Čo je klonovanie rastlín a prečo je to potrebné?

Počujúc slová „klon“ a „klonovanie“, mnohí si spomínajú na ovce Dolly a experimenty v útrobách tajomných laboratórií, z ktorých vyšli najavo bytosti vytvorené ako v uhlíkovej kópii. V skutočnosti nás rastlinné klony obklopujú všade a nie je dôvod ich báť!

Sú klony desivé a neprirodzené pre prírodu? Túto otázku niekedy kladú klienti našej spoločnosti, ktorí sú už zvyknutí nakupovať rastliny získané „zo skúmavky“, to znamená metódou klonálnej mikropropagácie. Pokúsme sa pochopiť, čo je klonovanie, klonovanie a čo majú tieto výrazy spoločné s našimi záhradami.

Klon: koncepčný príbeh

Prvýkrát pojem „klon“ navrhol slávny anglický biológ John Haldane (1963). Klon (preložený z gréčtiny - „vetvička“, „streľba“ a „potomstvo“) je jedným alebo viacerými novými organizmami, ktoré vznikli z časti alebo celého orgánu tela matky..

Najčastejšie sa človek stretáva s klonovaním vo svete rastlín. Jedným z príkladov je vetvička ríbezlí, ktorá dala svoje korene v pohári vody: ríbezľové kríky sú telo matky a vetvička od nej oddelená a odobraté korene je nový, mladý organizmus alebo klon. To znamená, že keď zakoreníte stopku chryzantémy alebo list fialovej, budete sa zaoberať skutočným klonovaním!

Na veľkosti časti materskej rastliny nezáleží, môže to byť pol pivonka alebo iba jedna bunka v tele. Na klonovanie rastliny je hlavnou vecou jej umiestnenie do podmienok, v ktorých by mohla rásť do celého organizmu. Zároveň bude mať nový závod rovnaké vlastnosti a znaky ako matka.

Rastliny sa klonujú

Príklad rybízových odrezkov môže viesť k myšlienke, že klonovanie nie je prírodný jav, pretože je to človek, ktorý oddeľuje vetvičku a vkladá ju do vody, nie samotnú rastlinu. Pozrime sa však, ako je klonovanie v prírode bežné. Mnohé príklady vás môžu prekvapiť ich prekvapením..

Najslávnejšie „amatérske“ klonovanie - záhradná jahoda (Fragaria ananassa). Každý rok vytvára niekoľko dlhých výhonkov nazývaných stolony (fúzy). Na konci fúzy sa vyvíjajú nové kríky - rozety, ktoré sa rýchlo zakorenia.

Pokiaľ je mladá zásuvka prepojená s matkou, je to vlastne jej vetva, ale táto podmienka je dočasná. Mladý odbyt sa stane nezávislým závodom budúci rok, keď zomrie fúzy, ktoré ho spoja s odbytiskom. Klonovanie sa prirodzene vyskytuje v prírode.

Vľavo je záhradná jahodová rastlina s fúzy a mladými klonovými rozetami (príklad prirodzeného klonovania). Pravé klonovanie jahod v umelých podmienkach

Môže sa zdať, že klonovanie nie je svojou povahou príliš bežné a je výnimkou, nie pravidlom. Je to však iba vzhľad: medzi vegetáciou, ktorá nás obklopuje, nájdete mnoho príkladov prírodného klonovania.

Podobný spôsob, ako vytvoriť svoje vlastné kópie, ktoré jahody používajú, je husacia slanina (Potentilla anserina) a plazivý krémový krém (iskerník repens). Tieto rastliny tiež tvoria fúzy s listovými rozetami na koncoch. Osídlenie na miestach môže burinu vážne obťažovať vlastníkov záhrady kvôli tejto metóde rozmnožovania.

Kvitnúca potentilla - burina s úžasným klonovacím potenciálom, dobre známa všetkým záhradníkom

Rastliny, ktoré sa dobrovoľne klonujú. Vľavo je tiarella s dlhým fúzom, ktorý už vznikol. Na pravej strane je dobre známy vnútorný chlorofyt s novou mladou rastlinou na dlhom stopkách

Mnoho rastlín sa uchýli k inej, aj keď podobnej taktike klonovania.. Lesné čučoriedky (Vaccinium myrtillus) Je tiež vynikajúcim špecialistom na vlastné klonovanie. Všetko to začína jedným kríkom, ktorý rastie zo semena. Tvorí dva typy výhonkov: vertikálny, nesúci listy a horizontálny, podzemný. Horizontálne výhonky, plazivé v hrúbke lesnej podstielky, sa radiálne líšia rôznymi smermi, vetvia a tvoria bočné výhonky. Takto sa tvoria čučoriedky, ktorých veľkosť je dosť pôsobivá.

