Pour tout jardinier, qu'il soit professionnel ou amateur, il est important de savoir multiplier ses plantations. Il existe de nombreuses façons, et l'une des plus intéressantes et efficaces est la méthode de micropropagation. Qu'est-ce que c'est, comment ça marche et toute sa sagesse principale - dans notre matériel.
Qu'est-ce que c'est ?
Commençons par le plus important. Dans l'expression "reproduction microclonale", le deuxième mot est clair pour tout le monde, mais le premier - uniquement pour l'élite. Clarifions la situation. Qu'est-ce que "microclonal" ?
Parlant en termes scientifiques "intelligents", il s'agit d'une sous-espèce spéciale de multiplication végétative utilisant une technique dite "in vitro" (in vitro), qui permet d'obtenir des plantes en un temps plus court. Nous comprendrons plus clairement et plus en détail plus loin, et pour cela nous rappellerons d'abord ce qu'est la multiplication végétative, et expliquerons ce que signifie le terme "in vitro".
Dans le désert scientifique
Dès le parcours de l'écoleEn biologie, nous savons que les plantes peuvent se propager de deux manières: par graines (lorsque nous éparpillons des graines dans le sol) et par voie végétative. La multiplication végétative est asexuée, elle se produit en séparant une partie de la plante mère. Bourgeonnement, enracinement des jeunes pousses, repiquage des bulbes - tout cela est de la multiplication végétative.
Il semblerait qu'avec l'aide de graines, il soit beaucoup plus facile d'augmenter le nombre de plantes - il n'y a pas un tel problème. Cependant, cette méthode a quelques inconvénients; dans certains cas, il est impossible d'utiliser des graines - et la méthode végétative, dont l'avantage indéniable sur la première est de conserver la totalité des gènes de la plante mère, reste la seule accessible et pratique. Mais malheureusement, il a aussi des lacunes. Par exemple, le manque d'efficacité souhaitée (par exemple, dans des plantes telles que le chêne, le pin, etc.), les espèces d'arbres "plus anciennes" (qui ont plus de 15 ans) ne peuvent pas se propager par boutures, de telles procédures sont assez laborieux et énergivores, les plantes qui en résultent ne correspondent pas toujours à la norme et à l'échantillon (peuvent être infectées) - et ainsi de suite.
Et c'est pour ces cas là qu'existe la technologie de micropropagation, qui, comme Tic et Tac, se précipite à la rescousse. Comme mentionné ci-dessus, il est réalisé en utilisant la technique "in vitro", qui est traduit du latin par "in vitro". Ainsi, cette technique permet de « cloner » dans un « tube à essai » une plante possédant exactement les mêmes gènes quecomme le parent. Cela est dû au fait que la cellule est capable de donner vie à un nouvel organisme sous l'influence de facteurs externes.
La technologie de la micropropagation présente sans aucun doute un certain nombre d'avantages et d'inconvénients. Nous en reparlerons plus tard.
Qu'est-ce qui est mieux que la micropropagation
À plusieurs ! Et tout d'abord, l'absence de virus et d'infections dans les plantes cultivées (parce que des cellules spéciales sont utilisées pour cela - elles sont appelées cellules du méristème, leur particularité réside dans la division incessante et la présence d'une activité physiologique tout au long de la vie). De plus, les plantes "extraites" de cette manière ont un volume de reproduction assez élevé et l'ensemble du processus de sélection est beaucoup plus rapide. Avec l'aide de la technologie de micropropagation, il est possible d'effectuer cette procédure pour les plantes pour lesquelles il est extrêmement problématique de le faire par des méthodes conventionnelles "traditionnelles". Enfin, dans la technique "in vitro", les plantes peuvent être cultivées tout au long de l'année, sans se limiter à un seul intervalle. Il y a donc beaucoup d'avantages à une telle technique. Et avant de plonger dans l'essence de la propagation microclonale des plantes, abordons un peu l'histoire de l'émergence de cette méthode. Qui a eu cette idée et comment ?
