Καλλιέργεια φυτικών ιστών

Καλλιέργεια φυτικών ιστών

Oktober 1, 2022 0 Von admin

Η καλλιέργεια φυτικών ιστών είναι η in vitro άσηπτη καλλιέργεια κυττάρων, ιστών, οργάνων ή ολόκληρου του φυτού κάτω από ελεγχόμενες διατροφικές και περιβαλλοντικές συνθήκες συχνά για την παραγωγή των κλώνων των φυτών.

  • Αναφέρεται σε μια συλλογή τεχνικών που χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση ή την ανάπτυξη φυτικών κυττάρων, ιστών ή οργάνων υπό στείρες συνθήκες σε θρεπτικό μέσο καλλιέργειας της γνωστής σύνθεσης.
  • Οι προκύπτοντες κλώνοι είναι αληθινοί στον τύπο του επιλεγμένου γονότυπου.

Καλλιέργεια φυτικών ιστών

Αρχή της καλλιέργειας φυτικών ιστών

  • Η καλλιέργεια φυτικών ιστών βασίζεται στο γεγονός ότι πολλά φυτικά κύτταρα έχουν την ικανότητα να αναγεννήσουν ένα ολόκληρο φυτό (ολοδυναμία).
  • Μεμονωμένα κύτταρα, φυτικά κύτταρα χωρίς κυτταρικά τοιχώματα (πρωτοπλάστες), κομμάτια φύλλων, μίσχων ή ριζών μπορούν συχνά να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ενός νέου φυτού σε μέσα καλλιέργειας, δεδομένου των απαιτούμενων θρεπτικών συστατικών και φυτικών ορμονών.
  • Οι ελεγχόμενες συνθήκες παρέχουν στην καλλιέργεια ένα περιβάλλον ευνοϊκό για ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό.
  • Αυτές οι συνθήκες περιλαμβάνουν την κατάλληλη παροχή θρεπτικών ουσιών, το μέσο pH, την επαρκή θερμοκρασία και το κατάλληλο αέριο και υγρό περιβάλλον.

Τεχνική καλλιέργειας φυτικών ιστών

  1. Η προετοιμασία του φυτικού ιστού για καλλιέργεια ιστού πραγματοποιείται υπό άσηπτες συνθήκες κάτω από φιλτραρισμένο αέρα HEPA που παρέχεται από θάλαμο στρωτής ροής.
  2. Ο ιστός αναπτύσσεται σε αποστειρωμένα δοχεία, όπως τρυβλία Petri ή φιάλες σε δωμάτιο ανάπτυξης με ελεγχόμενη θερμοκρασία και ένταση φωτός.
  3. Τα ζωντανά φυτικά υλικά από το περιβάλλον είναι φυσικά μολυσμένα στις επιφάνειές τους (και μερικές φορές στο εσωτερικό) με μικροοργανισμούς, επομένως οι επιφάνειές τους αποστειρώνονται σε χημικά διαλύματα (συνήθως αλκοόλ και υποχλωριώδες νάτριο ή ασβέστιο) πριν ληφθούν κατάλληλα δείγματα (γνωστά ως εκφυτεύματα).
  4. Τα αποστειρωμένα εκφυτεύματα στη συνέχεια συνήθως τοποθετούνται στην επιφάνεια ενός αποστειρωμένου στερεού μέσου καλλιέργειας αλλά μερικές φορές τοποθετούνται απευθείας σε ένα στείρο υγρό μέσο, ​​ιδιαίτερα όταν επιθυμούνται καλλιέργειες κυτταρικού εναιωρήματος.
  5. Τα στερεά και τα υγρά μέσα αποτελούνται γενικά από ανόργανα άλατα συν μερικά οργανικά θρεπτικά συστατικά, βιταμίνες και φυτικές ορμόνες. Τα στερεά μέσα παρασκευάζονται από υγρά μέσα με την προσθήκη ενός παράγοντα σχηματισμού γέλης, συνήθως καθαρισμένου άγαρ.
  6. Η σύνθεση του μέσου, ιδιαίτερα των φυτικών ορμονών και της πηγής αζώτου (νιτρικό έναντι αλάτων αμμωνίου ή αμινοξέων) έχει βαθιές επιπτώσεις στη μορφολογία των ιστών που αναπτύσσονται από το αρχικό μόσχευμα.
  7. Για παράδειγμα, μια περίσσεια αυξίνης συχνά οδηγεί σε πολλαπλασιασμό των ριζών, ενώ μια περίσσεια κυτοκινίνης μπορεί να δώσει βλαστούς.
  8. Μια ισορροπία τόσο της αυξίνης όσο και της κυτοκινίνης θα παράγει συχνά μια μη οργανωμένη ανάπτυξη κυττάρων ή τύλου, αλλά η μορφολογία της ανάπτυξης θα εξαρτηθεί από το είδος του φυτού καθώς και από τη σύνθεση του μέσου.
  9. Καθώς οι καλλιέργειες μεγαλώνουν, τα κομμάτια συνήθως κόβονται σε φέτες και υποκαλλιεργούνται σε νέα μέσα για να επιτραπεί η ανάπτυξη ή να αλλάξει η μορφολογία της καλλιέργειας. Η ικανότητα και η εμπειρία του ιστοκαλλιεργητή είναι σημαντικές για να κρίνει ποια κομμάτια πρέπει να καλλιεργηθούν και ποια να απορριφθούν.
  10. Καθώς οι βλαστοί αναδύονται από την καλλιέργεια, μπορούν να τεμαχιστούν και να ριζωθούν με αυξίνη για να παραχθούν φυτάρια τα οποία, όταν ωριμάσουν, μπορούν να μεταφερθούν στο έδαφος γλάστρας για περαιτέρω ανάπτυξη στο θερμοκήπιο ως κανονικά φυτά.

