Patiesībā augu klonēšana ir daudz vienkāršāka, nekā spējam iedomāties. Vienkāršākā augu uzbūve salīdzinājumā ar dzīvniekiem ļauj klonēt paraugus ne tikai laboratorijā, bet arī mājas apstākļos. Atšķirībā no augstākajiem dzīvniekiem, kuri dabā vairojas tikai seksuāli, augiem papildus dzimumvairošanai ir raksturīga veģetatīvā vairošanās. Veģetatīvā pavairošana ir viens no aseksuālās vairošanās veidiem. Augos to raksturo atdalīšanās no meitu mātes - sakneņi, dzinumi, sīpoli, bumbuļi utt.
Klonēšana. Sākums
Mēs visi zinām par veiksmīgu dzīvnieku klonēšanu. 1996. gadā piedzima aita Dollija, kas bija precīza tās priekšgājēja kopija. Šis notikums bija pagrieziena punkts gan zinātnieku aprindās, gan populārajā kultūrā. Zinātniekus un plašsaziņas līdzekļus satrauc cilvēku vai lielāku dzīvnieku klonēšanas iespēja. Visi aizmirsa par augu klonēšanu - tas nav tik interesanti un jauni. Bet pat pats vārds "klons" arSengrieķu valodā tulkojumā nozīmē "atinums, zariņš, pēcnācējs", kas neapšaubāmi norāda uz augu agrīnu attīstību kā klonēšanas objektu vaislas nolūkos.
Augu bezdzimuma vairošanās ir dabisks process
Kā jau teicām, augiem raksturīga gan aseksuāla vairošanās, gan seksuāla vairošanās. Jebkurš dārznieks un dārznieks ar savām rokām vismaz vienu reizi klonēja veiksmīgākos tomātu, ābeles, dārza ziedu u.c. paraugus. Lai klonētu stādījumus mājās, pietiek ar dzīvām un veselām zieda, krūma vai koka šūnām. (lapa, dzinums, sakne, spraudeņi utt.) un radīt tiem piemērotus apstākļus augšanai. Pēc kāda laika mēs iegūsim pieaugušu augu, kas ģenētiski neatšķiras no mātes. Parasti apikālās meristēmiskās šūnas (tas ir, šūnas, kas atrodas auga dzinumu galotnēs un tā sakņu galos) tiek ņemtas no augiem, lai izveidotu klonu. Šīs šūnas veic visu auga orgānu veidošanos, tādēļ, klonējot ar to palīdzību, jauns auga indivīds attīstās daudz ātrāk.
Augu klonēšanas plusi un mīnusi
Augu skaita palielināšanai, izmantojot klonēšanu, ir gan priekšrocības, gan trūkumi. Klonēšanai mēs izvēlamies paraugus ar visaugstākajām kvalitātes īpašībām. Piemēram, atlasīsim stīgas tiem zemeņu krūmiem, uz kuriem nogatavojas lielākā un saldākā oga. Vai arī izvēlieties spilgtāko un aukstumizturīgāko tulpju sīpolus. Katrs vasaras iedzīvotājs var sniegt daudz piemēru par augu klonēšanu savā dārzā. kāPrakse ir pierādījusi, ka augu populācija, kas audzēta, izmantojot klonēšanu, ir daudz tīrāka un ražīgāka nekā populācija, kas audzēta no sēklām. Taču klonēšanai ir arī ēnas puses, kas bieži vien apdraud klonu kvalitāti.
Klonēšanas trūkumi
Galvenā klonu veidošanas problēma ir tā, ka, klonējot vienu vai pat vairākus augus, ģenētiskais kods ir ļoti noplicināts. Ne velti daba mums it visā ir devusi ģenētisko daudzveidību – tā palīdz dzīviem organismiem izdzīvot un piedzīvot nozīmīgas pārmaiņas no paaudzes paaudzē. Klonēšanas rezultātā iegūtie augi ir pilnīgi nepielāgoti savvaļas dzīves apstākļiem. Galu galā visiem indivīdiem ir vienāds ģenētiskais kods, kas nozīmē, ka dabā viņi ir ieprogrammēti uzvesties vienādi. Piemēram, viens slimības celms var tos nogalināt, ja augi ar atšķirīgu ģenētiku to uztvertu atšķirīgi.
