Untuk setiap tukang kebun, baik profesional atau amatir, penting untuk mengetahui cara memperbanyak tanaman Anda. Ada banyak cara, dan salah satu yang paling menarik dan efektif adalah metode mikropropagasi. Apa itu, cara kerjanya, dan semua kebijaksanaan utamanya - dalam materi kami.
Apa ini?
Mari kita mulai dengan hal yang paling penting. Dalam frasa "reproduksi mikroklonal" kata kedua jelas bagi semua orang, tetapi yang pertama - hanya untuk elit. Mari kita perjelas situasinya. Apa itu "mikroklonal"?
Berbicara dalam istilah ilmiah "pintar", ini adalah subspesies khusus dari perbanyakan vegetatif menggunakan teknik yang disebut "in vitro" (in vitro), yang memungkinkan untuk memperoleh tanaman dalam waktu yang lebih singkat. Kita akan memahami lebih jelas dan lebih detail lebih jauh, dan untuk ini kita ingat dulu apa itu perbanyakan vegetatif, dan jelaskan apa yang dimaksud dengan istilah "invitro".
Di alam liar ilmiah
Dari jalur sekolahDalam biologi, kita tahu bahwa tanaman dapat diperbanyak dengan dua cara: benih (ketika kita menyebarkan benih ke dalam tanah) dan vegetatif. Perbanyakan vegetatif adalah aseksual, terjadi dengan memisahkan beberapa bagian dari tanaman induk. Tunas, rooting tunas muda, transplantasi umbi - semua ini adalah perbanyakan vegetatif.
Tampaknya dengan bantuan benih jauh lebih mudah untuk menambah jumlah tanaman - tidak ada masalah seperti itu. Namun, metode ini memiliki beberapa kelemahan; dalam beberapa kasus, tidak mungkin untuk menggunakan benih sama sekali - dan metode vegetatif, keuntungan yang tidak dapat disangkal dari yang pertama adalah untuk melestarikan totalitas gen tanaman induk, tetap menjadi satu-satunya yang dapat diakses dan nyaman. Namun sayangnya, ia juga memiliki kekurangan. Misalnya, kurangnya efisiensi yang diinginkan (misalnya, pada tanaman seperti oak, pinus, dan sebagainya), spesies pohon "tua" (yang berusia lebih dari 15 tahun) tidak dapat diperbanyak dengan stek, prosedur seperti itu cukup melelahkan dan memakan energi, tanaman yang dihasilkan tidak selalu sesuai dengan norma dan sampel (mungkin terinfeksi) - dan seterusnya.
Dan untuk kasus-kasus inilah teknologi mikropropagasi ada, yang, seperti Chip dan Dale, bergegas untuk menyelamatkan. Seperti disebutkan di atas, itu dilakukan dengan menggunakan teknik "in vitro", yang diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai "in vitro". Jadi, teknik ini memungkinkan untuk "mengkloning" dalam "tabung uji" tanaman dengan gen yang persis sama denganseperti orang tua. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sel mampu memberikan kehidupan pada organisme baru di bawah pengaruh faktor eksternal.
Teknologi mikropropagasi tidak diragukan lagi memiliki sejumlah kelebihan dan kekurangan. Kita akan membicarakannya nanti.
Mana yang lebih baik daripada mikropropagasi
Untuk banyak orang! Dan pertama-tama, tidak adanya virus dan infeksi pada tanaman yang dibiakkan (karena sel khusus digunakan untuk ini - mereka disebut sel meristem, kekhasannya terletak pada pembelahan yang tak henti-hentinya dan adanya aktivitas fisiologis sepanjang hidup). Juga, tanaman yang "diekstraksi" dengan cara ini memiliki volume reproduksi yang cukup tinggi, dan seluruh proses pemuliaan jauh lebih cepat. Dengan bantuan teknologi mikropropagasi, dimungkinkan untuk melakukan prosedur ini untuk tanaman yang sangat bermasalah untuk melakukan ini dengan metode "tradisional" konvensional. Akhirnya, dalam teknik "in vitro", tanaman dapat tumbuh sepanjang tahun, tidak terbatas pada satu interval. Jadi ada banyak keuntungan dari teknik seperti itu. Dan sebelum mempelajari inti dari perbanyakan mikroklonal tanaman, mari kita sentuh sedikit sejarah munculnya metode ini. Siapa yang menemukan ide ini dan bagaimana caranya?
