Autor
Kategorie:
Nezařazené

Využití metod in vitro pro množení trvalek

Kultury „in vitro“ (v latině znamená „ve skle“) představují moderní laboratorní techniku rozmnožování rostlin. Historie této metody se datuje zhruba od roku 1960, kdy bylo již ověřeno pěstování některých rostlinných druhů. Murashige a Skoog byli jedni z hlavních iniciátorů, kteří také vytvořili velmi úspěšné univerzální médium pro většinu rostlin, nazývané jako MS médium.

V čem vlastně spočívá technologie této metody? Jde o využití znalostí z fyziologie rostlin pro pěstování rostlinných segmentů i celých rostlin na živném polotekutém médiu, které obsahuje veškeré potřebné organické i anorganické látky. Rostliny se však musí udržet ve sterilních podmínkách z důvodu rizika kontaminace média různými houbami a bakteriemi. Kvůli tomu se používají uzavřené skleněné či plastové nádoby (proto in vitro), do kterých se rostliny umisťují ve speciálním boxu s proudícím filtrovaným vzduchem (flow-box).

Technologie množení
Tato metoda je založena na „totipotenci“ rostlinných buněk, tzn. že buňka z kterékoliv části rostliny je schopná za určitých podmínek vytvořit celou kompletní geneticky totožnou rostlinu. Nejčastějšími segmenty rostlin pro založení kultury jsou pupeny, stonky, části listů, kořeny, květy, a další. Tyto části můžeme nepřetržitě dělit na další a další, čímž získáme velké množství rostlin. Proces dělení je téměř neomezený a z jedné rostliny můžeme tímto způsobem získat tisíce nových rostlin. Protože vše probíhá při optimálních světelných i teplotních podmínkách, rostliny mají možnost nepřetržitého a rychlého růstu. Potenciál této metody je tímto ohromující.
Jelikož se tato technologie aplikuje po celém světe na všechny rostlinné druhy, není z toho vynechána ani skupina trvalek. Tímto způsobem množení předejdeme komplikacím, které mohou být při standardním postupu. Můžeme ho také velmi dobře využít pro získání většího množství identických rostlin (klonů) najednou z minimálního počtu rostlin mateřských (rychlé uvedení nově vyšlechtěných odrůd na trh).

Možnost ozdravování rostlin
Tato metoda je to velkým přínosem pro získání bezvirózního materiálu a eliminaci všech chorob a škůdců. Principem je přemnožení rostlin v podmínkách in vitro na základě použití vrcholových meristémů (dělivé nediferencované pletivo), kde je pravděpodobnost výskytu virů a jiných patogenů minimální. Velmi často se také používá kombinace s termoterapií (aplikace vyšších teplot po určitou dobu, kolem 28 – 35°C). Takto získané rostliny jsou dokonale zdravé a mnohem lépe rostou.

Fáze množení:
 Sterilizace – odběr a desinfekce explantátu (části rostliny)
 Iniciace – přenesení prvotního explantátu na médium, které podporuje regeneraci nových pletiv (trvá dle druhu 3 – 8 týdnů)
 Multiplikace – vlastní namnožení, tzn. rozdělení, případně nařezání prvotního regenerujícího explantátu na další. K tomuto účelu se používají média s obsahem cytokininů (rostlinných hormonů), které podporují prorůstání adventivních pupenů a potlačují apikální (vrcholový) růst. Vzniká tak větší množství postraních výhonů, které se oddělují a dále používají jako mateřský explantát. Časově je tato fáze neomezená.
 Zakořeňování – probíhá jednak v podmínkách in vitro (u trvalek většinou spontánně) nebo ex vitro (mimo sterilní prostředí).
 Převod rostlin do nesterilních podmínek – rostliny se vyjmou z nádoby, omytím se dokonale zbaví zbytků média a zasadí do běžného substrátu.

Výhody množení in-vitro
 rychlé namnožení velkého množství rostlin z minimálního počtu výchozích mateřských rostlin (u nových odrůd, u rostlin s pomalým růstem nebo u rostlin jinak obtížně množitelných),
 absence chorob (vč. viróz) a škůdců u mladých rostlin,
 zvýšená tvorba odnoží a bočních výhonů; dále také lepší rozrůstání trsů u mladých rostlin v důsledku dočasné vyšší tvorby přirozených cytokininů (potlačují apikální dominanci), navozené aplikací cytokininů umělých ve fázi multiplikace,
 mladý materiál je možné skladovat určitou dobu v chladu, čímž můžeme přesně načasovat další pracovní úkony a synchronizovat celou pěstební technologii.

Nevýhody množení in vitro
 finanční náročnost (rostliny jsou dražší) a nutnost odborného personálu,
 možnost vzniku somaklonálních mutací (rostlina nebude geneticky totožná s danou odrůdou a proto je nevyhovující), ale procento výskytu není veliké; někdy dochází k degradaci rostlin za jiných příčin (např.: vitrifikace – zvodnatění pletiv).

