwa ndogo ndivyo uwezekano wa kuambukizwa ugonjwa unavyopungua.
- Jina lingine la uenezaji mdogo ni uenezaji wa meristem.
Haya ni maelezo kuhusu uenezaji mdogo wa mimea, mada tata jinsi inavyovutia.
