Đối với mỗi người làm vườn, dù chuyên nghiệp hay nghiệp dư, điều quan trọng là phải biết cách nhân giống cây trồng của bạn. Có nhiều cách, và một trong những cách hay và hiệu quả nhất là phương pháp vi nhân giống. Nó là gì, nó hoạt động như thế nào và tất cả sự khôn ngoan chính của nó - trong tài liệu của chúng tôi.
Đây là gì?
Hãy bắt đầu với điều quan trọng nhất. Trong cụm từ "tái tạo vi dòng", từ thứ hai rõ ràng đối với tất cả mọi người, nhưng từ thứ nhất - chỉ dành cho giới thượng lưu. Hãy làm rõ tình hình. "Microclonal" là gì?
Nói theo thuật ngữ khoa học "thông minh", đây là một loài phụ nhân giống sinh dưỡng đặc biệt bằng kỹ thuật gọi là "in vitro" (trong ống nghiệm), giúp thu được cây trong thời gian ngắn hơn. Chúng ta sẽ hiểu rõ ràng hơn và chi tiết hơn, và về điều này, trước tiên chúng ta nhớ lại nhân giống sinh dưỡng là gì và giải thích thuật ngữ "invitro" có nghĩa là gì.
Trong vùng hoang dã khoa học
Từ khóa học của trườngTrong sinh học, chúng ta biết rằng thực vật có thể được nhân giống bằng hai cách: hạt giống (khi chúng ta rải hạt vào đất) và sinh dưỡng. Nhân giống sinh dưỡng là vô tính, nó xảy ra bằng cách tách một số bộ phận từ cây mẹ. Chồi chồi, ra rễ chồi non, cấy củ - tất cả những điều này là nhân giống thực vật.
Có vẻ như với sự trợ giúp của hạt giống, việc tăng số lượng cây trồng sẽ dễ dàng hơn nhiều - không có vấn đề gì như vậy cả. Tuy nhiên, phương pháp này có khá nhiều nhược điểm; trong một số trường hợp, hoàn toàn không thể sử dụng hạt giống - và phương pháp thực dưỡng, ưu điểm không thể phủ nhận của phương pháp này so với phương pháp đầu tiên là bảo tồn toàn bộ gen của cây mẹ, vẫn là phương pháp duy nhất dễ tiếp cận và thuận tiện. Nhưng tiếc thay, anh ấy cũng có những khuyết điểm. Ví dụ, việc thiếu hiệu quả mong muốn (ví dụ, ở các cây như sồi, thông, v.v.), các loài cây "già" hơn (hơn 15 năm tuổi) không thể nhân giống bằng cách giâm cành, các quy trình như vậy khá tốn công và tốn năng lượng, các cây tạo thành không phải lúc nào cũng tương ứng với tiêu chuẩn và mẫu (có thể bị nhiễm bệnh) - v.v.
Và đối với những trường hợp này, công nghệ vi nhân giống tồn tại, giống như Chip và Dale, lao vào giải cứu. Như đã đề cập ở trên, nó được thực hiện bằng kỹ thuật "in vitro", được dịch từ tiếng Latinh là "trong ống nghiệm". Do đó, kỹ thuật này giúp có thể "nhân bản" trong "ống nghiệm" một cây có các gen giống hệt nhưnhư cha mẹ. Điều này là do tế bào có thể mang lại sự sống cho một sinh vật mới dưới tác động của các yếu tố bên ngoài.
Công nghệ vi nhân giống chắc chắn có một số ưu điểm và nhược điểm. Chúng ta sẽ nói về chúng sau.
Cái nào tốt hơn vi nhân giống
Để nhiều! Và trước hết, sự vắng mặt của virus và bệnh nhiễm trùng ở cây đã lai tạo (bởi vì các tế bào đặc biệt được sử dụng cho việc này - chúng được gọi là tế bào mô phân sinh, tính đặc thù của chúng nằm ở sự phân chia không ngừng và sự hiện diện của hoạt động sinh lý trong suốt cuộc đời). Ngoài ra, thực vật được "chiết xuất" theo cách này có khối lượng sinh sản khá cao và toàn bộ quá trình nhân giống diễn ra nhanh hơn nhiều. Với sự trợ giúp của công nghệ vi nhân giống, có thể thực hiện quy trình này đối với những cây trồng mà việc thực hiện điều này bằng các phương pháp thông thường, "truyền thống" là vô cùng khó khăn. Cuối cùng, trong kỹ thuật "in vitro", cây có thể được trồng quanh năm, không giới hạn trong bất kỳ khoảng thời gian nào. Vì vậy, có rất nhiều lợi thế cho một kỹ thuật như vậy. Và trước khi đi sâu vào bản chất của nhân giống thực vật vi mô, chúng ta hãy tìm hiểu một chút lịch sử về sự xuất hiện của phương pháp này. Ai đã nghĩ ra ý tưởng này và làm thế nào?
Lịch sử của phương pháp
Thí nghiệm thành công đầu tiên trên hoa lan được thực hiện bởi một nhà khoa học người Pháp vào những năm 50 của thế kỷ trước. Đồng thời, ban đầu anh ta không tham gia vào kỹ thuật "invitro" - nó đã được phát triển trước anh ta, và khá thành công. Tuy nhiên, đó là JeanMorel - đó là tên của nhà thí nghiệm người Pháp - đã quyết định thực hiện một thí nghiệm tương tự và thực hiện khá thành công. Các tác phẩm kể về kỹ thuật này đã xuất hiện trước ông vài thập kỷ - vào những năm 20 của thế kỷ trước.
Một "bản sao trong ống nghiệm" của một loại cây thân gỗ - cụ thể là cây dương xỉ - đã được thu được vào những năm sáu mươi. Hóa ra làm việc với gỗ khó hơn so với hoa và các loại cây khác, tuy nhiên, những khó khăn này đã được khắc phục sau một thời gian nhất định. Hiện nay, hơn 200 loài cây từ hơn bốn mươi họ có thể thu được bằng phương pháp "ống nghiệm". Công nghệ vi nhân giống cây trồng tự phát triển và đơm hoa kết trái.
Thông tin thêm về phương pháp
Như bạn có thể đoán, có rất nhiều điều tinh tế trong việc phát triển và ứng dụng vi nhân giống thực vật. Vì vậy, ví dụ, có những giai đoạn đặc biệt cho công nghệ này, mà chỉ cần làm theo để có được kết quả mong muốn. Bạn cần hiểu rằng việc bỏ qua chuỗi hành động hoặc một số giai đoạn có thể hoàn toàn không mang lại kết quả mà người chăn nuôi đang trông đợi. Vì vậy, chúng ta sẽ nói thêm về các giai đoạn của kỹ thuật này.
Các giai đoạn vi nhân giống cây trồng
Công nghệ này bao gồm bốn "bước" trên con đường đạt được "bản sao" đáng thèm muốn. Chúng tôi sẽ cố gắng nói về chúng một cách phi khoa học nhất có thể, vì các thuật ngữ công nghệ sinh học vẫn chưa phải là điều dễ hiểu nhất đối với nhiều đối tượng. VÀ,Nhân tiện, chúng tôi sẽ giải thích ngay một trong những thuật ngữ này: mẫu cấy - đây là cách các nhà khoa học trong lĩnh vực này gọi một sinh vật mới tách ra từ sinh vật mẹ. Đó là, "chuột lang" sẽ được phát triển hơn nữa.
Vì vậy, chúng ta hãy chuyển sang "các bước" của chúng tôi. Bước đầu tiên là sự lựa chọn của chính cha mẹ - hoặc nhà tài trợ. Vấn đề này cần được tiếp cận với sự nghiêm túc và trách nhiệm cao nhất, vì để có được một cây tốt, mạnh, khỏe thì ta và “gốc” phải chọn giống nhau. Một quả táo, như bạn biết, không rơi xa cây.
Ở cùng một giai đoạn, cần phải cách ly và khử trùng các mẫu, sau đó tổ chức các điều kiện như vậy để sự phát triển của các mẫu giống này trong kỹ thuật "in vitro" diễn ra thoải mái nhất có thể.
"Bước" thứ hai không thể dễ dàng hơn - đó là tái tạo chính nó. Có thể sau một tháng rưỡi, khi các cành giâm mini đã đạt kích thước bằng hạt đậu và có đầy đủ các cơ quan sinh dưỡng thô sơ. Đến lượt nó, tiếp theo là sự ra rễ của các chồi đã thu được ở giai đoạn trước. Tiến hành khi cây đã hình thành bộ rễ tốt.
