A növények mikroklonális szaporítása a vegetatív szaporítás egyik módja „ in vitro ” körülmények között.
A vetőmagnövényeket két szaporodási mód jellemzi : vetőmag és vegetatív. Mindkét módszernek vannak előnyei és hátrányai is. A magszaporítás hátrányai közé tartozik mindenekelőtt a kapott ültetési anyag genetikai sokfélesége és a fiatalkori időszak időtartama . A vegetatív szaporítás során az anyanövény genotípusa megmarad, a juvenilis periódus időtartama lecsökken. A legtöbb faj (elsősorban a fafajok ) esetében azonban a vegetatív szaporítás problémája továbbra is megoldatlan. Ennek oka a következő okok:
A sejt- és szövetkultúra területén elért eredmények a vegetatív szaporítás alapvetően új módszerének – a klonális mikroszaporításnak ( in vitro (in vitro ), ivartalanul , az eredeti mintával genetikailag azonos növények kinyerése) megalkotásához vezettek. A módszer azon alapul, hogy egy növényi sejt képes megvalósítani benne rejlő totipotenciáját, azaz exogén hatások hatására teljes növényi szervezetet hoz létre .
A mikroszaporítás módszerének számos előnye van a meglévő hagyományos szaporítási módszerekkel szemben:
A klonális mikroszaporítás terén az első eredményeket a 20. század 50-es éveinek végén a francia tudós , Georges Morel érte el, akinek sikerült megszereznie az első regenerált orchideanövényeket .
J. Morel mikroszaporítási sikerét elősegítette a növények csúcsi merisztémájának in vitro körülmények között történő termesztésének technikája, amelyet addigra már kidolgoztak . A kutatók általában a lágyszárú növények apikális merisztémáit használták elsődleges explantátumként : szegfű , krizantém , napraforgó , borsó , kukorica , pitypang , saláta , és vizsgálták a tápközeg összetételének hatását a regenerációs és növényi folyamatokra. képződés. J. Morel munkáiban a cymbidium (családi orchideák ) tetejét is felhasználta, amely egy növekedési kúpból és két-három leveles primordiumból áll, amelyből bizonyos körülmények között gömb alakú gömbök - protokormok - kialakulását figyelte meg . A kialakult protokormákat fel lehetett osztani, majd újonnan készített táptalajon önállóan termeszteni a levélprimordiák és a gyökerek kialakulásáig . Ennek eredményeként azt tapasztalta, hogy ez a folyamat végtelen, és nagy mennyiségben lehet jó minőségű és genetikailag homogén, vírusmentes ültetési anyagot nyerni.
Oroszországban a klonális mikroszaporítással kapcsolatos munka az 1960-as években kezdődött a V. I. Növényélettani Intézet szövettenyésztési és morfogenezis laboratóriumában. K. A. Timirjazev RAS . Corr. vezetése alatt. RAS, az Orosz Mezőgazdasági Tudományos Akadémia akadémikusa, Butenko R. G. a burgonya , a cukorrépa , a szegfűszeg , a gerbera , a frézia és néhány más növény mikroszaporításának feltételeit tanulmányozták, és ipari technológiákat javasoltak. Így a klonális mikroszaporítás első sikerei a lágyszárúak apikális merisztémáinak megfelelő táptalajokon történő termesztésével járnak, ami végső soron a regenerált növények termését biztosítja.
A mikroszaporítás hatóköre azonban sokrétű, és folyamatosan bővül. Ez elsősorban a kifejlett fafajok, különösen a tűlevelűek in vitro szaporítására, valamint a ritka és veszélyeztetett gyógynövényfajok megőrzésére szolgáló in vitro technikák alkalmazására vonatkozik.
A fás szárú növények szövetkultúrájáról szóló első munkák a XX. század 20-as éveinek közepén jelentek meg, és Gautre francia tudós nevéhez fűződnek. Beszámoltak egyes szil- és fenyőfajok kambális szöveteinek in vitro kalluzogenezisre való képességéről . A 40-es évek későbbi munkáiban kiderült, hogy a bodzalevél különböző szövetei járulékos rügyeket képeznek . A szerzők azonban nem értek el további növekedést és hajtásképződést. Csak a 60-as évek közepére sikerült Matesnek megszereznie az első nyárfa regenerált növényeket , amelyeket talajkultúrába vittek. A tűlevelű szövetek in vitro tenyésztését régóta tanulmányozzák. Ennek oka a növényből izolált fiatal és különösen kifejlett szövetek tenyésztésének sajátos nehézsége volt. Ismeretes, hogy a fás és különösen a tűlevelűek lassú növekedésűek, nehezen gyökereznek, nagy mennyiségű másodlagos vegyületet ( fenolokat , terpéneket és egyéb anyagokat) tartalmaznak, amelyeket az izolált szövetekben különböző fenolázok oxidálnak . A fenol-oxidációs termékek viszont általában gátolják a sejtosztódást és -növekedést, ami az elsődleges explantátum elpusztulásához vagy a fafajok szöveteinek azon képességének csökkenéséhez vezet, hogy az esetleges rügyeket regenerálják, ami a donornövény korával fokozatosan teljesen eltűnik. Azonban minden nehézség ellenére a tudósok egyre gyakrabban használják a fás szárú növények különféle szöveteit és szerveit kutatási tárgyként. 40 családból több mint 200 fás szárú növényfajt találunk, amelyeket in vitro szaporítottak ( gesztenye , tölgy , nyír , juhar , nyárfa , nyár-nyárfa hibridek, fenyő , lucfenyő , szequoia stb.), és ez irányú munka folyik. tudományos intézményekben végzett Moszkva, Szentpétervár, Voronyezs, Ufa, Novoszibirszk, Arhangelszk, Kijev, Odessza, Jalta stb.
A klonális mikroszaporítás folyamata négy szakaszra osztható: