Explantátové kultury a jejich využití k mikropropagaci rostlin

Zpracovatelé: Jana Šedlbauerová

Láďa Hemer

Proboha, co to vůbec znamená?

• EXPLANTÁTOVÉ KULTURY:– PATŘÍ K TRADIČNÍM ZPŮSOBŮM VEGETATIVNÍHO

MNOŽENÍ– PŘEDSTAVUJÍ PĚSTOVÁNÍ IZOLOVANÝCH ČÁSTÍ

ROSTLINY V ASEPTICKÉM PROSTŘEDÍ ZA UMĚLÝCH PODMÍNEK

– PŘEDSTAVÍME-LI SI BUŇKU DIFERENCIOVANÝCH PLETIV, TAK SE VE SVÉ GENETICKÉ VÝBAVĚ SE NELIŠÍ OD BUŇKY MERISTEMATICKÝCH PLETIV (=Totipotentní buňka)

MIKROPROPAGACE:– JEDNA Z METOD VEGETATIVNÍHO MNOŽENÍ

Jaké metody jsou na výběr?

• 1.) Množení rostlin indukcí tvorby prýtů z axiálních pupenů

– a) Varianta kultivace vzrostných vrcholů– b) Kultivace jednonodálních stonkových segmentů

• 2.) Množení rostlin z adventních prýtů nebo adventních somatických embrií

– a) Přímá morfogeneze– b) Nepřímá organogeneze

– c) Nepřímá somatická embryogeneze

Kultivace vzrostných vrcholů

Apikální část stonku, složená z vrcholu a několika listových primordií je schopna při přenesení na živné médium regenerovat celou rostlinu. Vznikají nové axiální prýty, které lze odebírat a znovu zmnožovat. Jakmile je dost takto zmnožených prýtů, upraví se chemismus substrátu a segmenty se nechají zakořenit

VÝHODY: jednoduchá metoda, bezpečná,

často používaná, ale dost pomalá

Kultivace jednodonálních stonkových segmentů

Výchozí nevětvený prýt s několika danými nodálními úseky se mezi danými pupeny rozřeže na segmenty s jedním pupenem. Tyto segmenty se za vhodných podmínek pěstují a na nich vznikají nové prýty, které se nechávají zakořenit.

VÝHODY: nejjednodušší, bezpečná, nejčastěji používaná

Přímá morfogeneze

Podstatou metody je vznik pupenů z předem nediferenciovaných struktur. Pupeny vznikají indukcí za vhodných podmínek z buněk listu, řapíku, stonku, oddenku, šupiny cibule atd.po jejich diferenciaci.

Vzniklé indukované pupeny dávají vznik prýtům, které je možno množit např nodálními segmenty nebo pomocí axiálního větvení.

Tvorba pupenů bývá stimulována cytokininy a auxiny.

Metoda týkající se hlavně bylin.

Nepřímá organogeneze

Metoda charakteristická tím, že nové rostliny vznikají z neorganizovaného kalusového pletiva, tzn., že rostliny nevznikají z původního pletiva mateřské rostliny-nepřímý vznik. Kalusové kultury se v poslední době začínají používat i k propagaci některých lesních dřevin.

Fáze množení: 1.) získání kalusu

2.) indukce kalusu

3.) zakořeňování prýtů

Nepřímá somatická embriogeneze

Proces, při ktrém vzniká embrio z jiné buňky než je oplozené vajíčko. Somatická embria často vznikají spíše než z jedné izolované buňky na povrchu explantátu

Etapy: 1.) z diferenciovaného pletiva matečné rostliny odebereme embriogenní kalus

2.) na médiu se indikují somatická embria

3.) přenos som. embrií na další médium, kde vyklíčí a dál se vyvíjejí

Jaký je sled činností?

1.) získání sterilní kultury

opláchnutí vodou

povrchová desinfekce činidly

opláchnutí desinfekce z povrchu vzorků

ořezání poškozených pletiv

segmentace vzorku

2.) zmnožení kultury Výběr vhodné metody a zmnožení explantátu na

připraveném médiu

3.) zakořeňování – IN VITRO často ne zcela fukční kořeny

- IN VIVO

4.) převod rostliny do podmínek IN VIVO

postupná aklimatizace klonů na vnější podmínky

hlavně faktor vzdušné vlhkosti a přechod na autotrfní výživu

Příklad: iniciace prýtu na kaktusových kulturách

Na bazální části listu se tvoří kalus

Ten je odříznut a pasážován na čerstvé médium a roste a roste. V průběhu čtyř měsíců dospěl do velikosti 50x30x20 mm

Po další pasáži je již na povrchu kalusu patrná diferenciace buněk

Rozřezání části kalusu a přenesení na čerstvé médium. Tvorba prýtů je už pak velmi rychlá.

Výhody explantátových kultur:

• na malém prostoru se produkuje velký počet rostlin

• rychlé (možnost ovlivnit podmínky)

• Produkce klonů jejichž množení tradičními metodami probíhá pomalu nebo vůbec

• celoroční produkce rostlin

• zkrácení šlechtitelského cyklu

Nevýhody explantátových kultur:

• relativně drahé vybavení laboratoří

• pracnost

• drahý provoz laboratoře

• náročná aklimatizace rostlin na polní podmínky

Kdo nám pomáhal:

• Kováč, J.: Explantátové kultury rostlin –nakladatelství University Palackého v Olomouci 1995

• Novák, Fr.: Explantátové kultury a jejich využití ve šlechtění rostlin- Academia Praha 1990

• Chalupa, Vl.: Zachování genových zdrojů ušlechtilých listnáčů a jejich rozmnožování metodami in vitro, ON-LINE: silvarium.cz