Historique de la méthode
La première expérience réussie sur les orchidées a été réalisée par un scientifique français dans les années 50 du siècle dernier. Dans le même temps, il ne s'est pas engagé initialement dans la technique "in vitro" - elle a été développée avant lui et avec beaucoup de succès. Pourtant c'est JeanMorel - tel est le nom de l'expérimentateur français - a décidé d'une expérience similaire et l'a menée à bien. Des œuvres qui parlent de cette technique sont apparues plusieurs décennies avant lui - dans les années vingt du siècle dernier.
Un "clone en tube à essai" d'une plante ligneuse - en particulier le tremble - a été obtenu dans les années soixante. Il s'est avéré plus difficile de travailler avec du bois qu'avec des fleurs et d'autres types de plantes, cependant, ces difficultés ont été surmontées après un certain temps. Actuellement, plus de 200 espèces d'arbres de plus de quarante familles peuvent être obtenues par la méthode "éprouvette". La technologie de micropropagation des plantes se justifie et porte ses fruits.
En savoir plus sur la méthode
Comme vous l'avez peut-être deviné, il existe de nombreuses subtilités dans le développement et l'application de la micropropagation des plantes. Ainsi, par exemple, il existe des étapes spéciales pour cette technologie, qu'il est simplement nécessaire de suivre pour obtenir le résultat souhaité. Vous devez comprendre que négliger la séquence d'actions ou une étape ne peut absolument pas apporter le résultat sur lequel l'éleveur compte. Nous parlerons donc plus loin des étapes de cette technique.
Étapes de micropropagation des plantes
Cette technologie implique quatre "étapes" pour obtenir les "clones" convoités. Nous essaierons d'en parler le moins scientifiquement possible, car les termes de la biotechnologie ne sont toujours pas la chose la plus compréhensible pour un large public. ET,Soit dit en passant, nous expliquerons immédiatement l'un de ces termes: explant - c'est ainsi que les scientifiques dans ce domaine appellent un nouvel organisme séparé de l'organisme parent. C'est-à-dire le très "cobaye" qui sera cultivé plus loin.
Alors, passons à nos "étapes". La première étape est le choix du parent lui-même - ou du donneur. Cette question doit être abordée avec le plus grand sérieux et responsabilité, car pour obtenir une plante bonne, forte et saine, nous et "l'original" devons choisir la même. Une pomme, comme vous le savez, ne tombe pas loin de l'arbre.
Au même stade, il est nécessaire d'isoler et de stériliser les explants, puis d'organiser ces conditions pour que la croissance de ces mêmes explants en technique "in vitro" se fasse le plus confortablement possible.
La deuxième "étape" ne pourrait pas être plus facile - c'est la reproduction elle-même. C'est possible en un mois et demi, lorsque les mini-boutures ont déjà atteint la taille de pois et ont les rudiments de tous les organes végétatifs. Elle est à son tour suivie de l'enracinement des pousses obtenues à l'étape précédente. Elle est réalisée lorsque la plante a déjà formé un bon système racinaire.
La dernière étape consiste à aider les plantes à s'adapter à la « vie » dans le sol, en les cultivant dans une serre, puis en les repiquant dans le sol ou en les vendant - pour ainsi dire, « le départ vers le grand monde ». Cette étape, curieusement, est la plus longue et la plus coûteuse, car très souvent, malheureusement, il arrive qu'une fois dans le sol, la plante commenceperdre des feuilles, cesser de croître - et ensuite il peut mourir complètement. Tout cela se produit parce que les plantes éprouvettes perdent beaucoup d'eau lorsqu'elles sont transplantées dans le sol. Par conséquent, il est nécessaire d'éviter une telle possibilité lors de la transplantation - pour laquelle il est recommandé de pulvériser les feuilles avec une solution aqueuse à 50% de glycérine ou un mélange de paraffine. Cela doit être fait tout au long de la période d'acclimatation. De plus, dans certains cas, il est conseillé de mycorhize intentionnellement - c'est-à-dire l'introduction artificielle de champignons dans les tissus végétaux qui l'infectent. Ceci est fait pour que la plante reçoive autant de nutriments utiles et de substances organiques que possible, et soit également protégée contre divers agents pathogènes.
C'est toutes les étapes de la micropropagation, dans lesquelles, comme on le voit, il n'y a rien de globalement complexe ou surnaturel, cependant, nous le répétons encore une fois, tout cet événement nécessite une grande responsabilité et une grande attention.
Facteurs d'influence
Le processus de micropropagation, comme tout autre, est influencé par certains facteurs. Énumérons-les, car "vous devez connaître l'ennemi en personne".
- Variétés, espèces et caractéristiques physiologiques de la plante mère - elle doit être saine, se développer intensivement, si nécessaire, traitée avec une exposition à la température.
- Âge, structure et origine de l'explant.
- Durée de culture.
- Efficacité de la stérilisation.
- Bon terreau.
- Hormones, sels minéraux, glucides, vitamines.
- Température etéclairage.
Ce dont vous avez besoin pour la micropropagation
Il y a une exigence très importante pour les plantes qui seront propagées de la manière ci-dessus - en plus du fait qu'elles doivent être en bonne santé. C'est une préservation indispensable de la stabilité génétique à travers toutes les étapes ci-dessus. Cette exigence est mieux remplie par les méristèmes apicaux, ainsi que les bourgeons axillaires d'origine souche, c'est pourquoi ils sont préférés pour être utilisés pour la procédure qui nous intéresse.
Les termes ci-dessus devraient être incompréhensibles pour le profane moyen. Ci-dessous, nous allons essayer d'expliquer de quel type d'animaux il s'agit et avec quoi les servir.
Méristèmes apicaux
Ci-dessus, nous avons déjà mentionné l'existence de cellules de méristèmes spéciales - en d'autres termes, éducatives. Ce sont des cellules qui se divisent constamment, toujours dans un état d'activité physique - grâce à quoi la masse de la plante se développe et un tissu spécial de cette plante se forme. Il s'appelle le méristème. Il existe de nombreux types de méristèmes. En général, ils peuvent être divisés en général et spécial. Le concept de méristèmes communs comprend trois groupes qui, pour ainsi dire, se succèdent. Le tout premier méristème d'une plante est le méristème de l'embryon, d'où provient le méristème apical qui nous intéresse.
Le mot "apical" vient du latin "apix" et se traduit par "top". Ainsi, il s'agit du système tissulaire apical situé à l'extrémité de l'embryon - et c'est à partir de là que la pousse se forme ensuite et que sa croissance et son développement commencent. Ainsi, en parlant du méristème apical comme objet de microclonage, il faut comprendre que nous prenons la pointe de l'embryon pour nos besoins.
Les bourgeons axillaires sont un peu plus faciles. Tout le monde sait ce que sont les reins. Le bourgeon axillaire est celui qui est né à l'aisselle de la feuille. L'aisselle de la feuille, à son tour, est l'angle entre la feuille et sa tige; à partir de là, un rein ou une évasion se développera. Cette partie même, c'est-à-dire la future pousse latérale, est également prélevée pour une micropropagation ultérieure.
Maintenant qu'un peu de lumière a été jetée sur le voile du mystère, nous pouvons enfin passer aux méthodes de micropropagation.
Méthodes de micro-élevage
La propagation microclonale est toujours bonne, ce qui implique essentiellement la possibilité d'utiliser plusieurs techniques différentes à la fois. Nous essaierons de couvrir chacun d'eux aussi simplement que possible. Il existe quatre méthodes de micropropagation au total.
Premier. Activation des méristèmes déjà existants dans la plante
Qu'est-ce que cela signifie ? Dans une plante, même un si petit micromorceau, certains méristèmes sont déjà pondus. C'est le sommet de la tige et ses bourgeons axillaires. Pour microcloner une plante, il est possible de « réveiller » ces méristèmes jusqu'alors endormis « in vitro ». Ceci est réalisé soit en enlevant le méristème apical du micropousse, ou plutôt sa tige, puis en coupant la pousse en utilisant la technique "in vitro", soit en introduisant dans le milieu nutritif de la plante des substances spéciales qui activent la croissance et le développement de pousses axillaires. Méthodel'activation des méristèmes "endormis" est la principale, la plus populaire et la plus efficace, et elle a été développée dans les années soixante-dix du siècle dernier. La fraise est devenue le premier "cobaye" dans l'application de la micropropagation de plantes de ce type. Il est important de noter, cependant, qu'il est interdit de multiplier les cultures indéfiniment de cette manière, car cela entraîne la perte de la capacité d'enracinement et, dans certains cas, la mort de la plante.