Sabojāti kloni
Jo tuvāk laboratorijas apstākļiem ir klonēšanas process, jo grūtāk ir galu galā pārstādīt klonus atklātā zemē un likt tiem augt pašiem. Attīstoties ideālos apstākļos, īpatņi mācās tikai patērēt. Augi nezina, kā ražot pietiekami daudz skābekļa vai rūpēties par sevi. Tāpēc ir svarīgi ik pa laikam dot stādiem iespēju atrasties savvaļākos un nesiltumnīcas apstākļos, lai stādi attīstītu patstāvīgai eksistencei nepieciešamās prasmes.
Piemērota izstrādes videkloni
Lai kloni no apikālās meristēmas augtu pēc iespējas veselīgāki, tie jānovieto barības vielām bagātā vidē. Tāpat augiem jānodrošina optimāls apgaismojums, mitrums un gaisa temperatūra. Klonētie paraugi ir īpaši jutīgi pret visām apkārtējās vides niansēm. Parasti klonēšanas sākumposmā izmanto īpašus uzturvielu šķīdumus. Tos pārdod plašā klāstā veikalos. No šīm zālēm, kas palīdz ātrāk izaudzēt klonētu augu, izdalīts sakņu veidošanās stimulators. Pēc tam mazuļus ievieto augsnē, kas ir bagāta ar labvēlīgām baktērijām un mēslošanas līdzekļiem.
Klonēšana ar spraudeņiem
Kā klonēt pareizo augu mājās? Augu pavairošanas ar spraudeņiem nianses ir ļoti dažādas. Mēs atzīmēsim tikai galvenos noteikumus, lai kultivētu šādā veidā.
Pirmais posms
Pirmajā augu klonēšanas posmā no mātesauga jums ir jāatdala jūsu izvēlētais kātiņš. Šim nolūkam ir piemērots neliels ass griešanas priekšmets - nagu šķēres, žilete, mazs nazis utt. Apgraizīšanai izvēlētais priekšmets ir jādezinficē ar spirtu, lai griešanas griezumā neiekļūtu baktērijas.
Griezums jāveic jauniem veseliem dzinumiem ar tādu pašu jauno zaļo lapotni. Spraudeņus nogriež no auga apakšējiem zariem – tie ātrāk iesakņojas. Spraudejumam jābūt 10-20 centimetru garam un jāgriež 45 grādu leņķī tieši tajā vietā, kur tas savienojas ar dzinumu. Tūlīt pēc griezuma nogriešanasjāatrodas traukā ar ūdeni ar skābuma līmeni 5, 8-6, 2, lai apturētu griezuma dzīšanu, novērstu inficēšanos ar kaitīgām baktērijām un, protams, nodrošinātu augu ar nepieciešamo mitrumu.
Otrais posms
Augu klonēšanas otrajā posmā sākas to sakņošanās – tas ir, sakņu veidošanās. Lai saknes būtu biezākas un stiprākas, no spraudeņa nogriež visas lapas. Šķēle tiek atjaunināta pēc vajadzības. Jūs varat atstāt augu vienkāršā ūdenī un gaidīt sakņu dīgšanu, taču labāk ir izmantot paštaisītu vai iegādātu sakņu aktivatoru.
No nerūpnieciskiem sakņu augšanas aktivatoriem var izmantot skābes: indoliletiķskābi, indolilsviestskābi, naftilaetiķskābi, dzintarskābi un kālija permanganātu. No drošiem sakņu veidotājiem zināms vienkāršs medus, kurā jāiemērc griezums, kā arī alvejas sula. Nedrīkst pieļaut augšanas aktivatoru pārdozēšanu – no tā augs var pārstāt attīstīties un pat aiziet bojā.