Bước cuối cùng là giúp cây trồng thích nghi với "cuộc sống" trong đất, trồng chúng trong nhà kính, sau đó cấy xuống đất hoặc bán - có thể nói là "khởi hành đến thế giới rộng lớn". Giai đoạn này, kỳ lạ thay, là tốn thời gian và tốn kém nhất, bởi vì rất thường xuyên, không may, nó sẽ xảy ra, một khi trong đất, cây bắt đầurụng lá, ngừng phát triển - và sau đó nó có thể chết hoàn toàn. Tất cả điều này xảy ra bởi vì cây trồng trong ống nghiệm mất rất nhiều nước khi cấy xuống đất. Vì vậy, cần phải ngăn ngừa khả năng như vậy trong quá trình cấy ghép - người ta nên phun lá bằng dung dịch nước 50% của glycerin hoặc hỗn hợp parafin. Điều này phải được thực hiện trong suốt thời gian thích nghi. Ngoài ra, trong một số trường hợp, nên cố ý gây bệnh nấm - tức là đưa nấm nhân tạo vào các mô thực vật gây nhiễm cho nó. Điều này được thực hiện để cây trồng nhận được nhiều chất dinh dưỡng và chất hữu cơ hữu ích nhất có thể, đồng thời cũng được bảo vệ khỏi các mầm bệnh khác nhau.
Đó là tất cả các giai đoạn của quá trình vi nhân giống, như chúng ta thấy, không có gì phức tạp hay siêu nhiên trên toàn cầu, tuy nhiên, chúng tôi xin nhắc lại một lần nữa, toàn bộ sự kiện này đòi hỏi trách nhiệm và sự chú ý lớn.
Các yếu tố ảnh hưởng
Quá trình vi nhân giống, giống như bất kỳ quá trình nào khác, bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố. Hãy liệt kê chúng đi, bởi vì "bạn cần phải biết đối phương trực tiếp."
- Giống, loài và đặc điểm sinh lý của cây mẹ - cây phải khỏe mạnh, phát triển mạnh, nếu cần, được xử lý bằng cách tiếp xúc với nhiệt độ.
- Tuổi, cấu trúc và nguồn gốc của mẫu.
- Thời gian tu luyện.
- Hiệu quả tiệt trùng.
- Nơi chăn nuôi tốt.
- Nội tiết tố, muối khoáng, cacbohydrat, vitamin.
- Nhiệt độ vàchiếu sáng.
Những gì bạn cần cho vi nhân giống
Có một yêu cầu rất quan trọng đối với cây trồng sẽ được nhân giống theo cách trên - bên cạnh việc chúng phải khỏe mạnh. Đây là một tất yếu để bảo tồn sự ổn định của gen trong suốt tất cả các giai đoạn trên. Yêu cầu này được đáp ứng tốt nhất bởi mô phân sinh đỉnh, cũng như chồi nách có nguồn gốc từ thân, đó là lý do tại sao chúng được ưu tiên sử dụng cho quy trình mà chúng tôi quan tâm.
Những thuật ngữ trên sẽ không thể hiểu được đối với người bình thường. Dưới đây, chúng tôi sẽ cố gắng giải thích chúng là loại động vật nào và phục vụ chúng bằng gì.
Mô phân sinh đỉnh
Ở trên, chúng ta đã đề cập đến sự tồn tại của các tế bào mô phân sinh đặc biệt - hay nói cách khác là các tế bào mô phân sinh. Đây là những tế bào liên tục phân chia, luôn ở trạng thái hoạt động thể chất - do đó khối lượng của cây lớn lên và một mô đặc biệt của cây này được hình thành. Nó được gọi là mô phân sinh. Có nhiều loại mô phân sinh. Nói chung, chúng có thể được chia thành chung và đặc biệt. Khái niệm về mô phân sinh chung bao gồm ba nhóm, như nó vốn có, nối tiếp nhau. Mô phân sinh đầu tiên ở thực vật là mô phân sinh của phôi, từ đó bắt nguồn mô phân sinh đỉnh mà chúng ta quan tâm.