Deuxième. L'émergence de bourgeons adventifs par les forces de la plante elle-même
Toute partie isolée d'une plante a une capacité vraiment magique, sa propre superpuissance. Si, lors de la propagation microclonale, le milieu nutritif de la plante et toutes les autres conditions de vie sont favorables et confortables, il peut restaurer les parties manquantes. Une sorte de régénération a lieu - les tissus de la plante forment des bourgeons adventifs ou annexiels - c'est-à-dire ceux qui apparaissent, pour ainsi dire, "à partir d'anciennes réserves", et non à partir de nouveaux tissus. De tels bourgeons sont inhabituels en ce qu'ils apparaissent, en règle générale, dans les endroits où vous ne vous attendez pas à ce qu'ils apparaissent - sur les racines, par exemple. C'est ainsi que de nombreuses fleurs sont souvent propagées, encore une fois - des fraises. Il s'agit de la deuxième méthode de micropropagation de plantes la plus populaire et la plus efficace.
Troisièmement. Embryogenèse somatique
Avec le deuxième mot, tout devrait être plus ou moins clair. Abordons le premier - que signifie somatique ? Ce mot dans cette veine est directement lié aux cellules du même nom. Ces cellules sont appelées celles qui composent le corps des organismes multicellulaires et neparticiper à la reproduction sexuée. En bref, ce sont toutes des cellules, à l'exception des gamètes. L'embryogenèse somatique est réalisée de manière assez simple: les embryoïdes sont formés à partir des cellules ci-dessus (c'est-à-dire somatiques) en utilisant la technique «in vitro», qui ensuite, lorsqu'elles organisent des conditions appropriées pour le développement avec un milieu nutritif optimal, se transforment en une plante entière indépendante. Dans ce cas, nous pouvons parler d'un concept tel que la totipotence (la capacité de n'importe quelle cellule, en raison de la division, à initier n'importe quel type de cellule d'un organisme). On pense que ces embryons finissent par se développer en un semis. L'embryogenèse somatique est également bonne car il est possible d'obtenir des semences artificielles de cette manière. Cette méthode a été découverte pour la première fois au milieu du siècle dernier dans des cellules de carotte.
Une méthode activement similaire de micropropagation des plantes est utilisée dans la propagation du palmier à huile. Le fait est que, n'ayant ni pousses ni pousses latérales, sa multiplication végétative est impossible (ou, en tout cas, très, très difficile), tout comme le bouturage est impossible. Ainsi, la méthodologie ci-dessus est la seule de toutes les plus accessibles et optimales lorsque l'on travaille avec cette plante.
Quatrième. Travailler avec du tissu calleux
Un autre terme a doucement "flotté" dans le réseau de notre récit, et tout d'abord, il est nécessaire d'en clarifier le sens. Qu'est-ce que le tissu calleux? Tout le monde sait que sur la plaie, quand elle vit un peu, une croûte sèche apparaît. Et si vous l'enlevez, la blessure recommence à saigner. Jouetla croûte elle-même, en d'autres termes, "le tissu cicatrisant, est le tissu calleux. Les cellules de ce tissu, non seulement contribuent à la cicatrisation des plaies, sont également totipotentes - c'est-à-dire, comme déjà expliqué ci-dessus, elles permettent à une nouvelle plante de se développer. Et c'est pourquoi des bourgeons annexiels (adventifs - nous avons déjà introduit ce terme auparavant) peuvent également apparaître sur de tels tissus.
Cette méthode parmi les quatre ci-dessus est peut-être la moins populaire. Tout d'abord, cela est dû au fait qu'une séparation trop fréquente des cellules du tissu calleux peut entraîner des troubles génétiques et des mutations à différents niveaux. Étant donné que la préservation du génotype est très importante pour la micropropagation, la culture tissulaire doit être maintenue au plus haut niveau. De plus, avec les violations ci-dessus, d'autres lacunes apparaissent: petite taille, sensibilité aux maladies, etc. Cependant, dans certains cas, la reproduction n'est possible que de la même manière - par exemple, pour la betterave à sucre, il n'y a tout simplement pas d'autre méthode.
