Тъканни култури

Съществува едно направление в биологичните науки, което е с доказани предимства и се развива бързо още от последните десетилетия на миналия век.

Отнася се за получаване на култури от изолирани части от растения, които най-общо се наричат тъканни култури. С този термин се означава отглеждането in vitro (тоест в изкуствена среда) при стерилни условия, на изолирани клетки, отделни структури или различни тъкани и органи от растения. Методът служи за изучаване, размножаване и селекция на растения. Въведен първоначално в експерименталната биология, методът на тъканните култури бързо навлиза и в практическото растениевъдство. В основата му стои способността на растителните клетки да се култивират в изкуствени условия, отделени от растението, от което произхождат. Възможно го прави едно уникално свойство на растителната клетка – а именно нейната „тотипотентност“ – способността и да се диференцира и заложените и способности за морфогенезис, които дават възможност за регенерация на цели жизнеспособни растения, когато за това са осигурени правилните условия.

Интересна е историята на този метод. Първите опити за култивиране на парченца тъкани и отделни клетки в изкуствена среда (in vitro, „в епруветка“) датират още от началото на ХХ век, когато немски учени се провеждат лабораторни опити в това направление. Хаберланд – известен специалист по ботаника и физиология на растенията, пръв провежда подобни опити; макар, че не завършват с успех, той остава първият, който пределно ясно формулира идеята за отглеждане на отделни растителни клетки в стъклени съдове и върху изкуствена хранителна среда. Това всъщност е първият етап от раждането на тази важна наука. Характерни за 30-те години на миналия век са не толкова практическите успехи, колкото търсенията на оптимални условия на отглеждане, балансирани хранителни разтвори, подходящи методи за индуциране на растеж, делене и диференциране на растителни клетки и тъкани, както и формулиране на водещите идеи, превърнали се във фундамент, на който почива последващото развитие на това биологично направление. След множество опити, французинът Роже Готре през 1933 г. култивира успешно паренхим от корени и клубени и камбиални тъкани от дървесни растения върху изкуствена хранителна среда. Почти по същото време и независимо от него, американецът Филип Уайт успешно разработва метода си за продължително in vitro отглеждане на коренова меристема от доматови растения. Тези два опита бележат начало на едно бурно развитие на метода на тъканните култури и съответно двамата учени с право се приемат за негови основоположници.

От началото на 40-те години на миналия век досега, методът напрестанно се развива и усъвършенства. Технологичният напредък на биологията и биотехнологиите дава възможност за пълна методична и техническа осигуреност на опитите, които се провеждат и позволява тяхната употреба като всекидневна практика, което е и основа на продължаващия прогрес на агротехническата наука.

Основните методи за получаване на тъканни култури са разработени върху относително малко на брой подходящи обекти – петуния, тютюн, морков, люцерна, какато и върху някои диви растения. Разбира се, по-късно броят на растителните видове, включени в експериментални in vitro разработки, нараства значително. Известни и описани са методи за култивиране в изкуствени хранителни среди на над 850 растителни вида. Опитите показват, че установените като необходими за един вид условия не винаги се пренасят успешно върху други видове, така че за всеки вид – а често и за отделни сортове – са необходими модификации на основната методика. Иначе казано – експериментите и практическите приложения в тъканните култури вървят ръка за ръка и още много открития предстоят в тази област. Тъканни култури се използват както във фундаменталните общобиологични изследвания, така и в селекцията и растениевъдството. Растителните части, които се култивират in vitro са: меристема, растителни органи (ембриа, цветни пъпки, семепъпки, завръзи, семена, прашец, корени, листа, части от стъбла), калус (който може да се индуцира при всяка част от растението) и клетки. По отношение на перспективите, свързани с използване на тъканни култури при отглеждането на Паyловния, постиженията в растениевъдството и селекцията се явяват особено важни.

Основи на микроразмножаването

Базовите технологични моменти от цикъла на микроразмножаването са свързани с точно определени фактори:
– сортови и видови особености на размножаваното растение
– срок за вземане на експлантантите
– стерилизация на изходния растителен материал
– състав на хранителните среди
– условия на отглеждане
– адаптиране на микрорастенията към условията на околната среда
Изключително важно е да се определи точният срок за вземане на експлантанти, съобразен с физиологичните особености на растителния вид. При Паyловнията въвеждането в стерилна култура се извършва по време на активната вегетация на растението.