Niekoľko rokov zostávajú všetky kríky čučoriedok navzájom spojené vypučiavaním vodorovných výhonkov. V priebehu času v strede rozširujúceho sa „vodorovného puzdra“ odumrú najstaršie kríky. Takéto čučoriedky sa začínajú podobať na tzv. „Čarodejnícke krúžky“ - kruhy tvorené rôznymi druhmi húb, keď rastie mycélium..

Od tejto chvíle je spojenie medzi čučoriedkovými kríkmi prerušené a stávajú sa samostatnými rastlinami. Čučoriedky tak okamžite vytvoria veľa svojich kópií, to znamená, že sa klonujú.

Mladé kríky čučoriedok

Vodné rastliny - klonovacie záznamy

Zástupcovia jednej z rodín vodných rastlín - voda-červená (Hydrohariaceae) - považovaný za skutočných majstrov klonovania. Táto rodina je dobre známa pre akvaristov a záhradníkov. Odborníci na vodu a vodu dokonale zvládli rovnakú metódu propagácie a klonovania ako jahody..

Najslávnejší zástupca vody a vody spoločná šípka (sagittario sagittifolia), obyvatelia miernych riek a jazier. Vytvára horizontálne výhonky (fúzy) a rýchlo sa šíri po dne nádrže. Strelec netvorí iba fúzy, ale aj hľuzy, ktoré pre klonových potomkov nesú zásoby živín.

Vľavo je rastlina šípkového kvetu. Vpravo je knír šípu s mladou klonovacou rastlinou (v kruhu)

Typickým predstaviteľom tejto rodiny je vodný kabát (Hydroharis) - tiež tvorí fúzy. Je to on, kto pokrýva pobrežné plytčiny malými listami pripomínajúcimi listy malých lekien. Táto strúhanka dokáže počas leta sprísniť povrch malého rybníka, ktorý sa šíri pomocou fúzy, ktorú náhodne prenášajú vodné vtáctvo na labky, čo pomáha množiť rastlinu.. 

Vo vodnej rodine je rastlina, ktorá vďaka svojej neprekonateľnej schopnosti klonovania dokázala dobyť celý kontinent. Je to tak kanadská elodea (Elodea canadensis), alebo ako sa nazýva aj „morový mor“. Na začiatku XIX. Storočia táto rastlina, ktorá sa držala dolných častí lodí, „unikla“ zo Severnej Ameriky, prekročila Atlantický oceán a spadla do sladkých vôd Európy..

Vďaka vegetatívnemu množeniu (klonovaniu) sa rozšírila po celej Európe a už je bežnou rastlinou vo vodách Sibír. Toto je ukážkový príklad globálneho experimentu s prírodným klonovaním..

Keď už hovoríme o klonoch a klonovaní, nie je možné ignorovať najpôsobivejší záznam stanovený v rastlinnej ríši. háj osika v tvare topole (Populus tremuloidy) - slávny klon.

Analýza genómu rastlín tohto hája ukázala, že všetky jeho stromy majú rovnaký genotyp a sú vegetatívnymi potomkami tej istej rastliny. Plocha, ktorú zaberá klon, je 43 ha, vek hája je 80 000 rokov. Tento klon je dokonca pomenovaný - Pando (preložené z lat. - „šírenie všade“).

Klonovanie vo svete zvierat

Nie je prekvapujúce, že zvieratá zvládli aj klonovanie. Počas školského biologického kurzu si mnohí pamätajú malé dravé zviera - Hydra (Hydra). Pre ňu je klonovanie úplne prirodzené: na bočnom povrchu tela stonky sa vytvára rast v podobe vetvičky, na konci ktorej ústa následne rezajú a rastú chápadlá. Po niekoľkých dňoch je mladá hydra oddelená od tela rodiča a začína samostatný život..

Bežná hydra s mladou hydra-obličkou - príklad prirodzeného klonovania vo svete zvierat

Klonovanie zvládli dokonca aj strunové zvieratá (akord je predchodcom chrbtice), to znamená vzdialení príbuzní osoby.

Týmto spôsobom sa môže množiť sea ​​striekať (Sumky). Vo veku larvy vyzerajú ako malá ryšavka. Larva po určitej dobe pripája hlavu na kameň a prechádza zmenami, počas ktorých sa na tele formujú noví jedinci - klony rodičovského organizmu.

Záhradnícke klonovanie

Dá sa povedať, že príroda do istej miery prekonala človeka v umení klonovania a tento jav vôbec nie je cudzí prirodzenému priebehu vecí. Človek už dávno prijal túto metódu replikácie kópií organizmov, ktoré nás zaujímajú, a predovšetkým rastlín. Existuje mnoho metód klonovania alebo, ako sa bežne hovorí vo vzťahu k rastlinám - vegetatívne rozmnožovanie. Ide o odrezky, oddelenie fúzov (napríklad s lesnými jahodami), vrstvenie, štepenie, oddelenie kríkov..