Ensuite, par exemple, nous dirons quelques mots sur le clonage de plantes spécifiques, mais d'abord, nous devons partager des informations sur la récupération des plantes utilisées comme matériel de plantation. Comment cela peut-il être réalisé ?
Récupération
Il existe plusieurs façons de transformer une plante malade en une plante saine, et la première d'entre elles consiste à placer la pousse dans une chambre spéciale, ou une boîte, où des conditions stériles sont maintenues, et à la "farcir" d'antibiotiques. Cette méthode est bonne pour tout le monde, sauf qu'elle ne s'attaque pas à toutes les bactéries.et les virus auxquels les plantes peuvent être exposées. Dans de tels cas, afin de désinfecter les plantes, elles reçoivent une thermothérapie - en d'autres termes, un traitement thermique dans des chambres isolées spéciales, où la température est augmentée quotidiennement pendant plusieurs jours consécutifs. La chimiothérapie est un autre moyen de combattre les infections et les bactéries pour les plantes infectées.
À propos du clonage de pommes de terre
La pomme de terre, soit dit en passant, est l'une des rares cultures qui peuvent être propagées par la quatrième des méthodes ci-dessus. Mais, bien sûr, c'est loin d'être le seul moyen - et souvent ils ont également recours à l'activation des méristèmes apicaux et axillaires "dormants". Les tubercules obtenus après clonage sont exactement les mêmes que ceux "d'origine" - ils ne diffèrent que par une taille plus petite, ce sont les soi-disant microtubercules. Et en plus, ils seront certainement sains et exempts de virus.
Dans la propagation microclonale de la pomme de terre, elle est cultivée dans des tubes à essai de deux boutures, les tubes à essai sont placés sous la lumière de lampes fluorescentes d'une puissance de six à huit mille lux, la température est maintenue la nuit dans les dix-huit degrés, pendant la journée - environ vingt-cinq. En Russie, ce sont les pommes de terre qui sont le plus cultivées par clonage.
À propos du clonage de pommiers: ce que vous devez savoir
Dans la micropropagation des pommiers, la première méthode est largement utilisée - propagation à l'aide de bourgeons axillaires. Il y a une grande capacité de cette culture à s'enraciner et le taux de survie de plusexplants.
Ils ont été placés dans un milieu nutritif liquide, qui était constamment - quotidiennement - mis à jour. La température des plantes éprouvettes a également été maintenue à vingt-cinq degrés pendant la journée, l'expérience a duré trois à quatre semaines.
Faits intéressants
- Cette technique, comme vous pouvez facilement le deviner, tire son nom du concept de "clone", apparu en 1903. De la langue grecque, ce mot est traduit par "progéniture" ou "coupe".
- Le premier endroit dans notre pays où les premières tentatives expérimentales de propagation microclonale de plantes ont été réalisées a été l'Institut Timiryazev de Moscou.
- La micropropagation clonale est une excellente méthode pour contrôler les virus et produire des plantes saines et sans infection.
- La période qu'une plante traverse avant la floraison et la fructification est appelée juvénile - et dans les organismes obtenus par clonage, elle est minimisée.
- Les États-Unis d'Amérique, les Pays-Bas, l'Italie, la Pologne, Israël et l'Inde sont considérés comme les pays leaders dans la production de plantes de la manière ci-dessus.
- Près de deux mille cinquantaine d'espèces et variétés de plantes peuvent désormais être multipliées par la technique "in vitro".
- Au début, les plantes cultivées in vitro peuvent différer en apparence, mais à mesure qu'elles grandissent, toutes les différences disparaissent et, à la fin, les plantes deviennent similaires, comme des jumelles.
- Les explants de jeunes plantes sont mieux enracinés que ceux demature.
- L'une des conditions importantes de la propagation microclonale est la sélection du milieu nutritif le plus favorable pour la plante, et il peut être à la fois liquide et solide.
- Les cellules des tissus méristématiques ne contiennent généralement pas de virus.
- La taille de l'explant est directement liée à la présence éventuelle de virus. Plus il est petit, plus le risque d'infection est faible.
- Un autre nom pour la micropropagation est la propagation du méristème.
Voici les informations sur la micropropagation des plantes, un sujet aussi complexe qu'intéressant.
