Razmnoževanje z meristemom je še vedno precej nov način razmnoževanja rastlin. Vendar se že pogosto uporablja. Po eni strani zato, ker se nekatere rastline lahko razmnožujejo samo na ta način, brez virusov in bakterij. Po drugi strani pa zato, ker ta metoda omogoča vzgojo številnih in genetsko enakih mladih rastlin iz ene matične rastline. Vendar pa je sam poseg težko izvesti zaradi potrebne opreme, previdnosti in znanja. Vendar, če imate potrpežljivost in malo volje do eksperimentiranja, lahko še vedno dosežete neverjeten uspeh.
Definicija
Razmnoževanje meristema je znano tudi kot razmnoževanje in vitro. "In-vitro" v latinščini pomeni "v kozarcu". Tukaj mislimo na razmnoževanje v petrijevki ali epruveti. To je lahko presenečenje za ljubiteljske vrtnarje, ki so prej delali s semeni, potaknjenci in koreninami za deljenje. Pravzaprav se meristemska proliferacija že izvaja v velikem obsegu. Rastline se razmnožujejo iz posameznih celičnih skupin in v sterilnih pogojih.
Celice odstranimo iz rastline, jih postavimo na hranilni medij in tretiramo s hranili in fitohormoni, dokler ne nastanejo korenine in poganjki. Nato jih damo v substrat in gojimo v skladu z zahtevami zadevne rastline. Grobo povedano in močno poenostavljeno, gre za vrsto razmnoževanja z rezanjem v mikroskopskem merilu in v sterilnih pogojih.
Prednosti
Kot že omenjeno na začetku, meristemska proliferacija ponuja dve odločilni prednosti. Predvsem je težko prezreti ekonomsko prednost: iz ene matične rastline lahko vzgojimo bistveno več potomcev kot iz potaknjencev ali semen. Navsezadnje je potrebnih le nekaj celic kot začetni material za hčerinsko rastlino. Poleg tega je nekatere rastline težko razmnoževati na kakršen koli drug način. Možni razlogi za to so, da je delitev, oblikovanje potaknjencev ali gojenje semen izjemno zapleteno in zahteva veliko časa.
Poleg tega bakterije, glive in virusi ter drugi fitopatogeni nekaterim rastlinam otežujejo razmnoževanje s potaknjenci in kulturo. Iz tega razloga na primer jagode, maline in kivi zdaj večinoma nastajajo s proliferacijo meristema. Tako pridobljene mlade rastline so brez patogenov, saj so vzgojene v sterilnih pogojih. Zmanjša se tudi tveganje za bolne potomce.
Meristem
Izhodni material za proliferacijo meristema je meristem. To je tvorno tkivo rastline. Ta vrsta tkiva je še vedno nediferencirana. Lahko se torej razvijejo v korenine, plodove ali liste in se, vsaj teoretično, delijo v nedogled. Najboljši pogoji za razmnoževanje in ustvarjanje številnih rastlin iz majhnih količin celic.
Te izvorne celice rastlin se nahajajo na samih koncih koreninskih vršičkov in vršičkov poganjkov. Imajo tudi tanke celične stene z zelo nizko vsebnostjo celuloze. Od okoliških celic se razlikujejo prav po celičnih stenah. Seveda je to vidno le pod mikroskopom.
Sterilni pogoji
Zgornji vrhovi poganjkov so na splošno še posebej primerni kot meristem za in vitro razmnoževanje, saj običajno še vedno niso okuženi z virusi, tudi če je prisotna virusna bolezen. Za zagotovitev, da se patogeni ne morejo pozneje razširiti na celice ali dele rastlin, so za razmnoževanje meristema bistveni sterilni pogoji. Zato morajo biti posode za gojenje sterilne in jih je mogoče zakleniti. Petrijevke s pokrovi so se izkazale za uporabne za začetne faze. Kasneje se uporabljajo višja očala. Pri strokovnem izvajanju meristemske proliferacije se ustvari posebna atmosfera, ki se sproti uravnava. To med drugim zahteva sterilno delovno mizo ali varno delovno mizo.
Razkuži
Sterilna delovna miza in posode so potrebni za razmnoževanje meristema, vendar sami po sebi ne zadostujejo. Kalčke lahko vnesemo s celicami meristema. Ni pomembno, ali so bili ti že prisotni na rastlini ali pa so bili dodani v hranilni medij na poti iz rastline. Bakterije, glive in virusi pa lahko bistveno zmanjšajo uspešnost. Zato je treba celične skupke po odstranitvi iz rastline dodatno razkužiti, da uničimo bakterije in spore gliv.
Po različnih virih se za to uporabljajo naslednja tri sredstva:
- natrijev hipoklorit
- vodikov peroksid
- Živosrebrov II klorid
Natrijev hipoklorit in vodikov peroksid sta na voljo v lekarni. Uporaba živosrebrovega klorida II za razkuževanje rastlin in semen je prepovedana, vsaj v zasebnem sektorju. Vendar je treba zelo pozorno posvetiti tudi koncentraciji razpoložljivih snovi.
Natrijev hipoklorit za dezinfekcijo
Pri profesionalnem razmnoževanju meristema se natrijev hipoklorit uporablja za razkuževanje celičnih skupkov. Kemična snov je znana tudi kot klorovo belilo in se v čistilnih izdelkih pogosto imenuje "aktivni klor". Agresivno sredstvo zato ne smemo uporabljati nerazredčeno na rastlinskih celicah.
