Mikroklonal förökning av växter är en av metoderna för vegetativ förökning under " in vitro "-förhållanden.
Fröväxter kännetecknas av två metoder för reproduktion : frö och vegetativ. Båda dessa metoder har både fördelar och nackdelar. Nackdelarna med reproduktion av frö inkluderar först och främst den genetiska mångfalden hos det resulterande plantmaterialet och ungdomsperiodens varaktighet . Under vegetativ förökning bevaras moderväxtens genotyp och ungdomsperiodens varaktighet reduceras. Men för de flesta arter (främst för trädarter ) är problemet med vegetativ förökning fortfarande olöst. Detta beror på följande skäl:
Framgångar inom cell- och vävnadskultur har lett till skapandet av en fundamentalt ny metod för vegetativ förökning - klonal mikroförökning (att erhålla in vitro (in vitro ), asexuella växter som är genetiskt identiska med det ursprungliga provet). Metoden är baserad på en växtcells förmåga att realisera sin inneboende totipotens, det vill säga under påverkan av exogena influenser, ge upphov till en hel växtorganism .
Metoden för mikroförökning har ett antal fördelar jämfört med befintliga traditionella metoder för förökning:
De första landvinningarna inom området för klonal mikroförökning uppnåddes i slutet av 50-talet av 1900-talet av den franske vetenskapsmannen Georges Morel , som lyckades få tag i de första regenererade orkidéplantorna .
Framgången för J. Morel i mikroförökning underlättades av tekniken att odla växternas apikala meristem under in vitro- förhållanden, som redan hade utvecklats vid den tiden . Som regel använde forskarna örtartade växters apikala meristem som det primära explantatet : nejlikor , krysantemum , solrosor , ärtor , majs , maskrosor , sallad och studerade effekten av näringsmediets sammansättning på regenererings- och växtprocesserna bildning. J. Morel använde i sina verk också toppen av cymbidium (familjen orkidéer ) bestående av en tillväxtkon och två eller tre blad primordia, från vilken han under vissa förhållanden observerade bildandet av sfäriska sfärer - protokormer . De bildade protokormerna kunde delas och sedan odlas självständigt på ett nyligen preparerat näringsmedium fram till bildandet av bladprimordia och rötter . Som ett resultat fann han att denna process är oändlig och det var möjligt att få högkvalitativt och genetiskt homogent, virusfritt plantmaterial i stora mängder.
I Ryssland startade arbetet med klonal mikroförökning på 1960-talet i laboratoriet för vävnadsodling och morfogenes vid Institutet för växtfysiologi uppkallat efter V.I. K.A. Timiryazev RAS . Under ledning av Corr. RAS, akademiker vid den ryska jordbruksvetenskapsakademin Butenko R. G., villkoren för mikroförökning av potatis , sockerbetor , kryddnejlika , gerbera , fresia och några andra växter studerades och industriell teknik föreslogs. Således är de första framgångarna inom klonal mikroförökning förknippade med odlingen av de apikala meristemen av örtartade växter på lämpliga näringsmedier, vilket i slutändan säkerställer produktionen av regenererade växter.
Omfattningen av mikroförökning är dock varierande och tenderar att ständigt expandera. Detta gäller främst in vitro- förökning av mogna trädarter, särskilt barrträd, och användning av in vitro- tekniker för att bevara sällsynta och hotade medicinalväxtarter.
De första verken om vävnadsodling av vedväxter publicerades i mitten av 20-talet av XX-talet och är förknippade med namnet på den franske vetenskapsmannen Gautre. De rapporterade om förmågan hos kambiala vävnader hos vissa arter av alm och tall att kallusogenes in vitro . I efterföljande arbeten på 40-talet upptäcktes det om förmågan hos olika vävnader i almbladet att bilda oavsiktliga knoppar . Ytterligare tillväxt och bildande av skott erhölls dock inte av författarna. Först i mitten av 60-talet lyckades Mates få tag i de första asp -regenererade växterna som fördes till jordodling. In vitro- odling av barrvävnad har länge använts som ett studieobjekt. Detta berodde på de specifika svårigheterna med att odla juvenila och särskilt vuxna vävnader isolerade från växten. Det är känt att vedartade, och särskilt barrträd, kännetecknas av långsam tillväxt, är svåra att rota, innehåller en stor mängd sekundära föreningar ( fenoler , terpener och andra ämnen), som oxideras i isolerade vävnader av olika fenolaser . I sin tur hämmar fenoloxidationsprodukter vanligtvis celldelning och tillväxt, vilket leder till att den primära explantatet dör eller till en minskning av förmågan hos trädslagsvävnader att regenerera tillfälliga knoppar, som gradvis försvinner helt med donatorväxtens ålder. Men trots alla svårigheter använder forskare i allt högre grad olika vävnader och organ från vedartade växter som forskningsobjekt. Det finns mer än 200 arter av vedartade växter från 40 familjer som har förökats in vitro ( kastanj , ek , björk , lönn , asp , poppel-asphybrider, tall , gran , sequoia , etc.), och arbetet i denna riktning är utförs i vetenskapliga institutioner Moskva, St Petersburg, Voronezh, Ufa, Novosibirsk, Archangelsk, Kiev, Odessa, Jalta, etc.
Processen för klonal mikroförökning kan delas in i fyra steg: