Kaj je kloniranje rastlin in zakaj je potrebno?

Številni slišijo besed "klon" in "kloniranje", mnogi se spominjajo ovc Dolly in poskusov v črevesju skrivnostnih laboratorijev, od koder nastajajo bitja, ustvarjena kot pod kopijo ogljika. Pravzaprav nas klonski rastlinji obkrožajo povsod in ni razloga, da bi se jih bali!

So kloni zastrašujoči in nenaravni za naravo? To vprašanje včasih zastavljajo stranke našega podjetja, ki so že navajene kupovati rastline, pridobljene "iz epruvete", torej po metodi klonskega mikrorazmnoževanja. Poskusimo razumeti, kaj je kloniranje, kloniranje in kakšne veze imajo ti izrazi z našimi vrtovi.

Klon: konceptualna zgodba

Izraz "klon" je prvič predlagal znani angleški biolog John Haldane (1963). Klon (v prevodu iz grščine - "vejica", "strelec" in "potomstvo") je eden ali več novih organizmov, ki so nastali iz dela ali celotnega organa materinega telesa.

Najpogosteje se človek v rastlinskem svetu srečuje s kloniranjem. Ribeza ribeza, ki je korenine dala v kozarcu vode, je en primer: ribezov grm je materino telo, veja pa se je od njega ločila in ukoreninila nov, mlad organizem ali klon. Se pravi, ko korenite steblo krizanteme ali list vijolice, se ukvarjate s pravim kloniranjem!

Velikost dela matične rastline ni pomembna, lahko je pol grma potonike ali samo ena celica v telesu. Za kloniranje rastline je glavno, da del nje postavite v pogoje, v katerih bi lahko zrasel v celoten organizem. Hkrati bo nova rastlina imela enake lastnosti in znake kot mati.

Rastline se klonirajo same

Primer poprovih potaknjencev lahko pripelje do ideje, da kloniranje ni naravni pojav, saj človek loči vejico in jo da v vodo, ne pa sama rastlina. A poglejmo, kako je kloniranje v naravi običajno. Številni primeri vas lahko presenetijo s svojim presenečenjem..

Najbolj znan "ljubitelj" kloniranja - vrtna jagoda (Fragaria ananasa). Vsako leto tvori več dolgih poganjkov, imenovanih stoloni (brki). Na koncih brkov se razvijejo novi grmi - rozete, ki se hitro ukoreninijo.

Dokler je mladi odtok povezan z materjo, je pravzaprav njegova veja, vendar je to stanje začasno. Mladi odtok postane samostojna rastlina naslednje leto, ko brki, ki jih povezujejo z materinim odtokom, umrejo. Tako se v naravi pojavlja kloniranje.

Na levi je rastlina vrtne jagode z brki in mladimi klonskimi rozetami (primer naravnega kloniranja). Pravica - kloniranje jagod v umetnih pogojih

Morda se zdi, da kloniranje v naravi ni preveč pogosto in je izjema, ne pravilo. Vendar je to le videz: med rastlinjem, ki nas obdaja, lahko najdete veliko primerov naravnega kloniranja.

Podoben način ustvarjanja lastnih kopij, ki ga uporabljajo jagode, je goska cinquefoil (Potentilla anserina) in plazeča maslenica (Ranunculus repens). Te rastline tvorijo tudi brke z listnimi rozetami na koncih. Naselitev na rastišča lahko plevel resno moti lastnike vrta zaradi tega načina razmnoževanja.

Cvetoča Potentilla - plevel z neverjetnim potencialom kloniranja, dobro poznan vsem vrtnarjem

Rastline, ki se voljno klonirajo. Na levi je tiarella z dolgim ​​brkom poganjkov, ki je že obrodila. Na desni je dobro znani notranji klorofitum z novo mlado rastlino na dolgem pedunku

Mnoge rastline se zatečejo k drugačni, čeprav podobni taktiki kloniranja.. Gozdne borovnice (Cepivo myrtillus) Je tudi odličen specialist za lastno kloniranje. Vse se začne z enim grmom, ki raste iz semena. Oblikuje dve vrsti poganjkov: navpični, nosijo listi in vodoravni, pod zemljo. Vodoravni poganjki, ki se plazijo v debelini gozdne stelje, se radialno razhajajo v različne smeri, vejo in tvorijo stranske poganjke. Tako nastajajo borovnice, precej impresivne velikosti.

