Množenie meristemov je stále pomerne nový typ rozmnožovania rastlín. Ale už je široko používaný. Na jednej strane preto, že niektoré rastliny sa dajú rozmnožovať iba týmto spôsobom, bez vírusov a baktérií. Na druhej strane, pretože táto metóda umožňuje vypestovať početné a geneticky identické mladé rastliny z jednej materskej rastliny. Samotný postup je však náročný na vykonanie vzhľadom na potrebné vybavenie, preventívne opatrenia a znalosti. Ak však máte trpezlivosť a trochu ochoty experimentovať, stále môžete dosiahnuť úžasný úspech.
Definícia
Množenie meristemov je tiež známe ako rozmnožovanie in vitro. „In-vitro“znamená v latinčine „v pohári“. Máme tu na mysli rozmnožovanie v Petriho miske alebo skúmavke. To môže byť prekvapením pre hobby záhradníkov, ktorí predtým pracovali so semenami, odrezkami a delením koreňov. V skutočnosti sa meristémové šírenie už uskutočňuje vo veľkom meradle. Rastliny sa rozmnožujú z jednotlivých bunkových skupín a za sterilných podmienok.
Bunky sa z rastliny odstránia, umiestnia sa na živné médium a ošetria sa živinami a fytohormónmi, kým sa nevytvoria korene a výhonky. Potom sa umiestnia do substrátu a kultivujú sa podľa požiadaviek príslušnej rastliny. Zhruba povedané a značne zjednodušene, ide o typ množenia odrezkov v mikroskopickom meradle a za sterilných podmienok.
Výhody
Ako už bolo spomenuté na začiatku, šírenie meristémov ponúka dve rozhodujúce výhody. Predovšetkým je ťažké ignorovať ekonomickú výhodu: z jednej materskej rastliny možno vypestovať podstatne viac potomkov ako z odrezkov alebo semien. V konečnom dôsledku je potrebných len niekoľko buniek ako východiskový materiál pre dcérsku rastlinu. Navyše, niektoré rastliny sa len ťažko dajú rozmnožiť iným spôsobom. Možné dôvody sú, že delenie, vytváranie odrezkov alebo pestovanie semien je mimoriadne zložité a zaberá veľa času.
Okrem toho baktérie, huby a vírusy, ako aj iné fytopatogény sťažujú niektorým rastlinám množenie odrezkami a kultúrou. Z tohto dôvodu sa napríklad jahody, maliny a kivi v súčasnosti vyrábajú hlavne prostredníctvom proliferácie meristémov. Mladé rastliny získané týmto spôsobom sú bez patogénov, pretože sa pestujú v sterilných podmienkach. Znižuje sa aj riziko chorých potomkov.
The Meristem
Východiskovým materiálom pre šírenie meristémov je meristém. Toto je tkanivo tvoriace rastlinu. Tento typ tkaniva je stále nediferencovaný. Môžu sa teda vyvinúť na korene, plody alebo listy a aspoň teoreticky sa neobmedzene deliť. Najlepšie podmienky na rozmnožovanie a vytváranie početných rastlín z malého množstva buniek.
Tieto rastlinné kmeňové bunky sa nachádzajú na úplných koncoch koreňových špičiek a špičiek výhonkov. Majú tiež tenké bunkové steny s veľmi nízkym obsahom celulózy. Od okolitých buniek sa líšia práve bunkovými stenami. Samozrejme, toto je viditeľné iba pod mikroskopom.
Sterilné podmienky
Horné hroty výhonkov sú vo všeobecnosti obzvlášť vhodné ako meristém na rozmnožovanie in vitro, pretože zvyčajne stále neobsahujú vírusy, aj keď je prítomné vírusové ochorenie. Aby sa zabezpečilo, že sa patogény nemôžu následne rozšíriť do buniek alebo častí rastlín, sú pre množenie meristémov nevyhnutné sterilné podmienky. Kultivačné nádoby preto musia byť sterilné a uzamykateľné. Pre počiatočné fázy sa osvedčili Petriho misky s vrchnákom. Neskôr sa používajú vyššie okuliare. Pri profesionálnej realizácii premnoženia meristémov sa vytvára špeciálna atmosféra, ktorá je priebežne regulovaná. Vyžaduje si to okrem iného sterilný pracovný stôl alebo bezpečnostný pracovný stôl.