Εφαρμογές και πλεονεκτήματα της καλλιέργειας φυτικών ιστών

  • Η τεχνολογία καλλιέργειας φυτικών ιστών χρησιμοποιείται ευρέως για πολλαπλασιασμό φυτών σε μεγάλη κλίμακα.
  • Εκτός από τη χρήση τους ως εργαλείο έρευνας, οι τεχνικές καλλιέργειας φυτικών ιστών έχουν αποκτήσει τα τελευταία χρόνια μείζονος βιομηχανικής σημασίας στον τομέα του πολλαπλασιασμού των φυτών, της εξάλειψης ασθενειών, της βελτίωσης των φυτών και της παραγωγής δευτερογενών μεταβολιτών.
  • Μικρά κομμάτια ιστού (που ονομάζονται εκφυτεύματα) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή εκατοντάδων και χιλιάδων φυτών σε μια συνεχή διαδικασία. Ένα μόνο μόσχευμα μπορεί να πολλαπλασιαστεί σε πολλές χιλιάδες φυτά σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα και χώρο κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες, ανεξάρτητα από την εποχή και τις καιρικές συνθήκες σε βάση όλο το χρόνο.
  • Τα απειλούμενα, απειλούμενα και σπάνια είδη έχουν αναπτυχθεί και συντηρηθεί με επιτυχία με μικροπολλαπλασιασμό λόγω του υψηλού συντελεστή πολλαπλασιασμού και των μικρών απαιτήσεων στον αριθμό των αρχικών φυτών και του χώρου.
  • Επιπλέον, η καλλιέργεια φυτικών ιστών θεωρείται ότι είναι η πιο αποτελεσματική τεχνολογία για τη βελτίωση της καλλιέργειας με την παραγωγή σωματοκλωνικών και γαμετοκλωνικών παραλλαγών.
  • Η τεχνολογία μικροπολλαπλασιασμού έχει τεράστιες δυνατότητες παραγωγής φυτών ανώτερης ποιότητας, απομόνωσης χρήσιμων παραλλαγών σε καλά προσαρμοσμένους γονότυπους υψηλής απόδοσης με καλύτερη αντοχή στις ασθένειες και ικανότητες ανοχής στο στρες

βιβλιογραφικές αναφορές

  1. Sathyanarayana, BN (2007). Καλλιέργεια φυτικών ιστών: πρακτικές και νέα πειραματικά πρωτόκολλα. IK International.
  2. Altaf Hussain, Iqbal Ahmed Qarshi, Hummera Nazir και Ikram Ullah (17 Οκτωβρίου 2012). Καλλιέργεια φυτικών ιστών: Τρέχουσα κατάσταση και ευκαιρίες, Πρόσφατες εξελίξεις στην καλλιέργεια φυτών in vitro, Annarita Leva και Laura MR Rinaldi, IntechOpen, DOI: 10.5772/50568. Διαθέσιμο από: https://www.intechopen.com/books/recent-advances-in-plant-in-vitro-culture/plant-tissue-culture-current-status-and-opportunities
  3. https://sciencesamhita.com/what-is-plant-tissue-culture/
  4. https://www.intechopen.com/books/recent-advances-in-plant-in-vitro-culture/plant-tissue-culture-current-status-and-opportunities