Какво е клонирането на растенията и защо е необходимо?

Чувайки думите "клониране" и "клониране", мнозина си спомнят за овцете Доли и експериментите в недрата на мистериозни лаборатории, откъдето създават същества, създадени сякаш под карбоново копие. Всъщност клоновете на растенията ни заобикалят навсякъде и няма причина да се страхуваме от тях!

Плашителни и неестествени за природата са клонингите? Този въпрос понякога се задава от клиентите на нашата компания, които вече са свикнали да купуват растения, получени "от епруветка", тоест по метода на клонална микроразмножаване. Нека се опитаме да разберем какво е клониране, клониране и какви термини имат общо с нашите градини.

Клон: концептуална история

За първи път терминът "клонинг" е предложен от известния английски биолог Джон Халдейн (1963 г.). Клон (в превод от гръцки - "клонка", "изстрел" и "потомство") е един или повече нови организми, възникнали от част или от целия орган на тялото на майката.

Най-често човек се сблъсква с клонирането в растителния свят. Клонът на касис, който даде корените си в чаша вода, е един пример: храстът на касис е тялото на майката, а клонът, отделен от него и вкоренен, е нов, млад организъм или клон. Тоест, когато изкорените стрък хризантема или листче виолетово, вие се занимавате с истинско клониране!

Размерът на частта от майчиното растение няма значение, това може да бъде половин храст на божур или само една клетка в тялото. За да клонирате растение, основното е да поставите част от него в условия, при които то би могло да прерасне в цял организъм. В същото време новото растение ще има същите свойства и признаци като майката.

Растенията се клонират

Пример за резници от касис може да доведе до идеята, че клонирането не е естествено явление, защото човек отделя клонка и я поставя във вода, а не самото растение. Но нека да видим как клонирането е често срещано в природата. Много примери може да ви изненадат със своята изненада..

Най-известният „любител“ на клонирането - градинска ягода (Fragaria ananassa). Всяка година образува няколко дълги издънки, наречени столони (мустаци). В краищата на мустаците се развиват нови храсти - розетки, които бързо се вкореняват.

Докато младият изход е свързан с майката, всъщност това е нейният клон, но това състояние е временно. Младият изход става самостоятелно растение на следващата година, когато мустаците, свързващи го с майчиния изход, умират. Така в природата се случва клонирането.

Отляво е градинско ягодово растение с мустаци и млади розетки-клонинг (пример за естествено клониране). Вдясно - клониране на ягоди в изкуствени условия

Може да изглежда, че клонирането не е твърде често срещано по природа и е изключение, а не правило. Това обаче е само външен вид: сред заобикалящата ни растителност можете да намерите много примери за естествено клониране.

Подобен начин за създаване на собствени копия, които ягодите използват гъска пеперуда (очеболец anserina) и пълзящ пеперуда (лютиче детелина). Тези растения също образуват мустаци с листни розетки в краищата. Засявайки се на сайтове, плевелите могат сериозно да притесняват собствениците на градината поради този метод на размножаване.

Цъфтяща Potentilla - плевел с невероятен потенциал за клониране, добре познат на всички градинари

Растения, които охотно се клонират. Отляво е тиарела с дълъг изстрел от мустаци, който вече даде повод. Вдясно е добре познатият вътрешен хлорофитум с ново младо растение на дълъг дръжка

Много растения прибягват до различна, макар и сходна, тактика на клониране.. Горски боровинки (Vaccinium черната боровинка) Освен това е отличен специалист в собственото си клониране. Всичко започва с един храст, който расте от семе. Образува два вида издънки: вертикални, носещи листа и хоризонтални, подземни. Хоризонталните издънки, пълзящи в дебелината на горската постеля, радиално се разминават в различни посоки, разклоняват се и образуват странични издънки. Така се формират боровинките, доста впечатляващи по размер.

От няколко години всички храсти на боровинки остават свързани помежду си чрез покълване на хоризонтални издънки. С течение на времето в центъра на разширяващия се "хоризонтален храст" най-старите храсти умират. Такава боровинка започва да прилича на така наречените „вещици пръстени“ - кръгове, образувани от различни видове гъби, когато мицелът расте..

От този момент връзката между храстите на боровинките се прекъсва и те стават независими растения. Така че боровинките веднага създават много свои копия, тоест се клонират.

Млад храст от боровинки

Водни растения - записи за клониране

Представители на едно от семействата на водни растения - водночервени (Hydrohariaceae) - считани за истински майстори на клонирането. Това семейство е добре известно на акваристи и градинари. Експертите по вода и вода перфектно са усвоили същия метод за размножаване-клониране, който практикуват ягодите..

Най-известният представител на vodokrasovye - обща стрелка (Sagittaria sagittifolia), обитател на умерени реки и езера. Образувайки хоризонтални издънки (мустаци), той бързо се разпространява по дъното на резервоара. Стрелецът образува не само мустаци, но и грудки, които носят запас от хранителни вещества за клонинг потомци.

Отляво е цъфтящо растение със стрела. Вдясно е мустаците на стрелката с младо растение-клонинг (в кръг)

Типичен представител на това семейство е водна козина (Hydroharis) - също образува мустаци. Именно той покрива крайбрежните плитки с малки листа, наподобяващи листата на мънички водни лилии. Тази трохичка е в състояние да стегне повърхността на малко езерце през лятото, разпространявайки се с помощта на мустаци, които случайно се носят от водолюбиви птици по лапите му, помагайки на растението да се размножава. 

Във водното семейство има растение, което благодарение на ненадмината си способност да клонира, успя да завладее цял континент. Така е канадска елодея (Elodea canadensis), или както се нарича още „водна чума“. В началото на XIX век това растение, прилепнало към долните части на корабите, „избяга“ от Северна Америка, прекоси Атлантическия океан и попадна в сладките води на Европа.

С помощта на вегетативно размножаване (клониране) той се е разпространил в цяла Европа и вече е обикновено растение във водите на Сибир. Това е отличен пример за глобален експеримент за естествено клониране..

Говорейки за клонинги и клониране, е невъзможно да се игнорира най-впечатляващият рекорд, поставен в царството на растенията. горичка тополообразна топола (Populus tremuloides) - известен клон.

Анализът на генома на растенията от тази горичка показа, че всичките му дървета имат един и същ генотип и са вегетативни потомци на едно и също растение. Площта, заета от клонинга, е 43 ха, възрастта на горичката е 80 000 години. Този клон дори получава име - Пандо (в превод от лат. - „разпространение навсякъде“).

Клониране в животинския свят

Не по-малко изненадващо е, че животните също са овладели клонирането. От училищния курс по биология мнозина помнят малко хищно животно - хидра (Hydra). За нея клонирането е съвсем естествено: на страничната повърхност на тялото на стъблото се образува растеж под формата на клонка, в края на който впоследствие устата се реже и пипалата растат. След няколко дни младата хидра се отделя от тялото на родителя и започва самостоятелен живот..

Обща хидра с млад хидра-бъбрек - пример за естествено клониране в животинския свят

Дори хордатите животни овладяват клонирането (акордът е предшественик на гръбначния стълб), тоест далечни роднини на човек.

По този начин може да се размножава морски келеш (Асцидии). Във възрастта на ларвата те приличат на малка попова риба. След известно време ларвата привързва главата си към камъка и претърпява промени, по време на които върху тялото му се образуват нови индивиди - клонове на родителския организъм.

Градинарство Клониране

Можем да кажем, че природата до известна степен надмина човека в изкуството на клонирането и това явление изобщо не е чуждо на естествения ход на нещата. Човек отдавна е възприел този метод за възпроизвеждане на копия на интересуващи го организми и най-вече на растения. Има много методи за клониране или както обикновено се наричат ​​във връзка с растенията - вегетативно размножаване. Това са резници, отделяне на мустаци (например с диви ягоди), наслояване, присаждане, отделяне на храсти.

В началото на XX век науката дава на градинарството нов метод за възпроизводство - в витро (in vitro) или култура от изолирани тъкани и органи на растенията. Същността на метода е, че части от органи или отделни органи (обикновено с малък размер) на растенията се стерилизират и поставят в изолирани стерилни условия, където те се отглеждат на изкуствена хранителна среда. Херметически затворените тръби или други прозрачни съдове обикновено действат като изолирани условия..

Готови за продажба контейнери с клонирани растения

Логичният въпрос ще бъде: защо да поставяме част от растението в изолирани стерилни условия? Всъщност например разкъсаното листо на Сенполия е отделен орган и може лесно да се отглежда в чаша вода.

Факт е, че през 20-те години на миналия век биолозите се приближиха до необходимостта да отговорят на въпроса: каква е минималната част от растението, която може да прерасне в цял организъм? Опитвайки се да отглеждат отделни органи и техните части, взети от различни растения, учените се сблъскват със значително препятствие: колкото по-малък е изолиран фрагмент от растението, толкова по-голям е рискът от увреждане на бактерии и гъбички, на които е изложен. Опитите за култивиране на стерилни растителни фрагменти в изолирани условия показаха, че дори много малко парче растение, ако е без спори на бактерии и гъбички, може да остане жив за дълго време и дори да расте!

Експериментът даде възможност да се регенерира цели растения, способни да цъфтят от отделни клетки. В края на краищата, за да се развие пълноценен организъм, в който стотици хиляди клетки, от малко парче, състоящо се само от няколко стотин или десетки клетки, е необходимо значително количество хранене и енергия.

Културна среда за клониране

Средството за изкуствена култура е единственият компонент на развъдната технология в витро, въведени от човека. Но в тази среда практически няма вещества, чужди на природата. Състои се от:

• балансиран комплекс от минерални соли-
• захароза (захар без примеси)-
• витамини (B1, B3, B6, B8, C), необходими за поддържане на растежа-
• хормони (вещества, които регулират и насочват растежа в необходимата посока).

Наличието на хормони в околната среда може да предупреди любителите на екологично чисти продукти. Но нека си припомним историята на този метод на развъждане. Френският учен Жорж Морел през 1960 г. разработва и предлага технологията за масово размножаване на орхидеи в културата в витро. И един от основните компоненти на средата, който по това време замества функцията на хормоните, до 80-те години е кокосовият сок.

Кокосовият сок съдържа същите хормони, които сега се добавят отделно към хранителната среда, което означава, че вещества, които може да изглеждат нежелани "изкуствени" компоненти, се оказват почти едни от най-естествените.

Предложената от J. Morel технология ви позволява бързо и ефективно да размножавате почти всяко растение. Тя получи името - клонална микроразмножаване. Повечето рододендрони и орхидеи, продавани днес в магазините за цветя, са произведени по този конкретен метод. Особено забележителен е фактът, че тази невероятна технология ви позволява да размножавате необходимото количество растения, които обикновено са в състояние да произвеждат процеси само веднъж годишно..

Друга уникална особеност на технологията е, че размножаването на растенията се извършва в изолирани условия, което позволява клонингите да се пазят от гъбични, бактериални и вирусни заболявания. Липсата на заболявания е ключът към пълното разкриване на потенциала на растението.

Надяваме се, че сега думата клонинг е станала по-разбираема и не толкова плашеща, а клонирането и технологията на клоналната микроразмножаване ще ви вдъхновят да се увлечете от тези интересни процеси..

Сега тази технология стана по-близка и по-достъпна от всякога: с нейна помощ се получава висококачествен посадъчен материал от различни култури. Ние, служителите на компанията NPP MICROCLONE LLC, ви благодарим за вниманието и ще се радваме да ви запознаем по-близо до света на клоналната микроразпространение.