Dezinfikovať
Sterilný pracovný stôl a nádoby sú potrebné na rozmnožovanie meristémov, ale samotné nestačia. Pomocou meristémových buniek možno zaviesť zárodky. Nezáleží na tom, či už boli na rastline prítomné, alebo boli pridané do živného média cestou z rastliny. Baktérie, plesne a vírusy môžu zase výrazne znížiť úspešnosť. Preto je potrebné bunkové zhluky po odstránení z rastliny dodatočne dezinfikovať, aby sa zničili baktérie a spóry húb.
Podľa rôznych zdrojov sa na to používajú tieto tri prostriedky:
- Chlornan sodný
- Peroxid vodíka
- chlorid ortuťnatý II
Chlornan sodný a peroxid vodíka sú dostupné v lekárni. Použitie chloridu ortutnatého II na dezinfekciu rastlín a semien je zakázané, prinajmenšom v súkromnom sektore. Veľký pozor však treba venovať aj koncentrácii dostupných látok.
Chlornan sodný na dezinfekciu
Pri profesionálnom rozmnožovaní meristémov sa chlórnan sodný používa na dezinfekciu bunkových zhlukov. Chemická látka je známa aj ako chlórové bielidlo a v čistiacich prostriedkoch sa často označuje ako „aktívny chlór“. Agresívne činidlo by sa preto nemalo používať neriedené na rastlinné bunky.
Zvyčajné sú tu koncentrácie 5 až 25 percent s dobou pôsobenia 5 až 30 minút. Chlórnan sodný by sa preto mal používať len vo vhodnom zriedení. Po dezinfekcii sa bunky tiež niekoľkokrát opláchnu destilovanou a sterilnou vodou.
Peroxid vodíka
Na oplachovanie rastlín a rastlinných buniek niektoré zdroje odporúčajú roztok s 0,15 promile alebo 0,015 percenta peroxidu vodíka. Pre potreby domácnosti je v lekárňach dostupný 3-percentný roztok peroxidu vodíka. Aby sa to zosúladilo s obsahom peroxidu vodíka 0,015 percenta, je potrebný nasledujúci výpočet: Percento východiskového roztoku - požadované percento dezinfekčného roztoku=rozdiel a teda obsah vody v zmiešavacom pomere
Pri 3 percentnom riešení je výpočet: 3 – 0,015=2,985
To znamená, že 0,015 dielu 3 percentného roztoku sa musí pridať do 2,985 dielu sterilnej destilovanej vody. Trochu popisnejšie a praktickejšie na rozmnožovanie meristémov je 1,5 mililitra roztoku na 29,85 litra vody.
Kultivačné médium a živiny
Tu sa veci komplikujú. Aj keď existujú živiny, ktoré musia byť vždy obsiahnuté v živnom médiu, príslušná koncentrácia závisí od príslušného rastlinného druhu. Ako základ môže slúžiť zmes agaru ako želírovacieho činidla a sacharózy ako živného roztoku. Roztok by mal obsahovať 20 až 30 gramov sacharózy na liter vody. Agar sa používa podľa potreby.
Makronutrienty
Dôležité makroživiny pre proliferáciu meristémov sú:
- Dusík
- Phosphorus
- Draslík
- Vápnik
- Horčík
- Síra
Koncentrácie týchto látok sú veľmi závislé od druhu. Dokonca aj vo vedeckých zdrojoch existujú značné rozdiely v informáciách, ktoré sa napríklad pohybujú medzi 0,95 a 1,9 gramu na liter pre samotný draslík.
Tip:
Ak chcete sami začať experimentovať, musíte experimentovať opatrne. Obsah jednotlivých makroživín v špeciálnych hnojivách pre tento typ rastlín môže poskytnúť návod tu.