Na začiatku 20. storočia viedla veda o záhradníctve novú metódu rozmnožovania - v vitro (in vitro) alebo kultúra izolovaných tkanív a orgánov rastlín. Podstata metódy spočíva v tom, že časti orgánov alebo jednotlivé orgány (zvyčajne malej veľkosti) rastlín sa sterilizujú a umiestnia do izolovaných sterilných podmienok, kde sa pestujú na umelom živnom médiu. Hermeticky uzavreté skúmavky alebo iné priehľadné cievy zvyčajne pôsobia ako izolované podmienky..

Pripravené na predaj s klonovanými rastlinami

Logická otázka znie: Prečo uviesť časť rastliny do izolovaných sterilných podmienok? Napríklad roztrhaný list Saintpaulia je skutočne samostatným orgánom a môže sa ľahko pestovať v pohári vody.

Faktom je, že v 20. rokoch 20. storočia sa biológovia priblížili potrebe odpovedať na otázku: Aká je minimálna časť rastliny, ktorá môže rásť do celého organizmu? Vedci sa snažili pestovať jednotlivé orgány a ich časti z rôznych rastlín a čelili významnej prekážke: čím menší je izolovaný fragment rastliny, tým väčšie je riziko poškodenia baktérií a húb, ktorým boli vystavené. Pokusy kultivovať sterilné rastlinné fragmenty v izolovaných podmienkach ukázali, že aj veľmi malý kúsok rastliny, ak je bez spór baktérií a húb, môže zostať nažive na dlhú dobu a dokonca rásť.!

Experiment umožnil regenerovať celé rastliny schopné kvetu z jednotlivých buniek. Koniec koncov, na pestovanie plnohodnotného organizmu, v ktorom sú stovky tisíc buniek z malého kúska pozostávajúceho iba z niekoľkých stoviek alebo desiatok buniek, potrebné značné množstvo výživy a energie..

Kultivačné médium na klonovanie

Umelé kultivačné médium je jedinou zložkou šľachtiteľskej technológie v vitro, predstavil človek. V tomto prostredí však prakticky neexistujú žiadne cudzie látky pre prírodu. Pozostáva z:

• vyvážený komplex minerálnych solí-
• sacharóza (cukor bez nečistôt)-
• vitamíny (B1, B3, B6, B8, C) potrebné na udržanie rastu-
• hormóny (látky, ktoré regulujú a usmerňujú rast potrebným smerom).

Prítomnosť hormónov v životnom prostredí môže upozorniť milovníkov výrobkov šetrných k životnému prostrediu. Pripomeňme si však históriu tejto šľachtiteľskej metódy. Francúzsky vedec Georges Morel v roku 1960 vyvinul a navrhol technológiu masového množenia orchideí v kultúre v vitro. Jednou z hlavných zložiek životného prostredia, ktorá v tom čase nahradila funkciu hormónov, bola až do 80. rokov kokosová šťava..

Kokosová šťava obsahuje rovnaké hormóny, ktoré sa teraz samostatne pridávajú do živného média, čo znamená, že látky, ktoré sa môžu javiť ako nežiaduce „umelé“ zložky, sa ukázali ako takmer jedna z najprirodzenejších.

Technológia, ktorú navrhol J. Morel, vám umožňuje rýchlo a efektívne propagovať takmer všetky rastliny. Dostala meno - klonálna mikropropagácia. Väčšina rododendronov a orchideí, ktoré sa dnes predávajú v kvetinárstvách, sa vyrábala touto konkrétnou metódou. Obzvlášť pozoruhodná je skutočnosť, že táto úžasná technológia umožňuje množenie v požadovanom množstve rastlín, ktoré sú zvyčajne schopné produkovať procesy iba raz ročne..

Ďalšou jedinečnou vlastnosťou tejto technológie je, že množenie rastlín sa uskutočňuje v izolovaných podmienkach, ktoré umožňujú, aby klony boli chránené pred hubovými, bakteriálnymi a vírusovými chorobami. Neprítomnosť chorôb je kľúčom k úplnému odhaleniu potenciálu rastliny.

Dúfame, že teraz sa slovo klon stalo zrozumiteľnejším a nie až tak desivým spôsobom, a klonovanie a technológia klonálnej mikropropagácie vás bude inšpirovať, aby ste sa týmito zaujímavými procesmi unášali..

Teraz sa táto technológia stala bližšou a dostupnejšou ako kedykoľvek predtým: vďaka nej sa získa vysokokvalitný výsadbový materiál rôznych kultúr. My, zamestnanci spoločnosti NPP MICROCLONE LLC, ďakujeme za pozornosť a radi vás predstavíme bližšie k svetu klonálnych mikropropagácií..