Mikroklimats
Mitruma līmenim klonu attīstības laikā jābūt vismaz 80%, jo, kamēr nav attīstījušās saknes, spraudeņi saņem mitrumu no gaisa. Temperatūrai telpā ar stādiem jābūt vismaz 23 grādiem, bet dažreiz vairāk par 25.
Apgaismojums
Apsakņošanās laikā kloniem nepieciešama ļoti spilgta gaisma. Lai nodrošinātu gaismu, tiek izmantotas neona dienasgaismas spuldzes. Fluorescējoša vai enerģijas taupīšana. Jo lielāks ir lampas gaismas spektrs, jo labāk. Daži audzētājiizmantojiet sarkanas un zilas lampas, kuru gaisma ir vāja, bet arī noderīga augiem. Lampas nedarbosies visas dienas garumā. Gaismas režīmam jābūt iestatītam uz 18/6 vai 16/8. Arī augiem ir jāguļ.
Augu mikropavairošana
Tā kā klonēšanai ir savi trūkumi, selekcijas sasniegumi ir noveduši mūs pie augu mikropavairošanas koncepcijas. Augu pavairošana ar spraudeņiem labāk izpaužas ar nelielām populācijām privātajā dārzkopībā. Zinātnieku aprindās, izmantojot standarta augu klonēšanu, zinātnieki ir saskārušies ar dažām problēmām:
- Skujkoki un daži lapu koki (piemēram, ozols), kā arī riekstu koki ir grūti pavairojami ar spraudeņiem.
- Ar spraudeņiem daudzu veidu koki, kas vecāki par 10-15 gadiem, praktiski nevairojas.
- Ne vienmēr ir iespējams iegūt standarta materiālu stādīšanai, jo spraudeņu klonēšana, visticamāk, inficēs klonus.
- Grūti pavairot nobriedušus kokaugus ar potēšanu.
Augu mikroklonēšanas priekšrocības
Augu mikroklonālajai pavairošanai ir vairākas priekšrocības, kuras nevar sasniegt, klonējot paraugus parastajā veidā - spraudeņus. Daudzi dārznieki tagad sāk interesēties par mikrobioloģiju un iegādājas mikroklonēšanai nepieciešamos materiālus un ierīces. No vienas puses, augu raža, kas iegūta ar šūnu klonēšanu, ir daudz augstāka par kvalitātino spraudeņiem audzēta kultūra:
- Stādmateriāls ir ģenētiski viendabīgs - tas var būt gan pluss, gan mīnuss.
- Izmantojiet bezvīrusu stādāmo materiālu, jo mikroklonēšanai tiek izmantotas meristēmas šūnas.
- Augsta jebkura veida augu pavairošanas spēja. Pat skujkoki.
- Jaunu un uzlabotu augu šķirņu izstrāde prasa mazāk laika.
- Augs ātrāk pāriet no mazuļa fāzes uz reproduktīvo fāzi.
- Augu mikropavairošana speciālās telpās var notikt visu gadu.
- Šādā veidā iegūtie stādi aizņem mazāk vietas nekā spraudeņi.
Augu mikroklonēšanas soļi
Ir tikai pieci no tiem:
- Sterilos apstākļos mikroskopā no auga tiek noplūkts neliels daudzums meristēmas. To sauc par parauga ņemšanu klonēšanai. Visi topošā klona audi un orgāni nākotnē parādīsies no meristēmas.
- Turpmāk meristēmas audi tiek apstrādāti tāpat kā ar griezumu - griezumu dezinficē un paraugu ievieto barotnē.
- Kad augs sasniedz mikrokopijas fāzi, no tā mikroskopā atkal izgriež spraudeņus un katru ievieto barības šķīdumā. Tad no katra spraudeņa izaug mikroaugs. No tā atkal tiek ņemti spraudeņi un no tiem izaudzētas mikrokopijas. Tas turpinās neierobežotu skaitu reižu, līdz tiek izveidots nepieciešamais klonu skaits.
- Audzētie augi tiek stādīti īpašos augos, lai sagatavotos āra dzīves apstākļiem.
- Nobrieduši augipārstādīts siltumnīcā un sagatavots stādīšanai atklātā augsnē.