Že nekaj let vsi grmi borovnice ostanejo povezani med seboj s poganjkom vodoravnih poganjkov. Sčasoma v središču naraščajočega "vodoravnega grma" odmrejo najstarejše grmovnice. Takšna borovnica začne spominjati na tako imenovane "čarovniške obroče" - kroge, ki jih tvorijo različne vrste gob, ko micelij raste..

Od tega trenutka se povezava med borovničevim grmom prekine in postanejo samostojne rastline. Tako borovnice takoj ustvarijo veliko svojih kopij, torej se klonirajo.

Mladi grm borovnic

Vodne rastline - Cloning Records

Predstavniki ene od družin vodnih rastlin - vodno rdeče (Hydrohariaceae) - velja za prave mojstre kloniranja. Ta družina je dobro znana akvaristikom in vrtnarjem. Strokovnjaki za vodo in vodo so odlično obvladali enak način razmnoževanja-kloniranja, ki ga izvajajo jagode..

Najbolj znan predstavnik vode in vode skupna puščica (Strelca sagittifolia), prebivalec zmernih rek in jezer. Oblikuje vodoravne poganjke (viski), se hitro širi po dnu rezervoarja. Strelec ne tvori le brkov, ampak tudi gomolje, ki nosijo zalogo hranilnih snovi za klonske potomce.

Na levi je cvetoča rastlina puščic. Desno so brki puščic z mlado rastlino klona (v krogu)

Tipičen predstavnik te družine je vodni plašč (Hydroharis) - prav tako tvori brke. Prav on obalne plitvine prekrije z majhnimi listi, ki spominjajo na liste drobnih vodnih lilij. Ta drobtina lahko poleti zategne površino majhnega ribnika, širi se s pomočjo brkov, ki jih po naključnih nogah nosijo vodne ptice in pomaga rastlini, da se razmnoži. 

V vodni družini je rastlina, ki je zaradi svoje neprekosljive sposobnosti kloniranja lahko osvojila celo celino. Je kanadski elodea (Elodea canadensis), ali kot se imenuje tudi "vodna kuga." V začetku XIX stoletja je ta rastlina, oprijeta spodnjih delov ladij, "pobegnila" iz Severne Amerike, prešla Atlantski ocean in padla v sladke vode Evrope.

S pomočjo vegetativnega razmnoževanja (kloniranja) se je razširila po Evropi in je že navadna rastlina v vodah Sibirije. To je odličen primer globalnega eksperimenta naravnega kloniranja..

Ko že govorimo o klonih in kloniranju, je nemogoče prezreti najbolj impresiven rekord, postavljen v rastlinskem kraljestvu. Grove topola v obliki topole (Populus tremuloidi) - slavni klon.

Analiza genoma rastlin tega nasada je pokazala, da imajo vsa njegova drevesa isti genotip in so vegetativni potomci iste rastline. Površina, ki jo zaseda klon, je 43 ha, starost nasada je 80.000 let. Ta klon je celo dobil ime - Pando (prevedeno iz lat. - "širi se povsod").

Kloniranje v živalskem svetu

Nič manj presenetljivega je, da živali obvladajo tudi kloniranje. Številni se iz šolskega tečaja biologije spominjajo male plenilske živali - hidra (Hydra). Za njo je kloniranje povsem naravno: na stranski površini telesa pecljev se tvori rast v obliki vejice, na koncu katerega se naknadno režejo ustnice in zrastejo pikapolonice. Po nekaj dneh se mlada hidra loči od telesa starša in začne samostojno življenje..

Navadna hidra z mlado hidravlično ledvico - primer naravnega kloniranja v živalskem svetu

Celo horde živali obvladajo kloniranje (akord je predhodnik hrbtenice), torej daljni sorodniki človeka.

Na ta način se lahko množijo ascidia (Ascidiacea). V starosti ličinke so videti kot majhna riba tadpole. Čez nekaj časa ličinka pritrdi glavo na kamen in se podvrže spremembam, med katerimi se na njegovem telesu oblikujejo novi posamezniki - kloni matičnega organizma.

Kloniranje v vrtu

Lahko rečemo, da je narava do neke mere presegla človeka v umetnosti kloniranja in ta pojav naravnemu toku stvari sploh ni tuj. Človek je že dolgo sprejel to metodo razmnoževanja kopij organizmov, ki ga zanimajo, predvsem pa rastline. Obstaja veliko načinov kloniranja, ali kot se običajno imenuje v zvezi z rastlinami - vegetativno razmnoževanje. To so potaknjenci, ločevanje brkov (na primer z divjimi jagodami), plastenje, cepljenje, ločevanje grmovja.

Na začetku 20. stoletja je znanost vrtnarstvu dala nov način razmnoževanja - v vitro (in vitro) ali kulturo izoliranih tkiv in organov rastlin. Bistvo metode je, da se deli organov ali posameznih organov (običajno majhnih) rastlin sterilizirajo in postavijo v izolirane sterilne pogoje, kjer se gojijo na umetnem hranilnem mediju. Hermetično zaprte cevi ali druge prozorne posode ponavadi delujejo kot izolirani pogoji..

Pripravljeni za prodajo posode s kloniranimi rastlinami

Logično vprašanje bo: zakaj bi del rastline postavili v izolirane sterilne pogoje? Dejansko je na primer raztrgan list Saintpaulia ločen organ in ga je mogoče enostavno gojiti v kozarcu vode.

Dejstvo je, da so se biologi v dvajsetih letih prejšnjega stoletja približali potrebi po odgovoru na vprašanje: kakšen je najmanjši del rastline, ki lahko zraste v cel organizem? Pri poskusu gojenja posameznih organov in njihovih delov, vzetih iz različnih rastlin, so se znanstveniki spopadli s pomembno oviro: manjši je izoliran delček rastline, večje je tveganje za poškodbe bakterij in gliv, ki jim je bila izpostavljena. Poskusi gojenja sterilnih rastlinskih fragmentov v izoliranih pogojih so pokazali, da tudi zelo majhen košček rastline, če je brez spore bakterij in gliv, lahko dolgo ostane živ in celo raste!

Poskus je omogočil obnavljanje celih rastlin, ki so sposobne cvetenja iz posameznih celic. Navsezadnje je za rast polnopravnega organizma, v katerem je na stotine tisoč celic iz majhnega kosa, sestavljenega iz nekaj nekaj ali več deset celic, potrebna velika količina prehrane in energije.

Gojišče za kloniranje

Gojilnica za umetno kulturo je edini sestavni del žlahtnitvene tehnologije v vitro, uvedel človek. Toda v tem okolju praktično ni snovi, ki so naravi tuje. Sestavljen je iz:

• uravnotežen kompleks mineralnih soli-
• saharoza (sladkor brez nečistoč)-
• vitamini (B1, B3, B6, B8, C), potrebni za ohranjanje rasti-
• hormoni (snovi, ki uravnavajo in usmerjajo rast v potrebno smer).

Prisotnost hormonov v okolju lahko opozori ljubitelje okolju prijaznih izdelkov. Toda spomnimo se zgodovine te metode vzreje. Francoski znanstvenik Georges Morel je leta 1960 razvil in predlagal tehnologijo množičnega razmnoževanja orhidej v kulturi v vitro. In ena glavnih sestavnih delov okolja, ki je takrat nadomestila delovanje hormonov, je bila do 80. let kokosov sok.

Kokosov sok vsebuje iste hormone, ki se zdaj ločeno dodajo hranilnemu mediju, kar pomeni, da so snovi, za katere se morda zdi, da so "umetne" sestavine nezaželene, skoraj ena najbolj naravnih.

Tehnologija, ki jo je predlagal J. Morel, vam omogoča hitro in učinkovito razmnoževanje skoraj katere koli rastline. Dobila je ime - klonsko mikrorazmnoževanje. Večina rododendronov in orhidej, ki se danes prodajajo v cvetličarnah, je bila proizvedena po tej posebni metodi. Še posebej izstopa dejstvo, da vam ta neverjetna tehnologija omogoča razmnoževanje v potrebni količini rastlin, ki so običajno sposobne proizvajati procese le enkrat na leto..

Druga edinstvena značilnost tehnologije je, da se razmnoževanje rastlin izvaja v izoliranih razmerah, ki omogočajo, da se kloni ne hranijo pred glivičnimi, bakterijskimi in virusnimi boleznimi. Odsotnost bolezni je ključ do popolnega razkritja potenciala rastline.

Upamo, da je zdaj beseda klon postala bolj razumljiva in ne tako zastrašujoča, kloniranje in tehnologija klonskega mikrorazmnoževanja pa vas bosta navdihnila, da se boste nad temi zanimivimi procesi odvzeli..

Zdaj je ta tehnologija postala bližja in dostopnejša kot kdaj koli prej: z njeno pomočjo se pridobi visokokakovosten sadilni material različnih kultur. Mi, zaposleni v podjetju NPP MICROCLONE LLC, se vam zahvaljujemo za pozornost in vas bomo z veseljem predstavili bližje svetu klonskega mikrorazmnoževanja.