Kapsa K Č. 14: Tkáňové Kultury Technologie

BY admin
|

stejně jako každý člověk je jiný a jedinečný, tak je každá rostlina. Některé mají vlastnosti, jako je lepší barva, výnos nebo odolnost proti škůdcům. Po celá léta vědci hledali metody, které by jim umožnily vytvořit přesné kopie těchto vynikajících jedinců.

rostliny se obvykle rozmnožují vytvářením semen pohlavním rozmnožováním. To znamená, že vaječné buňky v květech jsou oplodněny pylem z tyčinek rostlin. Každá z těchto pohlavních buněk obsahuje genetický materiál ve formě DNA. Během sexuální reprodukce je DNA obou rodičů kombinována novými a nepředvídatelnými způsoby a vytváří jedinečné rostliny.

tato nepředvídatelnost je problémem pro chovatele rostlin, protože může trvat několik let pečlivé skleníkové práce, aby se rozmnožila rostlina s žádoucími vlastnostmi. Mnozí z nás si myslí, že všechny rostliny rostou ze semen. Vědci však nyní vyvinuli několik metod pěstování přesných kopií rostlin bez semen. A nyní to dělají metodou zvanou „tkáňová kultura“.

co je tkáňová Kultura?

tkáňová kultura (TC) je kultivace rostlinných buněk, tkání nebo orgánů na speciálně formulovaných živných médiích. Za správných podmínek může být celá rostlina regenerována z jedné buňky. Rostlinná tkáňová kultura je technika, která existuje již více než 30 let. Tkáňová kultura je považována za důležitou technologii pro rozvojové země pro výrobu vysoce kvalitního sadebního materiálu bez chorob a rychlou produkci mnoha jednotných rostlin.

mikropropagace, která je formou tkáňové kultury, zvyšuje množství rostlinného materiálu, aby usnadnila distribuci a výsadbu ve velkém měřítku. Tímto způsobem lze v krátké době vyrobit tisíce kopií rostliny. Micropropagated rostliny jsou pozorovány vytvořit více rychle, rostou energicky a jsou vyšší, mají kratší a více jednotné výrobní cyklus, a produkovat vyšší výnosy než konvenční propagule.

rostlinná tkáňová kultura je přímočará technika a mnoho rozvojových zemí ji již zvládlo. Jeho aplikace vyžaduje pouze sterilní pracoviště, školku a zelený dům a vyškolenou pracovní sílu. Tkáňová kultura je bohužel náročná na práci, časově náročná a může být nákladná. Rostliny důležité, aby rozvojové země, které byly pěstovány v tkáňové kultuře jsou palmový olej, jitrocel, borovice, banán, datum, lilek, avokádo, ananas, kaučukovník, maniok, yam, sladké brambory a rajčata. Tato aplikace je nejčastěji používanou formou tradiční biotechnologie v Africe.

Použití TC technologie v Asie

  • Tkáňové kultury byla zdokonalována tak, aby vyhovovaly potřebám orchidej druhů a hybridů známo, že dobře rostou v Jihovýchodní Asii. Soudě podle zkušeností z Thajska, Singapuru a Malajsie, okrasné a řezané květiny obchod je významný zdroj zahraniční měny a další příjem pro malé pěstitele.
  • v Thajsku se tkáňová kultura používá k reprodukci pomalu rostoucích orchidejí citlivých na životní prostředí. Thajsko je lídrem v tkáňové kultuře v jihovýchodní Asii a produkuje 50 milionů rostlin ročně. Většina z nich jsou orchideje, které pomohly zemi stát se největším vývozcem celých a řezaných orchidejí na světě.
  • Mikropagace technikou výhonkové kultury byla vyvinuta pro masové šíření banánů. Na Filipínách, to je používáno jako kontrolní přístup k virové onemocnění v banán jako banán bunchy top virus (BBTV) a banán bract mosaic virus (BBrMV), které jsou běžně šíří přes propagative materiálů.

výhody technologie TC pro drobné producenty banánů v Keni (zdroj: ISAAA)

V Keni, stejně jako v mnoha částech tropických a subtropických rozvojových zemích, banán je velmi důležité potravinové plodiny. V posledních 20 letech však došlo k rychlému poklesu produkce banánů v důsledku rozsáhlé degradace půdy a zamoření banánových sadů škůdci a chorobami. Tyto problémy byly dále zhoršeny běžnou praxí množení nových banánových rostlin pomocí infikovaných výhonků. Situace ohrožovala bezpečnost potravin, zaměstnanost a příjmy v oblastech produkujících banány. Technologie tkáňové kultury byla považována za vhodnou možnost poskytnout dostatečnou kvalitu a množství takových materiálů.

při správné správě a hygieně v terénu byly ztráty výnosů způsobené škůdci a chorobami na úrovni zemědělských podniků podstatně sníženy. Technologie tkáňové kultury umožnila zemědělcům přístup k následujícím:

  • velké množství superior čisté výsadbu materiály, které jsou brzy zrání (12-16 měsíců ve srovnání s konvenční banán 2-3 roky)
  • větší banda závaží (30-45 kg ve srovnání s 10 až 15 kg z konvenčních materiálů)
  • vyšší roční výnos na jednotku půdy (40-60 tun na hektar proti 15-20 tun dříve realizovány s konvenční materiál

