Para todo jardineiro, seja profissional ou amador, é importante saber como propagar suas plantações. Existem muitas maneiras, e uma das mais interessantes e eficazes é o método de micropropagação. O que é, como funciona e toda a sua principal sabedoria - em nosso material.
O que é isso?
Vamos começar com a coisa mais importante. Na frase "reprodução microclonal" a segunda palavra é clara para todos, mas a primeira - apenas para a elite. Vamos esclarecer a situação. O que é "microclonal"?
Falando em termos científicos "inteligentes", esta é uma subespécie especial de propagação vegetativa usando uma técnica chamada "in vitro" (in vitro), que possibilita a obtenção de plantas em menor tempo. Vamos entender mais claramente e com mais detalhes, e para isso vamos primeiro relembrar o que é propagação vegetativa e explicar o que significa o termo "invitro".
No deserto científico
Do curso da escolaNa biologia, sabemos que as plantas podem ser propagadas de duas maneiras: semente (quando espalhamos sementes no solo) e vegetativa. A propagação vegetativa é assexuada, ocorre separando alguma parte da planta-mãe. Brotação, enraizamento de brotos jovens, transplante de bulbos - tudo isso é propagação vegetativa.
Parece que com a ajuda de sementes é muito mais fácil aumentar o número de plantas - não existe esse problema. No entanto, esse método tem algumas desvantagens; em alguns casos, é impossível usar sementes - e o método vegetativo, cuja vantagem inegável sobre o primeiro é preservar a totalidade dos genes da planta-mãe, continua sendo o único acessível e conveniente. Mas, infelizmente, ele também tem deficiências. Por exemplo, a f alta da eficiência desejada (por exemplo, em plantas como carvalho, pinheiro e assim por diante), espécies de árvores "mais antigas" (com mais de 15 anos) não são capazes de se propagar por estacas, tais procedimentos são bastante trabalhosos e consomem energia, as plantas resultantes nem sempre correspondem a norma e amostra (podem estar infectadas) - e assim por diante.
E é para esses casos que existe a tecnologia de micropropagação, que, como Chip e Dale, corre em socorro. Como mencionado acima, é realizado usando a técnica "in vitro", que é traduzida do latim como "in vitro". Assim, esta técnica permite “clonar” em um “tubo de ensaio” uma planta com genes exatamente iguais aoscomo o pai. Isso se deve ao fato de que a célula é capaz de dar vida a um novo organismo sob a influência de fatores externos.
A tecnologia de micropropagação, sem dúvida, tem uma série de vantagens e desvantagens. Falaremos sobre eles mais tarde.
O que é melhor que micropropagação
Para muitos! E, em primeiro lugar, a ausência de vírus e infecções em plantas criadas (porque células especiais são usadas para isso - elas são chamadas de células de meristema, sua peculiaridade está na divisão incessante e na presença de atividade fisiológica ao longo da vida). Além disso, as plantas "extraídas" dessa maneira têm um volume bastante alto de reprodução e todo o processo de reprodução é muito mais rápido. Com a ajuda da tecnologia de micropropagação, é possível realizar este procedimento para as plantas para as quais é extremamente problemático fazê-lo por métodos convencionais e "tradicionais". Por fim, na técnica "in vitro", as plantas podem ser cultivadas durante todo o ano, não se limitando a um intervalo qualquer. Portanto, há muitas vantagens em tal técnica. E antes de nos aprofundarmos na essência da propagação microclonal de plantas, vamos abordar um pouco da história do surgimento desse método. Quem teve essa ideia e como?
Histórico do método
A primeira experiência bem sucedida com orquídeas foi feita por um cientista francês nos anos cinquenta do século passado. Ao mesmo tempo, ele não se envolveu inicialmente na técnica "invitro" - foi desenvolvida antes dele e com bastante sucesso. No entanto, é JeanMorel - tal é o nome do experimentador francês - decidiu fazer um experimento semelhante e o realizou com bastante sucesso. Trabalhos que falam sobre essa técnica apareceram várias décadas antes dele - nos anos vinte do século passado.
Um "clone de tubo de ensaio" de uma planta lenhosa - especificamente aspen - foi obtido nos anos sessenta. Acabou sendo mais difícil trabalhar com madeira do que com flores e outros tipos de plantas, no entanto, essas dificuldades foram superadas após um certo período de tempo. Atualmente, mais de 200 espécies de árvores de mais de quarenta famílias podem ser obtidas pelo método "tubo de ensaio". A tecnologia de micropropagação de plantas se justifica e dá frutos.
Mais sobre o método
Como você deve ter adivinhado, existem muitas sutilezas no desenvolvimento e aplicação da micropropagação de plantas. Assim, por exemplo, existem etapas especiais para essa tecnologia, que são simplesmente necessárias para se obter o resultado desejado. Você precisa entender que negligenciar a sequência de ações ou alguma etapa pode trazer absolutamente não o resultado que o criador está contando. Então, falaremos mais sobre as etapas dessa técnica.
Etapas da micropropagação de plantas
Esta tecnologia envolve quatro "passos" no caminho para a obtenção dos cobiçados "clones". Tentaremos falar sobre eles da forma mais não científica possível, já que os termos da biotecnologia ainda não são a coisa mais compreensível para um público amplo. E,A propósito, explicaremos imediatamente um desses termos: explante - é assim que os cientistas deste campo chamam um novo organismo separado do organismo pai. Ou seja, a própria "cobaia" que crescerá ainda mais.
Então, vamos para os nossos "passos". O primeiro passo é a escolha do próprio genitor - ou do doador. Esta questão deve ser abordada com a maior seriedade e responsabilidade, pois para obter uma planta boa, forte e saudável, nós e o "original" devemos escolher a mesma. Uma maçã, como você sabe, não cai longe da árvore.
Na mesma etapa, é necessário isolar e esterilizar os explantes, e então organizar tais condições para que o crescimento desses mesmos explantes na técnica "in vitro" ocorra da forma mais confortável possível.
O segundo "passo" não poderia ser mais fácil - é a própria reprodução. É possível em um mês e meio, quando as miniestacas já atingiram o tamanho de ervilhas e possuem os rudimentos de todos os órgãos vegetativos. Ele, por sua vez, é seguido pelo enraizamento dos brotos que foram obtidos na etapa anterior. É realizado quando a planta já formou um bom sistema radicular.
O último passo é ajudar as plantas a se adaptarem à "vida" no solo, cultivando-as em uma estufa, depois transplantando-as para o solo ou vendendo-as - por assim dizer, "partida para o grande mundo". Esta etapa, curiosamente, é a mais demorada e dispendiosa, pois muitas vezes, infelizmente, acontece que, uma vez no solo, a planta começa aperder folhas, parar de crescer - e então pode morrer completamente. Tudo isso acontece porque as plantas de tubo de ensaio perdem muita água quando transplantadas para o solo. Portanto, é necessário evitar essa possibilidade durante o transplante - para o qual é recomendável pulverizar as folhas com uma solução aquosa de glicerina a 50% ou uma mistura de parafina. Isso deve ser feito durante todo o período de aclimatação. Além disso, em alguns casos, é aconselhável micorrizar intencionalmente - ou seja, a introdução artificial de fungos nos tecidos vegetais que o infectam. Isso é feito para que a planta receba o máximo possível de nutrientes e substâncias orgânicas úteis, além de ficar protegida de vários patógenos.
Essas são todas as etapas da micropropagação, em que, como vemos, não há nada globalmente complexo ou sobrenatural, porém, repetimos mais uma vez, todo esse evento exige muita responsabilidade e atenção.
Fatores de influência
O processo de micropropagação, como qualquer outro, é influenciado por alguns fatores. Vamos listá-los, porque "você precisa conhecer o inimigo pessoalmente."
- Variedade, espécie e características fisiológicas da planta-mãe - deve ser saudável, crescer intensivamente, se necessário, tratada com exposição à temperatura.
- Idade, estrutura e origem do explante.
- Duração do cultivo.
- Eficiência de esterilização.
- Bom terreno fértil.
- Hormônios, sais minerais, carboidratos, vitaminas.
- Temperatura eiluminação.
O que você precisa para micropropagação
Há um requisito muito importante para as plantas que serão propagadas da maneira acima - além do fato de que elas devem ser saudáveis. Esta é uma preservação indispensável da estabilidade genética ao longo de todas as etapas acima. Este requisito é mais bem atendido pelos meristemas apicais, bem como pelas gemas axilares de origem caulinar, razão pela qual são preferidos para serem utilizados para o procedimento de nosso interesse.
Os termos acima devem ser incompreensíveis para o leigo médio. Abaixo vamos tentar explicar que tipo de animais eles são e como servi-los.
Meristemas apicais
Acima, já mencionamos a existência de células meristemáticas especiais - ou seja, educacionais. São células que estão constantemente se dividindo, sempre em estado de atividade física - devido ao qual a massa da planta cresce e um tecido especial desta planta é formado. É chamado de meristema. Existem muitos tipos de meristemas. Em geral, eles podem ser divididos em gerais e especiais. O conceito de meristemas comuns inclui três grupos, que, por assim dizer, seguem um do outro. O primeiro meristema de uma planta é o meristema do embrião, do qual se origina o meristema apical que nos interessa.
A palavra "apical" vem do latim "apix" e se traduz como "topo". Assim, este é o sistema de tecido apical localizado na ponta do embrião - e é a partir dele que a parte aérea é posteriormente formada e seu crescimento e desenvolvimento começam. Então, falando do meristema apical como objeto de microclonagem, devemos entender que tomamos a ponta do embrião para nossas necessidades.
As gemas axilares são um pouco mais fáceis. Todo mundo sabe o que são rins. A gema axilar é aquela que nasceu da axila da folha. A axila da folha, por sua vez, é o ângulo entre a folha e seu caule; a partir daí um rim ou uma fuga crescerá. Esta mesma parte, ou seja, a parte futura do broto, também é levada para micropropagação subsequente.
Agora que alguma luz foi lançada sobre o véu do mistério, podemos finalmente passar para os métodos de micropropagação.
Métodos de microcriação
A propagação microclonal ainda é boa, o que basicamente implica a possibilidade de usar várias técnicas diferentes ao mesmo tempo. Tentaremos cobrir cada um deles da forma mais simples possível. Existem quatro métodos de micropropagação no total.
Primeiro. Ativação de meristemas já existentes na planta
O que isso significa? Em uma planta, mesmo uma micropeça tão pequena, certos meristemas já estão colocados. Este é o topo do caule e seus botões axilares. Para microclonar uma planta, é possível "despertar" esses meristemas até então adormecidos "in vitro". Isto é conseguido através da remoção do meristema apical do microbroto, ou melhor, do seu caule e, em seguida, corte da parte aérea pela técnica "in vitro", ou pela introdução de substâncias especiais no meio nutriente da planta que ativam o crescimento e desenvolvimento de brotos axilares. Métodoativação de meristemas "adormecidos" é o principal, mais popular e eficaz, e foi desenvolvido nos anos setenta do século passado. O morango tornou-se o primeiro “cobaia” na aplicação da micropropagação de plantas deste tipo. É importante notar, no entanto, que é proibido propagar culturas indefinidamente dessa maneira, pois isso acarreta a perda da capacidade de enraizar e, em alguns casos, a morte da planta.
Segunda. O surgimento de botões adventícios pelas forças da própria planta
Qualquer parte isolada de uma planta tem uma habilidade verdadeiramente mágica, seu próprio superpoder. Se durante a propagação microclonal o meio nutritivo da planta e todas as outras condições de vida forem favoráveis e confortáveis, ele poderá restaurar as partes ausentes. Ocorre uma espécie de regeneração - os tecidos da planta formam brotos adventícios ou anexiais - ou seja, aqueles que aparecem, por assim dizer, "de velhas reservas", e não de novos tecidos. Esses botões são incomuns, pois geralmente aparecem nos lugares onde você não espera que eles apareçam - nas raízes, por exemplo. É dessa maneira que muitas flores são frequentemente propagadas, novamente - morangos. Este é o segundo método mais popular e eficaz de micropropagação de plantas.
Terceiro. Embriogênese somática
Com a segunda palavra, tudo deve ficar mais ou menos claro. Vamos tocar no primeiro - o que significa somático? Esta palavra neste sentido está diretamente relacionada às células de mesmo nome. Tais células são chamadas aquelas que compõem o corpo dos organismos multicelulares e nãoparticipar da reprodução sexuada. Em suma, todas são células, com exceção dos gametas. A embriogênese somática é realizada de maneira bastante simples: os embrióides são formados a partir das células acima (ou seja, somáticas) usando a técnica “in vitro”, que posteriormente, quando organizam condições adequadas para o desenvolvimento com um meio nutriente ideal, se transformam em uma planta inteira independente. Nesse caso, podemos falar sobre um conceito como totipotência (a capacidade de qualquer célula, devido à divisão, de iniciar qualquer tipo de célula de um organismo). Acredita-se que eventualmente esses embriões se desenvolvam em uma muda. A embriogênese somática também é boa porque é possível obter sementes artificiais dessa maneira. Este método foi descoberto pela primeira vez em meados do século passado em células de cenoura.
Um método ativamente similar de micropropagação de plantas é usado na propagação do dendezeiro. O fato é que, como não tem brotos nem brotos laterais, sua propagação vegetativa é impossível (ou, em todo caso, muito, muito difícil), assim como as estacas são impossíveis. Assim, a metodologia acima é a única de todas as mais acessíveis e ótimas ao trabalhar com esta planta.
Quarto. Trabalhando com tecido caloso
Outro termo “flutuou” suavemente na rede de nossa narrativa e, antes de tudo, é necessário esclarecer seu significado. O que é tecido caloso? Todo mundo sabe que na ferida, quando vive um pouco, aparece uma crosta seca. E se você retirá-lo, a ferida começa a sangrar novamente. Brinquedoa própria crosta, ou seja, “o tecido cicatrizante, é o tecido caloso. As células desse tecido, além de contribuir para a cicatrização de feridas, também são totipotentes – ou seja, como já explicado acima, permitem que uma nova planta surja. E é por isso que brotos anexiais (adventivos - já introduzimos esse termo antes) também podem aparecer nesse tecido.