Từ "apical" bắt nguồn từ "apix" trong tiếng Latinh và nó được dịch là "đỉnh". Do đó, đây là hệ thống mô đỉnh nằm ở tận cùng của phôi - và chính từ đó mà chồi được hình thành sau đó và bắt đầu tăng trưởng và phát triển. Vì vậy, nói về mô phân sinh đỉnh như một đối tượng để vi dòng, chúng ta phải hiểu rằng chúng ta sử dụng phần ngọn của phôi cho nhu cầu của chúng ta.
Nhũ nách thì dễ hơn một chút. Ai cũng biết thận là gì. Chồi nách là chồi được sinh ra từ nách lá. Lần lượt, nách lá là góc giữa lá và thân của nó; từ đó một quả thận hoặc một đường thoát sẽ lớn lên. Chính phần này, tức là phần chụp phụ trong tương lai, cũng được thực hiện để vi nhân giống tiếp theo.
Bây giờ một số ánh sáng đã được hé lộ bức màn bí ẩn, cuối cùng chúng ta có thể chuyển sang phương pháp vi nhân giống.
Phương pháp nhân giống vi mô
Nhân giống vi mô vẫn tốt, về cơ bản ngụ ý khả năng sử dụng một số kỹ thuật khác nhau cùng một lúc. Chúng tôi sẽ cố gắng bao gồm mỗi người trong số họ càng đơn giản càng tốt. Tổng cộng có bốn phương pháp vi nhân giống.
Đầu tiên. Kích hoạt các mô phân sinh đã có trong cây
Điều này có nghĩa là gì? Trong thực vật, ngay cả một vi mảnh nhỏ như vậy, một số mô phân sinh nhất định đã được hình thành. Đây là đỉnh của thân và các chồi nách của nó. Để vi dòng thực vật, có thể "đánh thức" các mô phân sinh không hoạt động cho đến nay "trong ống nghiệm" này. Điều này đạt được bằng cách loại bỏ mô phân sinh đỉnh của vi mầm, hay đúng hơn là thân của nó, sau đó cắt chồi bằng kỹ thuật "in vitro" hoặc bằng cách đưa các chất đặc biệt vào môi trường dinh dưỡng của cây để kích hoạt sự sinh trưởng và phát triển của chồi nách. Phương phápkích hoạt mô phân sinh "ngủ" là chính, phổ biến và hiệu quả nhất, và nó đã được phát triển từ những năm bảy mươi của thế kỷ trước. Dâu tây trở thành “chuột lang” đầu tiên trong việc ứng dụng vi nhân giống cây trồng kiểu này. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là không được nhân giống cây trồng vô thời hạn theo cách này, vì điều này sẽ làm mất khả năng ra rễ và trong một số trường hợp, cây trồng bị chết.
Thứ hai. Sự xuất hiện của những chồi đầy bất ngờ nhờ sức mạnh của chính cây trồng
Bất kỳ bộ phận biệt lập nào của thực vật đều có khả năng thực sự kỳ diệu, siêu năng lực của riêng nó. Nếu trong quá trình nhân giống vi mô, môi trường dinh dưỡng của cây và tất cả các điều kiện sống khác thuận lợi và dễ chịu, thì nó có thể phục hồi những phần bị thiếu. Một kiểu tái sinh diễn ra - các mô của thực vật hình thành các chồi phụ, hoặc chồi phụ - nghĩa là các chồi xuất hiện, như nó vốn có, "từ nguồn dự trữ cũ", chứ không phải từ các mô mới. Những chồi như vậy không bình thường ở chỗ chúng xuất hiện, như một quy luật, ở những nơi mà bạn không mong đợi chúng xuất hiện - ví dụ như trên rễ. Đó là bằng cách này mà nhiều loài hoa thường được nhân giống, một lần nữa - dâu tây. Đây là phương pháp vi nhân giống cây trồng phổ biến và hiệu quả thứ hai.
