Mikropropagácia tkanivových kultúr
Pestovanie rastlín zo semien alebo klonov sú dva spôsoby rozmnožovania rastlín, o ktorých ste už pravdepodobne počuli alebo ste ich možno sami vyskúšali. Donedávna to boli pre väčšinu pestovateľov jediné spôsoby rozmnožovania rastlín.
Mikropropagácia v tkanivových kultúrach je nový revolučný spôsob klonovania, ktorý má potenciál zmeniť budúcnosť kultivácie.
Čo je mikropropagácia tkanivových kultúr?
Ako už názov napovedá, pri mikropropagácii v tkanivových kultúrach sa na rozmnožovanie rastlín používajú bunkové kultúry pestované v Petriho miskách. Pri tomto procese sa z materskej rastliny odoberie vzorka rastliny (označovaná ako explantát) a umiestni sa do sterilného prostredia alebo nádoby obsahujúcej želírovacie médium bohaté na živiny a vitamíny, aby sa zabezpečil zdravý rast. Médium poskytuje vyvíjajúcej sa rastline potrebné živiny a hormóny potrebné na zdravý vývoj koreňov a výhonkov.
Tkanivová kultúra môže zostať v sterilnom prostredí teoreticky navždy, kým pestovateľ nebude chcieť so vzorkou pracovať. Pridávaním nových hormónov a pestovateľských roztokov bohatých na živiny môže pestovateľ kedykoľvek spustiť rast, vývoj koreňov a rozmnožovanie. Keď je rastlina dostatočne veľká na rozmnožovanie, je pripravená rozdeliť sa na doslova stovky samostatných, ale presne klonovaných jedincov.
Aké sú výhody tkanivových kultúr?
Proces pestovania tkanivových kultúr si vyžaduje čisté pracovné prostredie, ktoré zabezpečí, že nové rastliny sú bez akýchkoľvek škodcov a chorôb. Zároveň zostávajú geneticky identické s pôvodnou matkou. Klasické klonovanie môže byť tiež rýchlou alternatívou a spôsobom, ako zabezpečiť požadovanú genetiku rastlín. Tradičné klonovanie má však aj svoje nevýhody. Klony môžu ľahšie podliehať chorobám alebo genetickým mutáciám prenášaným z materskej rastliny. V niektorých prípadoch je genetika rastlín pre pestovateľa mimoriadne dôležitá a tradičné klonovanie nemusí byť postačujúce.
Pestovaním zo semien sa dá vyhnúť niektorým škodcom a chorobám, ale semená si počas rastu vyžadujú neustálu pozornosť a môžu vytvárať samčie rastliny, čo je v niektorých prípadoch nežiaduce. Pestovanie zo semien je tiež oveľa pomalšie ako pestovanie z klonov a nezachováva genetickú stabilitu, ktorá je pre mnohých pestovateľov mimoriadne dôležitá.
Najmä pre vysokokapacitné rastliny sú zaujímavým riešením tkanivové kultúry, pretože množenie vo veľkom množstve mikropropagáciou je veľmi efektívne. V porovnaní s bežnými klonmi, ktoré si vyžadujú neustálu starostlivosť o materské rastliny, môžu byť tkanivové kultúry dlhodobo skladované v relatívne malom priestore. Vo veľmi krátkom čase sa uložené kultúry môžu rozmnožiť na tisíce jedincov.
Výhody tkanivových kultúr sa netýkajú len komerčných pestovateľov, ale môžu byť značným prínosom aj pre menších pestovateľov. Vďaka súprave na domácu mikropropagáciu tkanivových kultúr môže každý pestovateľ vziať genetickú výbavu svojich rastlín do vlastných rúk. Keď si túto techniku osvoja komerčné prevádzky, bude určite dostupnejšia aj pre menších pestovateľov.
Používanie tkanivových kultúr pri rozmnožovaní rastlín
V závislosti od druhu, spôsobu pestovania a konečného využitia plodiny si pestovatelia všetkých druhov rastlín zvyčajne môžu vybrať medzi dvoma spôsobmi rozmnožovania. Prvým je tradičné pestovanie zo semien a druhým je rozmnožovanie rastlín odrezkami.
Pri druhoch, ktoré ľahko zakoreňujú, je rezanie časovo a finančne výhodnejšie ako pestovanie zo semien. To platí najmä pri pestovaní rastlín na liečivé alebo okrasné účely. Semená niektorých z týchto druhov sa ťažko hľadajú, sú drahé a niekedy je ťažké ich vyklíčiť. Ďalšou nespornou výhodou odrezkov je, že pestovateľ získava geneticky a fenotypovo jednotné klony materskej rastliny.
O materské rastliny sa treba neustále starať a pri odbere odrezkov hrozí riziko zavlečenia patogénov, ktoré sa potom prenášajú na klony. Pri takzvaných samonakvétacích odrodách rastlín, ktoré nereagujú na zmeny fotoperiódy klasickým spôsobom, je udržanie materských rastlín prakticky nemožné.
Používanie tkanivových kultúr pri rozmnožovaní rastlín má niekoľko výhod. Podobne ako pri odrezkoch sú jedince vypestované v skúmavke geneticky a fenotypovo identické s darcovskou rastlinou. V procese zberu a následného množenia tkanivových kultúr sa rastlinný materiál niekoľkokrát sterilizuje. Výsledkom je, že takto získané klony sú očistené od všetkých patogénov a majú preukázateľne vyššiu vitalitu a úrodu. Okrem toho sa v skúmavke dajú vyklíčiť aj vzácne semená staré desiatky rokov, ktoré by inak nemali šancu vyklíčiť.
V komerčnom prostredí využívajú tkanivové kultúry napríklad pestovatelia banánov alebo čučoriedok, ktorí sú schopní vo svojich dobre vybudovaných laboratóriách v relatívne krátkom čase vyprodukovať obrovské množstvá predpestovaných rastlín v skúmavkách. V prípade menej komerčne využívaných plodín je zvyčajne vhodnejšie vypestovať zdravé materské rastliny z tkanivových kultúr, z ktorých sa potom ľahko odoberajú prvotriedne odrezky. Tento proces je relatívne rýchly a menej náročný na zdroje.
Dlhodobé skladovanie genetického materiálu
Klonovanie z materských rastlín si vyžaduje ich neustále udržiavanie vo vegetatívnom stave, čo so sebou prináša množstvo problémov. "Matky" sú veľké a zaberajú miesto. V komerčných škôlkach, ktoré používajú túto metódu, je to zvyčajne približne 10 až 15 % celkovej pestovateľskej plochy. Tkanivové kultúry možno skladovať na zlomku tejto plochy.
Ak ste niekedy mali svoju obľúbenú materskú rastlinu, možno ste si všimli, že odrezky z nej sa po čase stali menej vitálnymi a nevyzerali tak zdravo ako pôvodná materská rastlina. Postupné hromadenie bakteriálnych, hubových, vírusových alebo viroidných ochorení v celej klonovej línii prispieva k postupnému zhoršovaniu zdravotného stavu.
Tkanivové kultúry sú zbavené všetkých choroboplodných zárodkov a môžu sa skladovať v bezpečnom prostredí bez rizika opätovnej infekcie.
Druhou príčinou môže byť takzvaná "senescencia", čo je termín pre vrodené biologické starnutie. Nezabúdajme, že rastliny, podobne ako zvieratá, majú obmedzenú dĺžku života a klony nesú informáciu o biologickom veku rastliny.
Pri mikropropagácii môže skúsený laborant odobrať tisíce až desaťtisíce vybraných mladých buniek z určitých častí rastliny a v podstate tak vynulovať biologické hodiny.
