Мікроклональне розмноження це безстатеве вегетативне розмноження рослин в культурі in vitro при якому отримують рослини

Мікроклональне розмноження - це безстатеве вегетативне розмноження рослин в культурі in vitro , при якому отримують рослини, генетично ідентичні вихідній батьківській формі, що сприяє збереженню генетично однорідного посадкового матеріалу.

Лабораторія мікроклонального розмноження рослин in vitro в м.Умані

Термін клон походить від грецького Κλών - паросток, пагін; був запропонований Гербертом Джоном Вебером у 1903 р. як назва для «групи рослин, котрі отримані з використанням будь-якої вегетативної частини рослини(наприклад , бульб чи цибулин) і є частиною однієї і тієї ж особини

Для такого розмноження використовуються частини рослин (), котрі вже містять меристемні (твірні) тканини чи меристемні групи клітин – зародок, ембріоїди, різні види бруньок (верхівкові, пазушні, сплячі тощо) або такі осередки індукуються в ході роботи. Вперше метод культури твірних тканин для мікроклонального розмноження застосував французький дослідник Жан Морель у 1690 році для одного з виду орхідей – цимбідіума Cymbidium. Протягом року йому вдалося отримати з одного вихідного експланта близько 4 млн рослин .

Переваги мікроклонального розмноження

Рослини , що культивуються в умовах *in vitro*

Швидкість отримання значної кількості клонів однієї рослини. Шляхом традиційного розмноження з однієї рослини отримують в середньому 5-100 клонів, тоді як шляхом мікроклонального розмноження можна отримати до декількох мільйонів рослин
Оздоровлення вихідного садивного матеріалу, звільнення його від бактерій, вірусів, нематод, що досягається використанням лише дуже невеликої частини рослини – бруньки або лише її частини (групи меристематичних клітин).
Можливість розмножувати рослини протягом всього року, незалежність від сезону
невелика кількість вихідного рослинного матеріалу, потрібна для ініціації асептичної культури
Незалежність від погодно-кліматичних умов, що дає змогу успішно розмножувати екзотичні рослини, котрі важко розмножувати в чужорідному для них кліматі без значних зусиль
можливість розмножувати рослини, котрі складно розмножуються в природних умовах
Значно менші площі, потрібні для отримання, відбору і вирощування рослин на початкових етапах розмноження
Контрольованість умов вирощування, легка можливість їх зміни та оптимізації
Генетична ідентичність отриманої розсади і збереження всіх цінних сортових якостей

Технологія клонального мікророзмноження дозволяє в короткі терміни отримати розсаду рідкісних рослин, дорогих сортів, саджанців з цінними сортовими властивостями , початкова кількість садивного матеріалу для котрих обмежена

Основні етапи мікроклонального розмноження

Молоді асептичні рослини роду Літопс *Lithops*, що культивуються в умовах *in vitro*

Група пагонів, що утворились з однієї пазушної бруньки на середовищі, доповненому 0,1 мг-л бензиламінопурину

Технологія мікроклонального розмноження включає чотири основні етапи:

введення рослини в асептичну культуру.

Здійснюється шляхом стерилізації відповідних експлантів і вміщення їх на штучні поживні середовища. Експлантами можуть бути будь-які частини рослин, проте найчастіше використовуються пазушні та верхівкові бруньки та насіння. Стерилізацію проводять за допомогою стерилізуючих розчинів - розчину гіпохлориту натрію (побутовий відбілюючий засіб Білизна), пероксиду водню, хлориду ртуті; при значному зараженні експлантів грибками використовуються фунгіциди .

власне процес мікророзмноження.

Для збільшення кількості отриманих пагонів в процесі мікроклонального розмноження зазвичай використовують фітогормони. У разі вже існуючих меристем (всі види бруньок) фітогормони використовуються для швидкого поділу цих меристематичних клітин і, відповідно, збільшення кількості клітин, що дають початок новим пагонам. У разі ж використання в якості вихідного матеріалу органів рослини, що готових твірних тканин не містять - фітогормональна стимуляція потрібна для того, щоб такі меристематичні осередки створити. Такий перехід клітини від високоспеціалізованого до низькоспеціалізованого і здатного до перепрограмування стану стає можливим завдяки явищу тотипотентності рослинних клітин .