Este método de todos os quatro acima é talvez o menos popular. Em primeiro lugar, isso se deve ao fato de que a separação muito frequente das células do tecido caloso pode levar a distúrbios genéticos e mutações de vários níveis. Uma vez que a preservação do genótipo é muito importante para a micropropagação, a cultura de tecidos deve ser mantida no mais alto nível. Além disso, com as violações acima, aparecem outras deficiências: baixa estatura, suscetibilidade a doenças e assim por diante. No entanto, em alguns casos, a reprodução só é possível de maneira semelhante - por exemplo, para a beterraba, simplesmente não há outro método.
A seguir, por exemplo, falaremos algumas palavras sobre a clonagem de plantas específicas, mas antes precisamos compartilhar informações sobre a recuperação de plantas usadas como material de plantio. Como isso pode ser alcançado?
Recuperação
Existem várias maneiras de transformar uma planta doente em saudável, e a primeira delas é colocar o broto em uma câmara ou caixa especial, onde são mantidas as condições estéreis, e “enchê-lo” com antibióticos. Este método é bom para todos, exceto que não lida com todas as bactérias.e vírus aos quais as plantas podem ser expostas. Nesses casos, para desinfetar as plantas, elas recebem termoterapia - ou seja, tratamento térmico em câmaras isoladas especiais, onde a temperatura é aumentada diariamente por vários dias seguidos. A quimioterapia é outra forma de combater infecções e bactérias de plantas infectadas.
Sobre a clonagem de batata
Batata, aliás, é uma das poucas culturas que podem ser propagadas pelo quarto dos métodos acima. Mas, claro, isso está longe de ser o único caminho - e muitas vezes eles também recorrem à ativação de meristemas apicais e axilares "adormecidos". Os tubérculos obtidos após a clonagem são exatamente os mesmos que os "originais" - eles diferem apenas em um tamanho menor, são os chamados microtubérculos. E além disso, certamente estarão saudáveis e livres de vírus.
Na propagação microclonal de batata, ela é cultivada em tubos de ensaio de duas estacas, os tubos de ensaio são colocados sob a luz de lâmpadas fluorescentes com potência de seis a oito mil lux, a temperatura é mantida à noite dentro de dezoito graus, durante o dia - cerca de vinte e cinco. Na Rússia, são as batatas que crescem mais ativamente usando a clonagem.
Sobre a clonagem de macieiras: o que você precisa saber
Na micropropagação de macieiras, o primeiro método é amplamente utilizado - propagação usando gemas axilares. Há uma alta capacidade de enraizamento dessa cultura e a taxa de sobrevivência de maisexplantes.
Eles foram colocados em um meio nutriente líquido, que era constantemente - diariamente - atualizado. A temperatura para plantas de tubo de ensaio também foi mantida em vinte e cinco graus durante o dia, o experimento foi realizado por três a quatro semanas.
Fatos interessantes
- Esta técnica, como você pode facilmente adivinhar, recebeu o nome do conceito de “clone”, que surgiu em 1903. Da língua grega, esta palavra é traduzida como "descendência" ou "corte".
- O primeiro lugar em nosso país onde foram realizadas as primeiras tentativas experimentais de propagação microclonal de plantas foi o Instituto Timiryazev de Moscou.
- A micropropagação clonal é um excelente método para controlar vírus e produzir plantas saudáveis e livres de infecções.
- O período que uma planta passa antes da floração e frutificação é chamado de juvenil - e nos organismos que são obtidos por clonagem, é minimizado.
- Os Estados Unidos da América, Holanda, Itália, Polônia, Israel e Índia são considerados os países líderes na produção de plantas da maneira acima.
- Quase duas mil e quinhentas espécies e variedades de plantas podem agora ser propagadas usando a técnica "in vitro".
- Nos estágios iniciais, as plantas cultivadas in vitro podem diferir na aparência, mas à medida que crescem, todas as diferenças desaparecem e, no final, as plantas se tornam semelhantes, como gêmeas.
- Explantes de plantas jovens são mais enraizados do que demaduro.
- Uma das condições importantes na propagação microclonal é a seleção do meio nutriente mais favorável para a planta, podendo ser tanto no estado líquido quanto no estado sólido.
- As células de tecidos meristemáticos geralmente não contêm vírus.
- O tamanho do explante está diretamente relacionado à possível presença de vírus nele. Quanto menor, menor o risco de infecções.
- Outro nome para micropropagação é propagação de meristema.
Esta é a informação sobre micropropagação de plantas, um tema tão complexo quanto interessante.
