Genetyka roślin

Roślinne kultury tkankowe in vitro –
hodowla roślin, części roślin, tkanek lub pojedynczych
komórek na sztucznych pożywkach w sterylnych warunkach.
TOTIPOTENCJA –
Zdolności do odtworzenia poszczególnych organów, a
nawet całej rośliny z pojedynczej komórki. Gdy komórkę tę
odłączy się od wpływu całego organizmu, zawarta w niej
informacja genetyczna może zostać uruchomiona i
wykorzystana w określony sposób.
Roślinne kultury tkankowe in vitro –
hodowla roślin, części roślin, tkanek lub pojedynczych
komórek na sztucznych pożywkach w sterylnych warunkach.
TOTIPOTENCJA –
Zdolności do odtworzenia poszczególnych organów, a
nawet całej rośliny z pojedynczej komórki. Gdy komórkę tę
odłączy się od wpływu całego organizmu, zawarta w niej
informacja genetyczna może zostać uruchomiona i
wykorzystana w określony sposób.
Merystemy wierzchołkowe,
mikrospory, pyłek, zalążki,
zalążnie
Blaszka liściowa
Materiał wyjściowy do kultury in vitro, wykładany na
pożywkę, nosi nazwę - eksplantatu pierwotnego.
Merystemy kątowe
Fragmenty pędu
Korzenie, cebule, bulwy, rozłogi
Pełna kompetencja
Kompetencja linii komórek
Kompetencja pojedynczych komórek
Brak kompetencji
Reakcja obiektu umieszczonego na pożywce:
• kontynuacja naturalnego wzoru rozwojowego,
zgodnego z kompetencjami tkanki czy organu
rośliny
• zmiana naturalnego wzoru rozwojowego, która
może nastąpić w sposób spontaniczny lub po
zastosowaniu określonych fitohormonów w
różnych kombinacjach i stężeniach
Najczęściej stosowane kultury in vitro:
- kultury kalusa
- kultury merystemów
- kultury protoplastów
- kultury zawiesin komórkowych
- kultury pylników, mikrospor i niezapłodnionych
zalążków lub zalążni
- kultury zarodków (dojrzałych i niedojrzałych)
Kultura kalusa
Kultura kalusa
Czynniki, od których zależy
wynik kultury in vitro:
1.
•
•
•
•
2.
•
•
•
Wewnętrzne (związane bezpośrednio z eksplantatem):
genotyp rośliny, dawcy eksplantatu (rodzaj, gatunek,
odmiana)
rodzaj organu, tkanki oraz jego wielkość oraz stopień
zróżnicowania eksplantatu
stan fizjologiczny rośliny dawcy eksplantatu
wiek rośliny dawcy eksplantatu
Zewnętrzne:
światło – spektrum, natężenie, cykl dobowy
temperatura
pożywka
Funkcje pożywki:
1. Dostarcza składników do wzrostu i rozwoju
ekspalantatów
2. Odbiera metabolity wtórne i substancje
szkodliwe oraz je neutralizuje
3. Spełnia rolę fizycznego utrzymania
Wybór odpowiedniej pożywki
musi uwzględniać:
• Specyfikę uprawianego obiektu (gatunek,
odmiana, wymagania pokarmowe);
• Stopień złożoności ekspalntatu (fragmenty
organów roślinnych, konkretne tkanki,
zawiesina komórek, protoplasty);
• Cel kultury i jego zgodność z naturalnym
wzorem rozwojowym uprawianego
obiektu.
Najczęściej używane pożywki
1. O wszechstronnym zastosowaniu
– MS – Murashige i Skoog, 1962;
– LS – Linsmeier i Skoog, 1965
– B5 – Gamborg i in. 1968
2. Inne
– N6 – Nitsch i Nitsch, 1969 – kultura pylników
– K3 – Kao i in. 1974 – kultura protoplastów
– WPM – Lloyd i McCown, 1981 – rośliny
drzewiaste
Składniki pożywki:
1. Makroelementy – podawana w postaci soli
rozpuszczalnych w wodzie
2. Mikroelementy – podawana w postaci soli
rozpuszczalnych w wodzie
3. Związki organiczne:
A. Witaminy
a)
b)
c)
d)
Kwas nikotynowy
Pirydoksyna
Tiamina
M-inosytol
B. Aminokwasy
a) Glicyna
C. Źródło węgla organicznego
a) Monocukry – glukoza, fruktoza
b) Dwucukry – sacharoza
Regulatory wzrostu:
1) Auksyny:
A. Naturalne
a) IAA – kwas indolilo-3-octowy
b) IBA – kwas indolilo-3-masłowy
B. Syntetyczne
a) NAA – kwas naftylo-1-octowy
b) 2,4-D – kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy
c) 2,4,5-T –kwas 2,4,5-trichlorofenoksyoctowy
d) Dicamba - kwas 2-metoksy-3,6-dichlorobenzoesowy
e) Picloran - kwas 4-amino-3,5,6-trichloropikolinowy
2) Cytokininy:
a)
b)
c)
d)
e)
Zeatyna – 6-(γ-hydroksymetylo, γ-metyloalliloamino)puryna
Kinetyna – N-6-furfuryladenina (Kin)
6-benzyloaminopuryna (BAP)
2-izopentyloadenina (2iP)
Thidiazuron - 1-fenylo-3-(1,2,3-thiadiazolo-5-ylo) mocznik
Regulatory wzrostu:
3) Gibereliny:
a) Kwas giberelinowy – GA3
4) Inhibitory wzrostu:
a) ABA – kwas abscysynowy