Navíc, jednotnost v orchard zřízení a současné plantáže vývoj, marketing lépe koordinovat. Nabídla také možnost přeměnit pěstování banánů z pouhého životního minima na komerční podnik. Povzbudivým zjištěním z analýzy nákladů a přínosů projektu je, že produkce banánů tc je jako podnik výhodnější než tradiční produkce banánů. Projekt také prospěl hlavně ženám, které se starají o úrodu, a tím pomáhají zmenšit rozdíly mezi pohlavími.

výhody technologie TC pro zemědělce rýže v západní Africe (zdroj: WARDA)

Po celá léta, vědci snili kombinující robustnost Africké druhy rýže (Oryza glaberrima) s produktivitou Asijské druhy (Oryza sativa). Ale ti dva jsou tak odlišní. Pokusy o jejich křížení selhaly, protože výslední potomci byli sterilní. V roce 1990, rýže chovatelé ze Západní Afriky Rýže Asociace pro Rozvoj (WARDA) se obrátil na biotechnologie ve snaze překonat problémy s neplodností. Klíčem k úsilí byly genové banky, které drží semena 1 500 africké rýže-která čelila vyhynutí, protože zemědělci je již opustili pro asijské odrůdy s vyšším výnosem.

pokroky v zemědělském výzkumu pomohly vědcům překonat tyto dva druhy. Po křížovém oplodnění obou druhů, embrya byla odstraněna a pěstována na umělém médiu pomocí procesu známého jako “ záchrana embryí.“Protože výsledné rostliny jsou často téměř sterilní, byly znovu zkříženy s rodičem sativa, kdykoli je to možné (známé jako zpětné křížení). Jakmile plodnost potomstva byla lepší (často po několik cyklů zpět-přejezd), prašníkové kultury byl použit dvakrát genu doplňkem mužské pohlavní buňky (prašníky), a tak produkují pravda-šlechtění rostlin.

první z nových rices nazvaných „Nová rýže pro Afriku“ (nebo NERICA) byla k dispozici pro testování v roce 1994 a od té doby bylo vytvořeno mnoho nových linek. Některé z nových rostlin kombinovaly výnosové rysy rodiče sativa s místními adaptačními rysy z glaberrima.

obecně mají NERICAs následující vlastnosti:

  • široký a zvadlé listy, které dusí plevele v raných růstových
  • laty nebo obilí hlavy, které jsou delší s rozeklaným větve, a držet až do 400 zrn
  • více odnoží s silné stonky na podporu a držet pevně těžký obilí hlavy
  • rýže výnosy stejně vysoká jako 2.5 tun na hektar při nízké vstupy — a 5 tun nebo více s jen minimální nárůst hnojivo použití (činí přibližně 25% až 250% nárůst výroby)
  • zraje 30 až 50 dní dříve než běžné odrůdy, který umožňuje zemědělcům pěstovat další plodiny, zeleniny nebo luštěnin
  • vyšší než většina odrůd rýže a odolává škůdcům a snáší sucho lépe,
  • dobře roste na neplodné a kyselé půdy—, které tvoří 70% v Západní Africe je horské rýže oblasti
  • 2% více tělesné stavby bílkovin než jejich Africké či Asijské rodiče

kvůli jejich úspěchu byly NERICAs rychle přijaty zemědělci. V roce 2000 bylo odhadnuto, že nový rices vztahuje přibližně 8000 ha v Guineji, z nichž 5000 ha byly pěstovány 20,000 zemědělci pod dohledem národní rozšíření agentury. V roce 2002, WARDA předpokládá, že 330,000 ha by být zasazeny do NERICAs – což je dostatečné pro splnění zemi je vlastní semeno potřebuje s přebytky pro export do sousedních zemí.

Glosář

prašník: Hlavní samčí reprodukční struktura, ve které se tvoří a skladuje pyl.

apikální meristém : špičky kořenů nebo stonků, ze kterých se tvoří nové buňky.

DNA: molekula nalezená v buňkách organismů, kde jsou uloženy genetické informace.

Embryo rescue : sekvence tkáňové kultury technik používá k tomu, aby se oplodněné nezralá embrya vyplývající z mezidruhové kříž, aby i nadále růst a vývoj, až to může být obnoven do dospělé rostliny.

tyčinka: samčí květinové části obsahující pyl, prašníky, vlákna.

  1. DANIDO.2002. Posouzení potenciálů a omezení pro rozvoj a využití rostlinné biotechnologie ve vztahu k šlechtění rostlin a rostlinné výrobě v rozvojových zemích. Pracovní papír. Ministerstvo zahraničních věcí, Dánsko.
  2. DeVries, J. and Toenniessen, G.2001. Zajištění sklizně: biotechnologie, šlechtitelské a osivové systémy pro africké plodiny. Rockefellerova Nadace, New York. USA.
  3. FAO 2002 Crop Biotechnology: pracovní dokument pro správce a tvůrce politik v subsaharské Africe. Kitch, L., Koch, m. , a Sithole-Nang, i.
  4. mezinárodní služba pro získávání Agrobiotechnických aplikací (ISAAA). http://www.isaaa.org
  5. Philippine Doporučuje, 1994.
  6. Ruff, Anne Marie. „Setí semen revoluce.“15. února 2001. (http://www.undp.org.vn/mlist/envirovlc/022001/post50.htm)
  7. Wambugu, F. A Kiome, R.2001. Výhody biotechnologie pro drobné chovatele banánů v Keni. ISAAA Kalhotky č. 22. ISAAA: Ithaca, NY.
  8. West Africa Rice Development Association (WARDA) http://www.warda.cgiar.org

*listopad 2006