Tukaj so običajne koncentracije od 5 do 25 odstotkov s časom izpostavljenosti od 5 do 30 minut. Natrijev hipoklorit se zato sme uporabljati samo v ustrezni razredčitvi. Po dezinfekciji celice tudi večkrat speremo z destilirano in sterilno vodo.
vodikov peroksid
Za izpiranje rastlin in rastlinskih celic nekateri viri predlagajo raztopino z 0,15 promila ali 0,015 odstotka vodikovega peroksida. Za gospodinjske namene je v lekarnah na voljo 3-odstotna raztopina vodikovega peroksida. Da bi to uskladili z vsebnostjo vodikovega peroksida 0,015 odstotka, je potreben naslednji izračun: Odstotek začetne raztopine – želeni odstotek raztopine razkužila=razlika in s tem vsebnost vode v mešalnem razmerju
Pri 3-odstotni raztopini je izračun: 3 – 0,015=2,985
To pomeni, da je treba 0,015 delov 3-odstotne raztopine dodati 2,985 delov sterilne destilirane vode. Nekoliko bolj opisno in praktično za razmnoževanje meristema je 1,5 mililitra raztopine na 29,85 litra vode.
Gojišče in hranila
Tu se stvari zapletejo. Čeprav obstajajo hranila, ki jih mora vedno vsebovati hranilni medij, je njihova koncentracija odvisna od posamezne rastlinske vrste. Kot osnova lahko služi mešanica agarja kot želirnega sredstva in saharoze kot hranilne raztopine. Raztopina naj vsebuje 20 do 30 gramov saharoze na liter vode. Agar se uporablja po potrebi.
Makrohranila
Pomembna makrohranila za proliferacijo meristema so:
- dušik
- fosfor
- kalij
- kalcij
- magnezij
- Žveplo
Koncentracije teh snovi so zelo odvisne od vrste. Tudi v znanstvenih virih obstajajo precejšnje razlike v podatkih, ki se na primer gibljejo med 0,95 in 1,9 grama na liter samo za kalij.
Nasvet:
Če želite sami začeti eksperimentirati, morate eksperimentirati previdno. Vsebnost posameznih makrohranil v posebnih gnojilih za to vrsto rastlin je lahko vodilo tukaj.
Mikrohranila
Pomembna mikrohranila za rastline na splošno in zlasti za razmnoževanje meristema so:
- Železo
- mangan
- cink
- Boron
- Baker
- molibden
Če popolnoma manjkajo ali so prisotni v prenizki koncentraciji, se pojavijo simptomi pomanjkanja. Na rast naj bi vplivala tudi jod in kob alt. Vendar to še ni znanstveno dokazano. Tudi tu se količine zelo razlikujejo in so odvisne od vrste rastline. Kot orientacijo lahko ponovno uporabite posebna gnojila za posamezno rastlino.
Vitamini in aminokisline
Vitamini B so ključni za proliferacijo meristema.
Štej tukaj:
- Biotin – vitamin B7
- Folna kislina – vitamin B9 ali vitamin B11
- Nikotinska kislina – vitamin B3
- Piridoksin – vitamin B6
- Tiamin – vitamin B1
Čeprav jih rastline lahko izdelujejo same, se še vedno dodajajo nekaterim običajnim rastnim medijem za spodbujanje rasti in povečanje stopnje uspešnosti.
Fitohormoni
Ker so meristem še nediferencirane celice, potrebujejo ustrezne impulze. V nasprotnem primeru se ne bi razvili v korenine, poganjke in liste. Te impulze prejemajo od štirih fitohormonov:
- Auxine
- citokinini
- Giberelini
- Abscizinska kislina
Nekateri že pripravljeni hranilni mediji že vsebujejo ta, poleg makro- in mikrohranil. Če pripravite svojo mešanico, jih morate dodati. To pa predstavlja izziv, saj je treba preizkusiti količino in razmerje med seboj.
Ocena
Če se celice med razmnoževanjem meristema uspešno delijo in fitohormoni zagotovijo želeni razvoj posameznih rastlinskih organov, zrastejo mlade rastline. Ti so genetsko enaki matični rastlini, tako da so strogo gledano kloni. Kljub temu uspehu se lahko na poti še vedno pojavijo težave. Praviloma jih sprožijo vnesene klice, ki lahko na hranilnem mediju uspevajo tako dobro kot same rastlinske celice, zato je ocena zelo pomembna. Če hranilni medij postane moten, se usede ali spremeni barvo, je treba zadevni vzorec razvrstiti. Preverjanje in odstranitev se imenuje ocenjevanje.
Sajenje
Ko mlade rastline dosežejo višino okoli pet centimetrov ter so močne in zdrave, jih lahko posadimo v ustrezen substrat. Od te točke naprej jih je mogoče gojiti, kot zahteva posamezna rastlinska vrsta.
Alternativa lastnemu razmnoževanju meristema
Zaradi zahtev in potrebne opreme so lastni poskusi meristemskega razmnoževanja pravzaprav smiselni le, če je treba razmnoževati več kot eno matično rastlino. Poleg tega to ni enostavno početje. Priprava ustreznega in usklajenega hranilnega medija ter ohranjanje sterilnosti celic je v zasebnem gospodinjstvu težko dosegljiva. Hranilne gele lahko kupite tudi že pripravljene. Na primer v PhytoTechnology Larboratories.
Če si želite prihraniti trud in stroške, tudi za sterilno delovno mizo, si lahko svoje rastline razmnožite tudi sami. To ponuja na primer In Vitro Plant Service v Quedlinburgu.
Sklep
Razmnoževanje z meristemom je dober način za vzgojo številnih rastlin iz ene matične rastline in je pogosto edini način za doseganje zdravih potomcev, zlasti pri rastlinah, dovzetnih za viruse. Z ustrezno opremo jo lahko izvajajo tudi laiki. Od pridobivanja meristemskih celic pod mikroskopom do priprave ustreznega hranilnega medija in točkovanja pa tudi ta varianta razmnoževanja predstavlja izziv.