Sejarah metode
Eksperimen pertama yang berhasil pada anggrek dilakukan oleh seorang ilmuwan Prancis pada tahun lima puluhan abad terakhir. Pada saat yang sama, ia pada awalnya tidak terlibat dalam teknik "invitro" - itu dikembangkan sebelumnya, dan cukup berhasil. Namun, itu adalah JeanMorel - begitulah nama peneliti Prancis - memutuskan eksperimen serupa dan melakukannya dengan cukup sukses. Karya yang menceritakan tentang teknik ini muncul beberapa dekade sebelum dia - pada dua puluhan abad terakhir.
"Klon tabung reaksi" dari tanaman berkayu - khususnya aspen - diperoleh pada tahun enam puluhan. Ternyata lebih sulit untuk bekerja dengan kayu daripada dengan bunga dan jenis tanaman lainnya, namun, kesulitan ini diatasi setelah jangka waktu tertentu. Saat ini, lebih dari 200 spesies pohon dari lebih dari empat puluh famili dapat diperoleh dengan metode "tabung-uji". Teknologi mikropropagasi tanaman membenarkan dirinya sendiri dan menghasilkan buah.
Lebih lanjut tentang metode
Seperti yang sudah Anda duga, ada banyak seluk-beluk dalam pengembangan dan penerapan mikropropagasi tanaman. Jadi, misalnya, ada tahapan khusus untuk teknologi ini, yang hanya perlu diikuti untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Anda perlu memahami bahwa mengabaikan urutan tindakan atau tahap tertentu sama sekali tidak dapat memberikan hasil yang diharapkan oleh peternak. Jadi, kita akan membicarakan tahapan teknik ini lebih lanjut.
Tahapan Mikropropagasi Tanaman
Teknologi ini melibatkan empat "langkah" untuk mendapatkan "klon" yang didambakan. Kami akan mencoba membicarakannya setidak ilmiah mungkin, karena istilah bioteknologi masih bukan hal yang paling bisa dimengerti oleh khalayak luas. DAN,Omong-omong, kami akan segera menjelaskan salah satu istilah ini: eksplan - begitulah para ilmuwan di bidang ini menyebut organisme baru yang terpisah dari organisme induk. Artinya, "kelinci percobaan" yang akan tumbuh lebih lanjut.
Jadi, mari kita lanjutkan ke "langkah" kita. Langkah pertama adalah pilihan orang tua itu sendiri - atau donor. Masalah ini harus didekati dengan sangat serius dan tanggung jawab, karena untuk mendapatkan tanaman yang baik, kuat, sehat, kita dan "asli" harus memilih yang sama. Sebuah apel, seperti yang Anda tahu, tidak jatuh jauh dari pohonnya.
Pada tahap yang sama, perlu untuk mengisolasi dan mensterilkan eksplan, dan kemudian mengatur kondisi tersebut sehingga pertumbuhan eksplan yang sama dalam teknik "in vitro" terjadi senyaman mungkin.
"Langkah" kedua tidak bisa lebih mudah - ini adalah reproduksi itu sendiri. Itu mungkin dalam satu setengah bulan, ketika stek mini telah mencapai ukuran kacang polong dan memiliki dasar-dasar semua organ vegetatif. Ini, pada gilirannya, diikuti oleh rooting pucuk yang diperoleh pada tahap sebelumnya. Dilakukan saat tanaman sudah membentuk sistem perakaran yang baik.
Langkah terakhir adalah membantu tanaman beradaptasi dengan "kehidupan" di dalam tanah, menumbuhkannya di rumah kaca, kemudian memindahkannya ke tanah atau menjualnya - bisa dikatakan, "berangkat ke dunia besar". Anehnya, tahap ini adalah yang paling memakan waktu dan biaya, karena sangat sering, sayangnya, begitu di tanah, tanaman mulai tumbuh.kehilangan daun, berhenti tumbuh - dan kemudian mungkin mati sama sekali. Semua ini terjadi karena tanaman tabung reaksi kehilangan banyak air saat ditransplantasikan ke tanah. Oleh karena itu, perlu untuk mencegah kemungkinan seperti itu selama transplantasi - yang direkomendasikan untuk menyemprotkan daun dengan larutan gliserin 50% atau campuran parafin. Ini harus dilakukan selama periode aklimatisasi. Selain itu, dalam beberapa kasus, disarankan untuk melakukan mikoriasi secara sengaja - yaitu memasukkan jamur secara buatan ke dalam jaringan tanaman yang menginfeksinya. Hal ini dilakukan agar tanaman menerima nutrisi dan zat organik yang bermanfaat sebanyak mungkin, serta terlindung dari berbagai patogen.
Itulah semua tahapan mikropropagasi, di mana, seperti yang kita lihat, tidak ada yang kompleks atau supernatural secara global, namun, kami ulangi sekali lagi, seluruh peristiwa ini membutuhkan tanggung jawab dan perhatian yang besar.
Faktor yang mempengaruhi
Proses mikropropagasi, seperti yang lainnya, dipengaruhi oleh faktor-faktor tertentu. Mari kita daftar mereka, karena "Anda perlu mengenal musuh secara langsung."
- Varietas, spesies dan karakteristik fisiologis tanaman induk - harus sehat, tumbuh secara intensif, jika perlu, dirawat dengan paparan suhu.
- Usia, struktur dan asal eksplan.
- Durasi budidaya.
- Efisiensi sterilisasi.
- Tempat berkembang biak yang baik.
- Hormon, garam mineral, karbohidrat, vitamin.
- Suhu danpencahayaan.
Apa yang Anda butuhkan untuk mikropropagasi
Ada satu syarat yang sangat penting bagi tanaman yang akan diperbanyak dengan cara di atas - selain harus sehat. Ini adalah pelestarian stabilitas genetik yang sangat diperlukan di seluruh tahap di atas. Persyaratan ini paling baik dipenuhi oleh meristem apikal, serta tunas ketiak yang berasal dari batang, itulah sebabnya mengapa mereka lebih disukai digunakan untuk prosedur yang menarik bagi kita.
Istilah di atas seharusnya tidak dapat dipahami oleh orang awam rata-rata. Di bawah ini kami akan mencoba menjelaskan jenis hewan apa mereka dan dengan apa mereka disajikan.
Meristem apikal
Di atas, kami telah menyebutkan keberadaan sel meristem khusus - dengan kata lain, yang mendidik. Ini adalah sel-sel yang terus membelah, selalu dalam keadaan aktivitas fisik - karena itu massa tanaman tumbuh dan jaringan khusus tanaman ini terbentuk. Ini disebut meristem. Ada banyak jenis meristem. Secara umum, mereka dapat dibagi menjadi umum dan khusus. Konsep meristem umum mencakup tiga kelompok, yang seolah-olah mengikuti satu dari yang lain. Meristem pertama pada tumbuhan adalah meristem embrio, dari mana meristem apikal yang kita minati berasal.
Kata "apikal" berasal dari bahasa Latin "apix" dan diterjemahkan sebagai "atas". Jadi, ini adalah sistem jaringan apikal yang terletak di bagian paling ujung embrio - dan dari situlah tunas kemudian terbentuk dan pertumbuhan serta perkembangannya dimulai. Jadi, berbicara tentang meristem apikal sebagai objek untuk mikroklon, kita harus memahami bahwa kita mengambil ujung embrio untuk kebutuhan kita.
Bud aksila sedikit lebih mudah. Semua orang tahu apa itu ginjal. Tunas ketiak adalah yang lahir dari ketiak daun. Ketiak daun, pada gilirannya, adalah sudut antara daun dan batangnya; dari sana ginjal atau pelarian akan tumbuh. Bagian ini, yaitu, pemotretan samping di masa depan, juga diambil untuk mikropropagasi berikutnya.
Sekarang setelah beberapa cahaya terungkap dari tabir misteri, akhirnya kita dapat beralih ke metode mikropropagasi.
Metode pemuliaan mikro
Propagasi mikroklonal masih bagus, yang pada dasarnya menyiratkan kemungkinan menggunakan beberapa teknik berbeda sekaligus. Kami akan mencoba untuk membahas masing-masing sesederhana mungkin. Ada empat metode mikropropagasi secara total.
Pertama. Aktivasi meristem yang sudah ada pada tumbuhan
Apa artinya ini? Pada tumbuhan, bahkan potongan kecil seperti itu, meristem tertentu sudah diletakkan. Ini adalah bagian atas batang dan tunas ketiaknya. Untuk mengkloning tanaman secara mikro, adalah mungkin untuk "membangunkan" meristem yang sampai sekarang tidak aktif ini "in vitro". Hal ini dicapai baik dengan menghilangkan meristem apikal dari microsprout, atau lebih tepatnya, batangnya, dan kemudian memotong pucuk menggunakan teknik "in vitro", atau dengan memasukkan zat khusus ke dalam media nutrisi tanaman yang mengaktifkan pertumbuhan dan perkembangan. dari tunas aksila. metodeaktivasi meristem "tidur" adalah yang utama, paling populer dan efektif, dan dikembangkan kembali pada tahun tujuh puluhan abad terakhir. Strawberry menjadi "kelinci percobaan" pertama dalam aplikasi mikropropagasi tanaman jenis ini. Penting untuk dicatat, bagaimanapun, bahwa dilarang untuk menyebarkan tanaman tanpa batas waktu dengan cara ini, karena ini penuh dengan hilangnya kemampuan untuk berakar, dan dalam beberapa kasus, kematian tanaman.
Kedua. Munculnya tunas adventif oleh kekuatan tanaman itu sendiri
Setiap bagian tanaman yang terisolasi memiliki kemampuan yang benar-benar ajaib, kekuatan supernya sendiri. Jika selama perbanyakan mikroklonal media nutrisi tanaman dan semua kondisi kehidupan lainnya menguntungkan dan nyaman, maka dapat mengembalikan bagian yang hilang. Semacam regenerasi terjadi - jaringan tanaman membentuk tunas adventif, atau adneksa - yaitu, yang muncul, seolah-olah, "dari cadangan lama", dan bukan dari jaringan baru. Tunas seperti itu tidak biasa karena muncul, sebagai suatu peraturan, di tempat-tempat di mana Anda tidak mengharapkannya muncul - di akar, misalnya. Dengan cara inilah banyak bunga sering diperbanyak, sekali lagi - stroberi. Ini adalah metode mikropropagasi tanaman yang paling populer dan efektif kedua.
Ketiga. Embriogenesis somatik
Dengan kata kedua, semuanya harus lebih atau kurang jelas. Mari kita sentuh yang pertama - apa artinya somatik? Kata ini dalam nada ini berhubungan langsung dengan sel-sel dengan nama yang sama. Sel-sel semacam itu disebut sel-sel yang membentuk tubuh organisme multiseluler dan tidakberpartisipasi dalam reproduksi seksual. Singkatnya, ini semua adalah sel, kecuali gamet. Embriogenesis somatik dilakukan dengan cara yang agak sederhana: embrioid dibentuk dari sel-sel di atas (yaitu, somatik) menggunakan teknik "in vitro", yang kemudian, ketika mereka mengatur kondisi yang sesuai untuk pengembangan dengan media nutrisi yang optimal, berubah menjadi tanaman utuh yang mandiri. Dalam hal ini, kita dapat berbicara tentang konsep seperti totipotensi (kemampuan sel apa pun, karena pembelahan, untuk memulai semua jenis sel organisme). Diyakini bahwa pada akhirnya embrio semacam itu berkembang menjadi bibit. Embriogenesis somatik juga baik karena dimungkinkan untuk memperoleh benih tiruan dengan cara ini. Metode ini pertama kali ditemukan pada pertengahan abad terakhir dalam sel wortel.
Metode perbanyakan tanaman yang mirip secara aktif digunakan dalam perbanyakan kelapa sawit. Masalahnya adalah, karena ia tidak memiliki tunas atau tunas lateral, perbanyakan vegetatifnya tidak mungkin (atau, bagaimanapun, sangat, sangat sulit), sama seperti stek tidak mungkin. Jadi, metodologi di atas adalah satu-satunya yang paling mudah diakses dan optimal saat bekerja dengan pabrik ini.
Keempat. Bekerja dengan jaringan kalus
Istilah lain telah "melayang" dengan lancar ke dalam jaringan narasi kita, dan pertama-tama, perlu untuk memperjelas maknanya. Apa itu jaringan kalus? Semua orang tahu bahwa pada luka, ketika hidup sedikit, muncul kerak yang mengering. Dan jika Anda menariknya, lukanya mulai berdarah lagi. Mainankerak itu sendiri, dengan kata lain, “jaringan penyembuh, adalah jaringan kalus. Sel-sel jaringan ini, tidak hanya berkontribusi pada penyembuhan luka, juga totipoten - yaitu, seperti yang telah dijelaskan di atas, mereka memungkinkan tanaman baru muncul. Dan itulah mengapa tunas adneksa (adventif - kami telah memperkenalkan istilah ini sebelumnya) juga dapat muncul di jaringan tersebut.
Metode dari keempat metode di atas mungkin yang paling tidak populer. Pertama-tama, ini disebabkan oleh fakta bahwa terlalu seringnya pemisahan sel-sel jaringan kalus dapat menyebabkan kelainan gen dan mutasi pada berbagai tingkatan. Karena pelestarian genotipe sangat penting untuk mikropropagasi, dan kultur jaringan harus dipertahankan pada tingkat tertinggi. Selain itu, dengan pelanggaran di atas, kekurangan lain muncul: perawakan pendek, kerentanan terhadap penyakit, dan sebagainya. Namun, dalam beberapa kasus, reproduksi hanya dimungkinkan dengan cara yang sama - misalnya, untuk bit gula, tidak ada metode lain.
Selanjutnya, misalnya, kami akan mengatakan beberapa kata tentang kloning tanaman tertentu, tetapi pertama-tama, kami perlu berbagi informasi tentang pemulihan tanaman yang digunakan sebagai bahan tanam. Bagaimana ini bisa dicapai?
Pemulihan
Ada beberapa cara untuk mengubah tanaman dari sakit menjadi sehat, dan yang pertama adalah dengan menempatkan kecambah di ruang atau kotak khusus, di mana kondisi steril dipertahankan, dan "mengisi" dengan antibiotik. Metode ini baik untuk semua orang, kecuali bahwa metode ini tidak mengatasi semua bakteri.dan virus yang dapat menginfeksi tanaman. Dalam kasus seperti itu, untuk mendisinfeksi tanaman, mereka diberikan termoterapi - dengan kata lain, perlakuan panas di ruang terisolasi khusus, di mana suhu meningkat setiap hari selama beberapa hari berturut-turut. Kemoterapi adalah cara lain untuk melawan infeksi dan bakteri pada tanaman yang terinfeksi.
Tentang kloning kentang
Kentang, omong-omong, adalah salah satu dari sedikit tanaman yang dapat diperbanyak dengan keempat metode di atas. Tetapi, tentu saja, ini jauh dari satu-satunya cara - dan seringkali mereka juga menggunakan aktivasi meristem apikal dan aksila "tidur". Umbi yang diperoleh setelah kloning persis sama dengan yang "asli" - hanya berbeda dalam ukuran yang lebih kecil, inilah yang disebut umbi mikro. Dan selain itu, mereka pasti akan sehat dan bebas dari virus.
Dalam perbanyakan mikroklonal kentang, ditanam di tabung reaksi dua stek, tabung reaksi ditempatkan di bawah cahaya lampu neon dengan kekuatan enam sampai delapan ribu lux, suhu dipertahankan pada malam hari dalam delapan belas derajat, pada siang hari - sekitar dua puluh lima. Di Rusia, kentang yang paling aktif ditanam menggunakan kloning.
Tentang kloning pohon apel: apa yang perlu Anda ketahui
Dalam perbanyakan mikro pohon apel, metode pertama banyak digunakan - perbanyakan menggunakan tunas ketiak. Ada kemampuan tinggi dari budaya ini untuk berakar dan tingkat kelangsungan hidup lebih banyakeksplan.
Mereka ditempatkan dalam media nutrisi cair, yang terus-menerus - setiap hari - diperbarui. Suhu untuk tanaman tabung reaksi juga dijaga pada dua puluh lima derajat pada siang hari, percobaan dilakukan selama tiga hingga empat minggu.
Fakta menarik
- Teknik ini, seperti yang bisa Anda tebak dengan mudah, mendapatkan namanya dari konsep "klon", yang muncul pada tahun 1903. Dari bahasa Yunani, kata ini diterjemahkan sebagai "keturunan" atau "pemotongan".
- Tempat pertama di negara kita di mana percobaan pertama perbanyakan mikroklonal tanaman dilakukan adalah Institut Timiryazev Moskow.
- Perbanyakan mikro klonal adalah metode yang sangat baik untuk mengendalikan virus dan menghasilkan tanaman yang sehat dan bebas infeksi.
- Periode yang dilalui tanaman sebelum berbunga dan berbuah disebut juvenil - dan pada organisme yang diperoleh dengan kloning, ini diminimalkan.
- Amerika Serikat, Belanda, Italia, Polandia, Israel, dan India dianggap sebagai negara terkemuka dalam produksi tanaman dengan cara di atas.
- Hampir dua setengah ribu spesies dan varietas tanaman sekarang dapat diperbanyak menggunakan teknik "in vitro".
- Pada tahap awal, tanaman yang ditanam secara in vitro mungkin berbeda dalam penampilan, tetapi ketika mereka tumbuh, semua perbedaan menghilang, dan pada akhirnya tanaman menjadi serupa, seperti kembar.
- Eksplan dari tanaman muda lebih baik berakar daripada daridewasa.
- Salah satu syarat penting dalam perbanyakan mikroklonal adalah pemilihan media nutrisi yang paling menguntungkan bagi tanaman, dan dapat berupa cair dan padat.
- Sel jaringan meristematik biasanya tidak mengandung virus.
- Ukuran eksplan berhubungan langsung dengan kemungkinan adanya virus di dalamnya. Semakin kecil, semakin rendah risiko infeksi.
- Nama lain dari perbanyakan mikro adalah perbanyakan meristem.
Inilah informasi tentang mikropropagasi tanaman, topik yang kompleks sekaligus menarik.