Thứ ba. Hình thành phôi xôma
Với từ thứ hai, mọi thứ nên rõ ràng hơn hoặc ít hơn. Chúng ta hãy đề cập đến vấn đề đầu tiên - soma nghĩa là gì? Từ này trong mạch này có liên quan trực tiếp đến các ô cùng tên. Những tế bào như vậy được gọi là những tế bào tạo nên cơ thể của các sinh vật đa bào và khôngtham gia vào quá trình sinh sản hữu tính. Tóm lại, đây là tất cả các tế bào, ngoại trừ các giao tử. Quá trình hình thành phôi soma được thực hiện theo một cách khá đơn giản: phôi được hình thành từ các tế bào trên (nghĩa là soma) bằng cách sử dụng kỹ thuật “in vitro”, sau đó, khi chúng tổ chức các điều kiện thích hợp để phát triển với môi trường dinh dưỡng tối ưu, sẽ biến thành một nhà máy toàn bộ độc lập. Trong trường hợp này, chúng ta có thể nói về một khái niệm như là tính toàn năng (khả năng của bất kỳ tế bào nào, do sự phân chia, để bắt đầu bất kỳ loại tế bào nào của một sinh vật). Người ta tin rằng cuối cùng những phôi như vậy sẽ phát triển thành một cây con. Quá trình tạo phôi soma cũng tốt vì có thể thu được hạt nhân tạo theo cách này. Phương pháp này lần đầu tiên được phát hiện vào giữa thế kỷ trước trong tế bào cà rốt.
Một phương pháp vi nhân giống cây tích cực tương tự được sử dụng để nhân giống cọ dầu. Vấn đề là, vì nó không có chồi non hay chồi bên, nên việc nhân giống sinh dưỡng của nó là không thể (hoặc, trong mọi trường hợp, rất khó), cũng như việc giâm cành là không thể. Do đó, phương pháp trên là phương pháp duy nhất dễ tiếp cận nhất và tối ưu nhất khi làm việc với nhà máy này.
Thứ tư. Làm việc với mô sẹo
Một thuật ngữ khác đã “trôi nổi” vào mạng lưới tường thuật của chúng ta một cách suôn sẻ, và trước hết, cần phải làm rõ ý nghĩa của nó. Mô sẹo là gì? Mọi người đều biết trên vết thương khi sống một chút sẽ xuất hiện một lớp vảy khô. Và nếu bạn kéo nó ra, vết thương lại bắt đầu chảy máu. Đồ chơinói cách khác, chính lớp vỏ, “mô chữa bệnh, là mô sẹo. Các tế bào của mô này, không chỉ đóng góp vào việc chữa lành vết thương, còn có tính năng toàn năng - nghĩa là, như đã được giải thích ở trên, chúng cho phép một cây mới phát sinh. Và đó là lý do tại sao các chồi phụ (dạng phiêu sinh - chúng tôi đã giới thiệu thuật ngữ này trước đây) cũng có thể xuất hiện trên mô như vậy.
Phương pháp này trong cả bốn phương pháp trên có lẽ ít phổ biến nhất. Trước hết, điều này là do sự phân tách quá thường xuyên của các tế bào mô sẹo có thể dẫn đến rối loạn gen và đột biến ở nhiều mức độ khác nhau. Vì việc bảo tồn kiểu gen là rất quan trọng đối với vi nhân giống, và quá trình nuôi cấy mô phải được duy trì ở mức cao nhất. Ngoài ra, với những vi phạm trên còn xuất hiện những khuyết điểm khác: tầm vóc thấp bé, dễ mắc bệnh tật,…. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chỉ có thể tái tạo theo cách tương tự - ví dụ: đối với củ cải đường, đơn giản là không có phương pháp nào khác.
Tiếp theo, chẳng hạn, chúng ta sẽ nói một vài từ về nhân bản của các loài thực vật cụ thể, nhưng trước tiên, chúng ta cần chia sẻ thông tin về sự phục hồi của các loài thực vật được sử dụng làm vật liệu trồng trọt. Làm thế nào để đạt được điều này?
Phục
Có một số cách để chuyển một cây từ bệnh tật thành khỏe mạnh, và cách đầu tiên là đặt mầm vào một buồng hoặc hộp đặc biệt, nơi duy trì các điều kiện vô trùng và "nhồi" nó bằng thuốc kháng sinh. Phương pháp này tốt cho tất cả mọi người, ngoại trừ việc nó không đối phó với tất cả vi khuẩn.và vi rút mà thực vật có thể tiếp xúc. Trong những trường hợp như vậy, để khử trùng cây trồng, chúng được áp dụng phương pháp nhiệt trị - nói cách khác là xử lý nhiệt trong các buồng biệt lập đặc biệt, nơi nhiệt độ được tăng lên hàng ngày trong nhiều ngày liên tiếp. Hóa trị là một cách khác để chống lại nhiễm trùng và vi khuẩn cho cây bị nhiễm bệnh.