От решаващо значение за целият процес е повърхностната стерилизация на растителния материал. Ако тя се окаже неуспешна, хранителната среда се замърсява и се преустановява целият технологичен процес, тъй като растенията загиват. Видът и концентрацията на дезинфекционните разтвори се подбират така, че да подтиснат евентуална гъбична или бактериална инфекция, като в същото време оставят неповредена растителната тъкан. Често използвани стерилизатори са калциев и натриев хипохлорид в концентрация 5 – 25 % и продължителност на третиране 5- 30 минути, с последващо неколкократно промиване на растителния материал със стерилна дестилирана вода. Разбира се, възможно е използване и на други стерилизиращи разтвори. От съществено значение за успешното микроразмножаване, е съставът на хранителните среди през всяка от фазите на развитие на растенията. Хранителните среди съдържат по няколко съставки в различни съотношения (витамини, органични добавки, въглехидрати, макро- и микросоли). Разработени са няколко хранителни среди, въз основа на които се модифицират и изготвят хранителни среди според специфичните нужди на растенията. Такива са средите на Мурашиге и Скуг, Готре, Уайт, Морел, Скиргин, Гамборг, Кноп.

Строгата стерилност е важна за бъдещото развитие на тъканните култури от Паyловния.

Строгата стерилност е важна за бъдещото развитие на тъканните култури от Паyловния.

Точно приготвяне с аналитична везна на хранителни разтвори за правилно развитие на тъканни култури от Паyловния.

Точно приготвяне с аналитична везна на хранителни разтвори за правилно развитие на тъканни култури от Паyловния.

 

В първата фаза на процеса се наблюдава усилено нарастване на вегетационния връх. На този етап в хранителната среда освен посочените по-горе вещества, е нужно да се съдържат подходящи растежни регулатори. От съществено значение е тяхната концентрация, както и пропорциите, в които се влагат. Все пак, процентът на експлантантите, които се адаптират успешно, зависи освен от баланса на хранителните среди, още от големината и срока на вземането им. В етапа на мултипликация (тоест на ускорено размножаване), е важно да се завиши концентрацията на точно определени растежни регулатори, за да се предизвика пролиферация на допълнителни странични пъпки. При правилно създадени условия, тези пъпки дават начало на леторастчета (малки растенийца), които образуват туфа. Колко леторастчета ще има в туфа зависи от една величина, която е от особена важност в разглежданата материя – размножителният коефициент, който е различен за всеки вид. Съществуват техники, с чиято помощ стойността на коефициента на размножаване може да бъде завишена. Най – общо, целта на този етап е достигане на необходимият брой растения, позволяващ преминаване в следващата фаза – вкореняване.

Програмиране на интензитета и продължителността на светлинния ден за правилното развитие на тъканните култури от Паyловния.

Програмиране на интензитета и продължителността на светлинния ден  за правилното развитие на тъканните култури от Паyловния.

Независимо от разработените техники и многобройни модификации на всеки етап от технологията за микроразмножаване, един от най – трудните и отговорни моменти в целия цикъл остава адаптирането на получените in vitro растения към условията на околната среда. Независимо, че растенията се изваждат от културалните съдове след образуване на корени и наземна част с необходимите размери и определен брой листа, винаги има определен процент по – слаби растения, които загиват. Тези, които оцеляват и се адаптират добре, все още не са готови за реализация. Необходимо е да се доотгледат в култивационни съоръжения – различни в зависимост от сезона. Там те достигат окончателните размери, които ги правят годни за присаждане така, че практически не се различават от получения по традиционен начин посадъчен материал.

 

Точното познаване на всяка стъпка от процеса на производство на растения in vitro, позволява да се планира всеки от описаните етапи. В лабораторията, с която разполагаме, се спазват всички хигиенни и технологични изисквания за правилно протичане на процеса на микроразмножаване. Добрата организация и условия дават възможност за програмирано производство така, че само от едно растение за 52 седмици да се получат не по-малко от 200 000 нови растения с качества, напълно идентични с изходното. Наша постоянна грижа е посевът да е изравнен – тоест всички растения да са в един и същ стадий на развитие и да нарастват с еднаква интензивност. Методът на микроразмножаване на Паyловния изисква немалки капиталовложения, стриктно придържане към задължителните изисквания, вещо познаване на технологията и грижа за нейната постоянна оптимизация. Изпълнението на всички тези условия не е лесно, но ние сме убедени, че именно това е правилният път, тъй като този метод на размножаване на Паyловния е 6 – 12 пъти по – бърз от традиционните. Паyловния има голям размножителен коефициент – предимство, което не можем да пренебрегнем. Здравият, свободен от патогени, посадъчен материал, който получаваме, съкращаването на началния етап от развитието на растенията и многократно по- малката площ, която се изисква, са само част от ползите, които осигуряваме на своите клиенти чрез внедряването на този най – модерен засега метод за вегетативно размножаване.

 

Към момента Велбой ЕООД разполага с посадъчен материал от Паyловния елонгата и Паyловния томентоза. Напомняме, че очакваното време за изпълнение и доставка зависи от големината и наличността на Вашата поръчка. Поръчвайте навреме, за да имате гаранции за навременна доставка!