Mikronutrienty
Dôležité mikroživiny pre rastliny vo všeobecnosti a pre reprodukciu meristému zvlášť sú:
- Železo
- Mangán
- Zinok
- Bór
- Meď
- Molybdén
Ak úplne chýbajú alebo sú prítomné v príliš nízkej koncentrácii, objavia sa príznaky nedostatku. Vplyv na rast má vraj aj jód a kob alt. To však ešte nebolo vedecky dokázané. Aj tu sa množstvá veľmi líšia a závisia od druhu rastliny. Orientačne možno opäť použiť špeciálne hnojivá pre príslušnú rastlinu.
Vitamíny a aminokyseliny
Vitamíny B sú rozhodujúce pre proliferáciu meristémov.
Počítajte tu:
- Biotín – vitamín B7
- Kyselina listová – vitamín B9 alebo vitamín B11
- Kyselina nikotínová – vitamín B3
- Pyridoxín – vitamín B6
- Tiamín – vitamín B1
Hoci si ich rastliny dokážu vyrobiť samy, stále sa pridávajú do niektorých bežných pestovateľských médií, aby podporili rast a zvýšili úspešnosť.
Fytohormóny
Keďže meristém sú stále nediferencované bunky, potrebujú vhodné impulzy. Inak by sa z nich nevyvinuli korene, výhonky a listy. Tieto impulzy dostávajú od štyroch fytohormónov:
- Auxine
- Cytokiníny
- Gibberellins
- Kyselina abscisová
Niektoré hotové živné médiá ich už obsahujú, ako aj makro a mikroživiny. Ak si pripravíte vlastnú zmes, treba ich pridať. To zase predstavuje výzvu, pretože množstvo a pomer medzi sebou musia byť testované.
Hodnotenie
Ak sa bunky pri rozmnožovaní meristému úspešne delia a fytohormóny zabezpečujú želaný vývoj jednotlivých rastlinných orgánov, rastú mladé rastlinky. Tieto sú geneticky identické s materskou rastlinou, takže prísne vzaté sú to klony. Napriek tomuto úspechu môžu na ceste stále nastať problémy. Spravidla ich spúšťajú zavlečené zárodky, ktorým sa na živnom médiu darí rovnako dobre ako samotným rastlinným bunkám, preto je hodnotenie veľmi dôležité. Ak sa živná pôda zakalí, usadí alebo zmení farbu, príslušnú vzorku treba vytriediť. Kontrola a odstránenie sa nazýva klasifikácia.
Výsadba
Keď mladé rastlinky dosiahnu výšku približne päť centimetrov a sú silné a zdravé, môžeme ich zasadiť do vhodného substrátu. Od tohto momentu ich možno pestovať podľa požiadaviek príslušného rastlinného druhu.
Alternatíva k šíreniu vlastného meristému
Vzhľadom na požiadavky a potrebné vybavenie majú vlastné pokusy o množenie meristémov zmysel vlastne len vtedy, ak sa má množiť viac ako jedna materská rastlina. Navyše to nie je ľahký podnik. Príprava vhodného a koordinovaného živného média a udržiavanie sterilných buniek je ťažké dosiahnuť v súkromnej domácnosti. Výživové gély sa dajú kúpiť aj hotové. Napríklad vo Fytotechnologických laboratóriách.
Ak si chcete ušetriť námahu a náklady vrátane sterilného pracovného stola, môžete si nechať rozmnožiť aj vlastné rastliny. Toto ponúka napríklad In Vitro Plant Service v Quedlinburgu.
Záver
Množenie meristemov je dobrý spôsob, ako vypestovať množstvo rastlín z jednej materskej rastliny a často je to jediný spôsob, ako dosiahnuť zdravé potomstvo, najmä pri rastlinách citlivých na vírusy. So správnym vybavením ho môžu vykonávať aj laici. Avšak od získania meristémových buniek pod mikroskopom až po prípravu vhodného živného média a hodnotenie predstavuje tento variant množenia tiež výzvu.