вкорінення отриманих мікропагонів.

Зазвичай здійснюється або шляхом перенесення отриманих пагонів на безгормональне поживне середовище, або на середовище з додаванням невисоких концентрацій ауксинів (індолілоцтової кислоти, нафтилоцтової або індолілмасляної кислот .

переведення асептичних рослин в умови ґрунту.

Молоді рослини банану *Musa*, перенесені з умов *in vitro* в умови ґрунту для їх акліматизації

Адаптація рослин до умов ґрунту є необхідним етапом мікроклонального розмноження, оскільки умови in vitro відзначаються підвищеною (більше 95%) вологістю, присутністю додаткових (крім вуглекислого газу) джерел Карбону та відсутністю мікрофлори. Тому зазвичай адаптацію проводять, пересаджуючи отримані молоді рослини в стерилізований ґрунт, котрий заселяється мікрофлорою поступово, даючи змогу рослинам звикнути до такого сусідства, а також повільно зменшуючи вологість повітря. Крім того, протягом адаптаційного періоду молода рослина поступово переходить на повністю автотрофний спосіб живлення, оскільки в умовах асептичної культури, завдяки присутності в живильному середовищі органічних джерел Карбону, вона як мінімум частково живиться гетеротрофно.

Не існує технології мікроклонального розмноження, єдиної для всіх видів рослин, тому для кожного виду (а часто - і сорту) оптимальні умови кожного з етапів підбираються індивідуально . При розробці протоколу розмноження слід враховувати генотип донорської рослини, її фізіологічний стан, розмір і тип (частини, що береться для розмноження), склад поживного середовища і низку інших чинників

На сьогодні технологія мікроклонального розмноження відпрацьована для багатьох сотень видів рослин, їх кількість постійно збільшується .

Практичне значення

Цей метод широко застосовується як в лабораторній практиці, так і в сільському господарстві та дотичних до нього галузях, зокрема, для швидкого розмноження різноманітних плодових, ягідних, декоративних видів рослин тощо. Так, зокрема, в Україні працює багато компаній, що займаються комерційним мікроклональним розмноженням тих чи інших видів та\або сортів рослин: ягідних (лохини , полуниці , малини та ожини ,жимолості, смородини ), плодових (фундуку , волоського горіха, підщеп яблунь тощо), ефіроолійних (м'яти, материнки, родіоли, лаванди та ін. ) та багатьох інших.

Наукові дослідження з використанням мікроклонального розмноження рослин проводяться багатьма українськими науково-дослідними інститутами та лабораторіями, зокрема Інститутом клітинної біології та генетичної інженерії НАН України , ботанічними садами (наприклад,Національним ботанічним садом ім.М.М.Гришка та Ботанічним садом імені академіка Олександра Фоміна,Інститутом овочівництва і баштанництва НААН та десятками інших. В Інституті клітинної біології та генетичної інженерії НАН України створено | Колекцію зародкової плазми рослин флори України і світової флори, що має статус Національного надбання України, і в котрому зберігаються, постійно підтримуються шляхом мікроклонального розмноження і вивчаються декілька тисяч видів рослин

Світовий ринок рослин, отриманих внаслідок мікроклонального розмноження, величезний. За деякими даними, лише тропічних декоративних рослин таким шляхом отримують щорічно близько 507 млн особин, з них - близько 150 млн становлять орхідеї . Приблизно третина цих вишуканих квітів, отриманих за допомогою мікроклонального розмноження, виробляється в Таїланді, що дозволяє цій країні бути найбільшим світовим експортером горщикових та зрізаних орхідей . Активно мікроклональне розмноження застосовується також для комерційної продукції саджанців олійної пальми Elaeis guineensis Jacq., котра є джерелом пальмової олії, фінікової та інших видів пальм , бананів, різних сортів полуниць та багатьох інших комерційно-значимих видів рослин.