Về nhân bản khoai tây
Nhân tiệnKhoai tây là một trong số ít cây trồng có thể được nhân giống bằng phương pháp thứ tư trong số các phương pháp trên. Nhưng, tất nhiên, đây không phải là cách duy nhất - và thường chúng cũng sử dụng đến việc kích hoạt các mô phân sinh ngọn và nách "đang ngủ". Các củ thu được sau khi nhân bản hoàn toàn giống với củ "gốc" - chúng chỉ khác nhau ở kích thước nhỏ hơn, chúng được gọi là các vi ống. Và bên cạnh đó, chúng chắc chắn sẽ khỏe mạnh và không có vi rút.
Trong nhân giống vi mô khoai tây được trồng trong ống nghiệm hai hom, ống nghiệm được đặt dưới ánh sáng của đèn huỳnh quang có công suất từ sáu đến tám nghìn lux, nhiệt độ duy trì vào ban đêm trong vòng mười tám. độ, trong ngày - khoảng 25. Ở Nga, khoai tây được trồng tích cực nhất bằng cách sử dụng nhân bản.
Về nhân bản cây táo: những điều bạn cần biết
Trong vi nhân giống cây táo, phương pháp đầu tiên được sử dụng rộng rãi - nhân giống bằng chồi nách. Khả năng cao của nền văn hóa này sẽ ra rễ và tỷ lệ sống sót của nhiều hơnmẫu.
Chúng được đặt trong môi trường dinh dưỡng lỏng, được cập nhật liên tục - hàng ngày. Nhiệt độ của nhà máy trong ống nghiệm cũng được duy trì ở 25 độ vào ban ngày, thí nghiệm được thực hiện trong ba đến bốn tuần.
Sự thật thú vị
- Kỹ thuật này, như bạn có thể dễ dàng đoán, lấy tên của nó từ khái niệm "nhân bản", xuất hiện vào năm 1903. Từ tiếng Hy Lạp, từ này được dịch là "con đẻ" hoặc "cắt".
- Nơi đầu tiên ở nước ta thực hiện những thử nghiệm đầu tiên trong việc nhân giống cây vi mô là Viện Timiryazev Moscow.
- Vi nhân giống vô tính là một phương pháp tuyệt vời để kiểm soát virus và tạo ra những cây khỏe mạnh, không nhiễm bệnh.
- Giai đoạn cây trải qua trước khi ra hoa và kết trái được gọi là cây non - và ở những sinh vật thu được bằng cách nhân bản, nó bị giảm thiểu.
- Hợp chủng quốc Hoa Kỳ, Hà Lan, Ý, Ba Lan, Israel và Ấn Độ được coi là những quốc gia đi đầu trong việc sản xuất cây trồng theo cách trên.
- Gần 2,5 nghìn loài và giống cây trồng hiện có thể được nhân giống bằng kỹ thuật "in vitro".
- Trong giai đoạn đầu, cây trồng trong ống nghiệm có thể khác nhau về hình dáng, nhưng khi chúng lớn lên, mọi khác biệt đều biến mất, và cuối cùng các cây trở nên giống nhau, giống như anh em sinh đôi.
- Thuốc nổ từ cây non tốt nhất là rễ từtrưởng thành.
- Một trong những điều kiện quan trọng trong nhân giống vi mô là việc lựa chọn môi trường dinh dưỡng thuận lợi nhất cho cây, có thể ở cả trạng thái lỏng và rắn.
- Tế bào của mô phân sinh thường không chứa virus.
- Kích thước của mẫu cấy có liên quan trực tiếp đến sự hiện diện có thể có của vi rút trong đó. Nó càng nhỏ, nguy cơ nhiễm trùng càng thấp.
- Tên khác của vi nhân giống là nhân giống mô phân sinh.
Đây là thông tin về vi nhân giống thực vật, một chủ đề phức tạp nhưng cũng rất thú vị.
