Мікроклональне розмноження рослин: особливості та переваги методу для отримання якісного посадкового матеріалу

Вирощування рослин в культурі in vitro – це сучасний метод вегетативного розмноження рослин, який дозволяє отримати генетично однорідний, очищений від вірусів посадковий матеріал для закладання промислових плантацій ягідників, садів, насаджень енергетичних культур, масового тиражування декоративних та екзотичних рослин.

В основі методу мікроклонування лежить унікальна властивість рослинної соматичної клітини – тотипотентність, тобто здатність цих клітин реалізовувати потенціал цілої рослини.

Одні із перших успішних дослідів з мікроклонального розмноження рослин  у 50-х роках ХХ сторіччя провів французький дослідник Жорж Морель, який застосував технологію культивування апікальних меристем для мікроклонування орхідей.

Мікроклональне розмноження рослин надає такі можливості:

  • Прискорити селекційний процес, завдяки чому у 5-6 разів скорочуються строки отримання товарної продукції;
  • Отримувати посадковий матеріал, ідентичний вихідному, із збереженням усіх властивостей сорту, очищений від вірусних та бактеріальних інфекцій;
  • Забезпечити рослинам активний ріст протягом всього року та захист від несприятливих абіотичних та біотичних факторів;
  • Тиражувати посадковий матеріал рослин, які складно розмножуються вегетативно, або втрачають свої властивості при генеративному розмноженні;
  • При вирощуванні рослин із тривалою ювенільною фазою можна прискорювати перехід рослин від ювенільної до репродуктивної фази;
  • Забезпечити тривале зберігання рослин в умовах in vitro, створювати банки для зберігання цінних видів рослин та їх органів;
  • Використовувати культивування рослинних тканин для отримання вторинних метаболітів (антибіотики, ферменти тощо).

Основні етапи мікроклонального розмноження рослин:

  1. Відбір рослини-донора, діагностика фітопатологій, за необхідності оздоровлення рослини.
  2. Стерилізація та введення експланта в культуру in vitro.
  3. Мікророзмноження.
  4. Укорінення пагонів.
  5. Адаптація рослин до ґрунтових умов.

Рослини-донори експлантів повинні бути протестовані на наявність вірусних, мікоплазменнових та бактеріальних інфекцій за допомогою ПЛР-діагностики, імуноферментного аналізу або молекулярної гібридизації.

Рослинам, які за результатом тестування не містять патогенів, присвоюється категорія «безвірусних» базисних клонів. У випадку виявлення інфекції рослини піддають оздоровленню.

Іноді для активного виявлення бактеріальної мікрофлори середовища збагачують органічними добавками, які провокують ріст патогенних мікроорганізмів. Через 10 днів проводять візуальну діагностику, «чисті» експланти переносять на поживне середовище для подальшого культивування.

Для кожної культури та сорту готується селективне поживне середовище, рецептура якого встановлюється науково-обґрунтованим та експериментально доведеним шляхом. Використовуються також загально відомі рецептури поживних середовища: Мурасіге-Скуга (культивування декоративних, кісточкових плодових), Уайта, Хеллера, Піріка, Кнопа тощо.

Поживні середовища для культивування рослин містять суміш мінеральних поживних речовин, сахарози, фітогормонів (ауксини, цитокініни, гібереліни) та агар-агару.

Усі роботи по уведенню рослин у культуру in vitro проводяться у ламінарному боксі, де забезпечуються стерильні умови.

Подальше зберігання рослинних експлантів відбувається у культуральних кімнатах за повністю контрольованих умов: температура, вологість, інтенсивність освітлення, тривалість фотоперіоду.

І останній, завершальний етап – адаптація мікросаджанців до ґрунтових умов, спочатку у мікропарниках шляхом висадки на спеціальний субстрат, потім в умовах теплиці.

Мікроклонування використовується для отримання посадкового матеріалу таких рослин

  • Ягідні культури – лохина, суниця, малина, ожина, жимолость
  • Кісточкові плодові рослини – вишня, слива, черешня, абрикос, персик, а також підщепи для них
  • Горіхоплідні – лісовий горіх (фундук), волоський горіх
  • Деревні та хвойні рослини (павловнія, туя)
  • Енергетичні рослини (верба, міскантус)
  • Декоративні – троянди, орхідеї, хризантеми, бегонії тощо
  • Екзотичні – банани, цитрусові
  • Лікарські та ефіроолійні – лаванда, женьшень, душиця