Література

Кушнір Г.П., Сарнацька В.В. Мікроклональне розмноження рослин. Теорія і практика. – К.: Наук. думка, 2005. – 270 с
Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи : Моногр. / В. А. Кунах; НАН України. Ін-т молекуляр. біології і генетики. - К. : Логос, 2005. - 724 c.
Plants from Test Tubes: An Introduction to Micropropagation, 4th Edition (2013), by H Scoggins & M Bridgen, Timber Press; ISBN-10: 1604692065, ISBN-13: 978-1604692068

Посилання

Maienschein, Jane (30 червня 2009). . с. 120. ISBN . Архів оригіналу за 18 листопада 2021. Процитовано 21 листопада 2019.
Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи: Моногр. / В. А. Кунах; НАН України. Ін-т молекуляр. біології і генетики. - К. : Логос, 2005. - 724 c
Мікроклональне розмноження https://www.kas32.com/ua/plant [ 5 грудня 2019 у Wayback Machine.]
. Архів оригіналу за 19 жовтня 2019. Процитовано 27 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
Кушнір Г.П., Сарнацька В.В. Мікроклональне розмноження рослин. Теорія і практика. – К.: Наук. думка, 2005. – 270 с
. Архів оригіналу за 21 листопада 2019. Процитовано 26 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
. Архів оригіналу за 16 квітня 2021. Процитовано 26 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
. Архів оригіналу за 26 серпня 2018. Процитовано 25 листопада 2019.
. Архів оригіналу за 24 квітня 2017. Процитовано 25 листопада 2019.
. Архів оригіналу за 16 листопада 2019. Процитовано 25 листопада 2019.
. Архів оригіналу за 28 вересня 2020. Процитовано 25 листопада 2019.
ІКБГІ НАН України
. Архів оригіналу за 2 грудня 2019. Процитовано 25 листопада 2019.
. Архів оригіналу за 19 грудня 2019. Процитовано 25 листопада 2019.
. Архів оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
. Архів оригіналу за 23 листопада 2019. Процитовано 26 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
. Архів оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6558080/
. Архів оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
. Архів оригіналу за 9 лютого 2020. Процитовано 30 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[1] Maienschein, Jane (30 червня 2009). . с. 120. ISBN . Архів оригіналу за 18 листопада 2021. Процитовано 21 листопада 2019.

[multiple-2] Біотехнологія лікарських рослин. Генетичні та фізіолого-біохімічні основи: Моногр. / В. А. Кунах; НАН України. Ін-т молекуляр. біології і генетики. - К. : Логос, 2005. - 724 c

[:0-3] Мікроклональне розмноження https://www.kas32.com/ua/plant [ 5 грудня 2019 у Wayback Machine.]

[4] . Архів оригіналу за 19 жовтня 2019. Процитовано 27 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[5] Кушнір Г.П., Сарнацька В.В. Мікроклональне розмноження рослин. Теорія і практика. – К.: Наук. думка, 2005. – 270 с

[6] . Архів оригіналу за 21 листопада 2019. Процитовано 26 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[7] . Архів оригіналу за 16 квітня 2021. Процитовано 26 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[8] . Архів оригіналу за 26 серпня 2018. Процитовано 25 листопада 2019.

[9] . Архів оригіналу за 24 квітня 2017. Процитовано 25 листопада 2019.

[10] . Архів оригіналу за 16 листопада 2019. Процитовано 25 листопада 2019.

[11] . Архів оригіналу за 28 вересня 2020. Процитовано 25 листопада 2019.

[12] ІКБГІ НАН України

[13] . Архів оригіналу за 2 грудня 2019. Процитовано 25 листопада 2019.

[14] . Архів оригіналу за 19 грудня 2019. Процитовано 25 листопада 2019.

[15] . Архів оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[16] . Архів оригіналу за 23 листопада 2019. Процитовано 26 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[17] . Архів оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[18] ttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6558080/

[19] . Архів оригіналу за 28 листопада 2019. Процитовано 28 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

[20] . Архів оригіналу за 9 лютого 2020. Процитовано 30 листопада 2019.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()