Využití metody u trvalek

Použití metody je vždy závislé na posouzení finanční náročnosti oproti získaným výhodám, které tato metoda přináší.
U skupiny trvalek existuje dvojí využití této metody: výsevy spor kapradin a semen orchidejí ve sterilním prostředí a vlastní vegetativní množení (mikropropagace).

Výsev spor kapradin a semen orchidejí
U kapradin je problematičtější získat mladé rostliny běžným výsevem spor, z důvodu časté kontaminace různými patogeny. Na sterilním médiu tento problém odpadá a navíc můžeme mladé sterilní rostlinky použít pro další mikropropagaci téměř do nekonečna. Používá se k tomu běžné MS médium s poloviční dávkou základních solí, bez přídavku vitamínů a cukrů. Přídavek sacharózy o koncentraci 2,5 – 20 g.l-1 podporuje další vývoj malých rostlin, nepodporuje však klíčení spor. Výše pH se v tomto případě udržuje kolem 6 – 6,5 (u vápnomilných kapradin může dosahovat až 7,5). Takto se množí téměř všechny druhy, které tvoří životné spory.
U orchidejí je problém výsevu trochu větší, semena většinou obsahují minimální množství zásobních látek pro klíčení a proto v médiu potřebují dostatek všech minerálních látek, cukrů i vitamínů. U našich zemních orchidejí je také problém konečného převodu rostlin do nesterilních podmínek kvůli jejich velmi těsné závislosti na speciální druhy mykorhizních hub. Navíc je izolace a kultivace těchto hub také problematická, což celou situaci velmi komplikuje.

Vlastní mikropropagace
Pro skupinu kapradin se k odběru využívají vegetační vrcholy, příp. kořenové pupeny nebo rhizomové vrcholy. Vlastní množení se praktikuje především u papratky samičí (Athyrium filix femina) a jejích odrůd z důvodu velké variability mladých rostlin pocházejících z výsevů spor. Ostatní druhy se většinou prvotně množí sporami a teprve následnou mikropropagací ze sterilních rostlin.
Většina trvalek tvořících trsy, jako je ploštičník (Cimicifuga), kakost (Geranium), dlužicha (Heuchera), prvosenka (Primula), plicník (Pulmonaria) nebo tiarela (Tiarella) se množí vegetačními vrcholy (vrcholovými pupeny či meristémy). Technika u těchto druhů není nijak složitá. Po sterilizaci a preparaci explantátu, který se umisťuje na MS médium s přídavkem cytokininů (nejlépe BA – benzyladenin o koncentraci 0,1 – 0,5 mg.l-1), stačí jen odřezávat výhony prorůstající z adventivních pupenů. Téměř všechny druhy pak následně spontánně zakořeňují v médiu bez přídavku fytohormonů. Teprve poté je vhodný převod do nesterilního substrátu.
Velkou odlišností v typu odběrového explantátu jsou jednoděložné rostliny z čeledi liliovitých, jako např. denivka (Hemerocallis) a bohyška (Hosta). U denivek se používá mladý květní stonek, případně okvětní nebo kališní lístky z velmi raného stadia poupěte. Bohyšky lze množit z poupat, příp. z květního stvolu nebo můžeme také použít vzrostný vrchol.
Trvalky, které tvoří dostatečně dlouhé stonky a lze je běžně množit i bylinnými řízky, můžeme stejným způsobem přemnožovat i mikropropagací. Jedná se o plamenku (Phlox), chryzantému (Chrysanthemum) – mikropropagace se používá hlavně kvůli ozdravení rostlin a hvozdík (Dianthus).
U travin a bambusů se prvotním explantátem stávají vzrostné vrcholy, které tvoří velké množství bočních odnoží. Jako médium se většinou používá standardní MS. Množí se tak většinou sorty rodu Miscanthus (ozdobnice), příp. Cortaderia (koratderie), Hakonechloa. Bambusy množené in vitro mají mnohem kompaktnější habitus, ale může zde u těchto rostlin nastat problém s předčasným kvetením a tím i zkrácením životnosti rostliny.
Cibuloviny se mohou množit bazální částí šupiny cibule. Takto se dají množit hyacinty (Hyacinthus), lilie (Lilium), narcisy (Narcissus), tulipány (Tulipa).

Není samozřejmě vyloučeno využít tuto metodu i k množení ostatních druhů trvalek, ale většinou je to finančně neopodstatněné z důvodu dostačujících standardních metod množení.
Zajímavé pro množení by byly další rody o kterých není příliš mnoho zmínek např.: Anemone (A. japonica), Aster (A.amellus), Astilbe, Aruncus, Dicentra, Epimedium, Gypsophilla, Helleborus, Lewisia, Paeonia, Platycodon, Polygonatum, Trillium, Yucca.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *