Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


2011-2012 (7)

2012.04.18

MIKROSZAPORÍTÓ LABORATÓRIUM 

Tenyésztő-, fény-, nevelőszoba

-          Megvilágítás hossza automatikusan szabályozott (vészkikapcsoló, klíma meghibásodása esetén)

-          hőmérséklet: 17-27 °C (faiskolai anyag alacsonyabb hőmérséklet igény); nem ingadozhat, 30 °C fölé nem mehet

-          hőmérséklet kiegyenlítettség fontos – levegő mozgatásával (hőcserélő panel a mennyezeten)

-          Hideg-meleg levegő vertikálisan áramlik – polcok egy részének hőmérséklete nem egyenletes

-          elkerülhető: - rácsos polcok vagy vízszintes levegőáramoltatás

-          falfelületek, padló, polcok könnyen tisztíthatók

-          pormentesség: - rendszeres, alapos takarítás – légtechnikai előírások betartása

Vegyszertároló

-          Anyagok többsége szobahőmérsékleten

-          kivétel: hormonok, antibiotikumok egy része (címkén jelzett hőmérsékleten, hűtve)

-          tűzé, robbanásveszélyes vegyszerek: Rb – szekrény

-          mérgek: külön, zárható – méreg szekrény

-          polcokon jól hozzáférhetőek legyenek, biztonsági adatlap + lista vezetése

Szaporítást meghatározó fizikai körülmények

Tényezők:

1.      Fény

2.      Hőmérséklet

3.      Kultúra hosszúsága, időtartama

4.      Páratartalom

I.                   FÉNY – fotoperiódus

-          sötét és világos időszakok váltakozása

-          hagyományosan növény származása határozza meg (rövid – hosszú nappalon) virágzik – mikroszaporításban nem ez a cél!

-          12/12, gyakoribb a 16/8

-          kivétel: - kalluszsejtek szaporításához nem kell fény

-          orchidea magokat csírázás után tesszük fényre

-          egyes növények szaporítása egy darabig sötétben (Ananas, Spathiphyllum)

Hullámhossz

-          különböző hullámhosszú fények – színek

-          nap összetett fehér fényét szétválaszthatjuk (üvegprizma)

Az így szétválasztott színek = spektrum

-          Legfontosabb: vörös fény (650-680nm) – nélkölözhetetlen a növények számára (klorofill hasznosítja), segíti a citokinin képződését, auxinok mennyiségét csökkenti

-          narancs (585-650 nm)

-          sárga (575-650 nm)

-          zöld (490-575 nm)

-          kék (420-490 nm): flavin, karotinoidok hasznosítják; kalluszkultúrák fejlődésére hat

-          ibolya (380-420 nm)

-          növény a 360 nm-es fényt még hasznosítja

-          ultraviola (UV) vagy ultraibolya (200-400 nm): növény nem képes hasznosítani, de megnyúlást serkent.

-          fontos! – olyan fénycsövek, melyek a fotoszintézis tartományában sugároznak (660-460 nm): nagyobb részt meleg – fehér (warm – white) + kisebb rész kékes színű (cool – white); legideálisabb fotoszintézis fénycső (lila színű)

Megvilágítás erőssége

-          = fényintenzitás: egységnyi területre jutó fény mennyisége

-          mértékegysége: lux

-          Pl: telihold = 1 lux

déli napsütés nyáron = 100.000 lux

-          mikroszaporításban: 2000-5000 lux

(ennél több: - pazarló, kultúra károsodhat, növény levelei bordók, gyökérképződést gátolja)

-          10 éve – fotoszintetikus foton – flux (PPF):

Egységnyi idő alatt, egységnyi felületre jutó fotonok mennyisége

Mértékegysége: mól/m2-s

II.                HŐMÉRSÉKLET

-          Hőigényt származás határozza meg

-          hőmérséklet mérés: lezárt tenyésztőedényben lévő hőmérő

-          vízfürdő (költséges)

-          magas hőmérsékleten csökken a citokinin aktivitása – vírusmentesítés (hőterápia)

-          hőmérséklet: 17-27 °C

-          kivétel: trópusi eredetű növények: 32-35 °C

mérsékelt égövi növények: 20 °C alatt

III.             KULTÚRA HOSSZÚRA HOSSZÚSÁGA IDŐTARTAMA

    1. Kultúra hosszúsága: passzálások között eltelt idő

Függ:- fajtól

-          fajtától

-          táptalajtól (sokszorozón tovább maradhat, mint gyökereztetőn)

-          hőmérséklettől

-          mennyi növény van a tenyésztőedényben

-          4-6 hét

-          vannak gyors növekedésű növények (banán)

-          lassú növekedésű (bromélia félék)

-          átrakás nem időben történik:

o   gyökereztető fázis hosszabb – csökken az akklimatizálás eredése

o   fás szárúaknál (3 hét) – ha késik, lombhullás következhet be

-          alacsony hőmérséklet + nagy cukor tartalom – átrakás hosszabbodhat 3-4 hónapra!

    1. Kultúra időtartama: steril kultúrába kerüléstől mennyi idő telt el.

-          egy kultúra bármeddig fenntartható, átrakásra kell figyelni (citokinin mennyiségét csökkenteni kell)!

-          pl: 70 éves paradicsom kultúra

IV.              PÁRATARTALOM, GÁZOK

  1. páratartalom:

-          Elérheti a 100%-ot is

-          hőmérséklet ingadozik – pára csapódik le – ez a pára visszacsöpög, kultúra vizenyősödése

-          Vitrifikáció: sejtfal elvékonyodik – több vizet vesznek fel a sejtek – sejtközötti járat vízzel telítődik – nem visszafordítható 

IV.GÁZOK

  1. Etilén: termés érést, nyugalmi fázist szabályozó légnemű hormon

-          felhalmozódása problémát okoz

-          kívülről kerülhet be:

o   sterilizáláshoz használt alkohol, Bunsen-égő tökéletlen égéstermékeiből

-          belülről (endogén etilén):

o   stressz hatására (új táptalajra helyezés, sebzés – növény barnul, keletkezett etilén tovább öregít)

-          táptalaj is etilénképződést okozhat (2,4-D)

-          Megoldás:

o   ezüstnitrát (AgNO3) 1-50 mg/l

o   tenyészedény megfelelő szellőzöttsége

o   tenyészedény alakja (etilén könnyebb a levegőnél – magasabb régióban)

  1. Szén-dioxid

-          fotoszintézishez szükséges (csökken a CO2 – csökken a fotoszintézis; nő a CO2 – kezdetben nő, majd nem változik)

-          0,1 térfogat % felett mérgező

-          Mikroszaporítás hátránya magas költségek

-          cél: költségek csökkentése

-          megoldás: automatizálás

-          Pl. folyékony táptalaj alkalmazása – bioreaktorok – új edények, új berendezések

-          Egyszer használatos műanyag tenyészedények (plant – boksz)

-          táptalaj adagolás steril (nagy teljesítményű táptalajfőző+töltő-adagoló gép = CLONMATIC; Hollandia, Kertész TSZ)

-          Célrobot: Steril manipulálás anyag-, és élő munkaigényes, ennek csökkentésére

-          mosogató-, tisztító automaták

-          Időleges elárasztás (tenyészetek nem állandóan vagy nem teljes felületükkel merülnek)

-          kezdetben csak forgatták a tenyészeteket

-          később steril levegő bevezetése – életképesség javult!

-          Előnyei:

o   Nagy tömegű növényanyag kis felületen való elhelyezése

o   csökken a kézimunka idő

o   növény folyamatosan érintkezik a tűpanyagokkal – fejlődés felgyorsul

o   folyamatos oxigén ellátás kedvező, fotoszintézisre, szöveti felépítésre – könnyebb akklimatizálás

-          Fito-Bioreaktor Munkacsoport – Fári Miklós (növényi mikroszaporítás, sejt- és szövettenyésztés legújabb eszközeinek fejlesztése)

-          Escalona és mtsai (1999): három különféle tenyésztési módszer

o   szilárd táptalaj

o   folyadék kultúra

o   időleges elárasztás

o   (legnagyobb szaporítási fok)

  1. Kultúra részletes bemártása:

-          gáz fázisú: kultúrákat időnként megpermetezik tápoldattal vagy tápanyagködben tartják

-          folyadék réteges: növény alapi része van tápoldatban

-          időnként bemártó biorektor: kultúrákat előre beállított időtartamú periódusonként mártják a tápoldatba. (két edény: tápoldat – explantátum; pumpás rendszer, elárasztási idő leteltével a nyomás megszűnik, tápoldat visszaáramlik) pl: RITA, BIT

  1. Kultúra folyamatosan van elárasztva:

-          mechanikusan mozgatott (turbinákkal, propellerekkel)

-          levegővel mozgatott (legegyszerűbb; steril levegőt vezetnek be az edény aljára) – egyszerű levegőzésű vagy buborékoszlopos bioreaktorok

-          Előnye: működtetése költségkímélő

SZÖVETTENYÉSZTÉS MUNKAMŰVELETEI:

            Merisztématenyésztés

-          Kiindulási anyag: növény vírusmentes része (hajtás vagy gyökércsúcs)

-          előkezelés – anyanövény hőkezelése

-          táptalaj: citokinin, auxin és vitaminok

-          eredmény: egyetlen utód (ezt szaporítják tovább)

Mikroszaporítás

-          kiindulási anyag: mertisztéma tenyésztés egyetlen utódja, rügykezdemény

-          táptalaj: citokinin (serkentő hormon)

-          Rügyek fejlődésnek indulnak – organogenezis (egyes szervek kifejlődése)

-          eredmény: néhány utód

-          hibrid, kiméra (mozaik növények) növények is szaporíthatók így.

Szövettenyésztés

-          kiindulási anyag: merisztéma

-          táptalaj: 2,4-D (auxin) vagy citokinin-auxin egyensúlyos

-          kallusz képződik (speciális feladatra nem módosult sejtek; totipotensek – mindenből kész növény regenerálható citokinin tartalmú táptalajon)

-          sejtek fejlődése kétféle:

o   organogenetikus: egy pólusú regeneráció; rügyek, vagy csak gyökerek

o   embriogenetikus: kétpólusú; rügy és gyökér is

-          kallusz folyamatosan szaporítható (időnként szét kell szedni, sejtszuszpenzió)

-          sötétben

-          eredménye: sok utód

-          Genetikailag szórt utódok (hibrid, kiméra)

Androgenezis

-          Kiindulási anyag: hímivarsejt vagy pollen (F1-es hibrid)

-          csak egyik szülő (nincs genetikai változatosság)

-          Utód: ’n’

-          Kolhicin (kromoszómakészlet megduplázása) – húzófonalak tevékenységét gátolja; nem vándorolnak el a kromoszómák; nem tud osztódni a sejt)

-          ezek a sejtek: ’2n’

-          így regenerált növények: dihaploid (DH) növények

-          1 év alatt olyan hibrid, mint amit 10-15 év beltenyésztés és szelekciós munka eredményezne

LABORATÓRIUMI NÖVÉNYSZAPORÍTÁS SZEREPE

-          Mikroszaporítás: azonos fajok vagy fajták vegetatív, fajtaazonos szaporítása in vitro és kontrolált körülmények között.

-          Cél: minél több növény, minél rövidebb idő alatt, évszaktól függetlenül

-          Murashige (1974) – 3 szakasz:

1.      Steril kultúra létrehozása;

2.      tenyészet felszaporítása;

3.      növények előkészítése a talajba ültetéshez, gyökeresítés

-          Debergh és Maene (1981):

o   beiktattak egy 0. vagy előkészítő szakaszt

o   A 3. szakaszt két részre osztotta: elongációs (in vitro), gyökeresítési szakasz (ex vitro)

o   végeredmény: 5 szakasz

0.      Előkészítő szakasz

1.      Steril kultúra létrehozása

2.      tenyészet felszaporítása

3.      elongációs szakasz

4.      gyökeresítési szakasz

  1. Előkészítő vagy 0. szakasz

-          Célja:

o   sterilizálás megkönnyítése (indítás előtt 2-4 héttel lelevelezés)

o   anyanövény élettani állapotának

megváltoztatása:

§  fény alkalmazása: vörös fényen előkezelt petúnia anyanövény leveléről indított kultúra 3*os hajtás mennyiség a kontrollhoz képest.

§  Hőmérséklet: hatása főleg a hagymás növényeknél (hőkezelés, hidegkezelés {4-5 °C, 30-100 nap} – megszünteti az aktív nyugalmi periódust)

§  Növekedésszabályozó anyagok: elősegítik az anyanövény rejuvenilizációját – pl: citokininek – fás növényeknél idősebb fajta visszaoltása hosszadalmas – explantátum kezelése (levél vagy rügy) citokinines oldattal szívatjuk fel.

  1. Indító szakasz

-          Célja: steril kultúra létrehozása

-          táptalaj: kis mennyiségű citokinint tartalmaz

-          indítás sikerességét befolyásolja: felszíni sterilizálás

-          fontos explantátumként szolgáló növényi rész kiválasztása:

o   merisztémát tartalmazzon

Pl: rügyek (leggyakoribb)

hajtáscsúcsok

levél-, levéldarab (Begonia, Kalanchoe)

Virágbimbó (gerbera, spathiphyllum)

Hagyma vagy gumó (hagymás, gumós növények)

-          méret (túl kicsi – csekély túlélés)

-          Fenolosodás (táptalaj barnulás illetve feketedés)

Sebzés – fenolszármazékok képződése (roncsolt sejtekből) – explantátum pusztulása

Védekezés: aszkorbinsavas áztatás

o   aktív szén

o   alacsony pH, sötét illetve alacsonyabb hőmérséklet

o   citokinin mellőzése

o   folyékony táptalaj

  1. Szaporító (sokszorozó) szakasz

-          célja: tenyészet felszaporítása

-          táptalaj: citokinin túlsúlyos (organogenezishez citokinin – auxin megfelelő aránya; néha nem kell auxin)

-          egy része visszakerül a szaporításba, másik része elongációs vagy gyökeresítő táptalajra

-          Szaporodási ráta: egy szubkultúra alatt fejlődő új hajtások száma

Függ:        - fajtól

                  -fajtától                                                                      1

                  -táptalaj összetevőktől

                  -tenyésztés körülményeitől 

    1. Járulékos rügyindukció

Explantátum – sok új merisztéma, majd rügy differenciálódik – növénycsokrocskák

pl.: páfrány, filodendron

Speciális eset: levél – járuékos hajtások

pl.: Begonia, Kalanchoe, Saintpaulia

Fás növényeknél nehéz.

    1. Hónaljrügy – indukció vagy nódusz kultúra

Rügy vagy hajtáscsúcs – új növényeket feldaraboljuk – leveles vagy 1-2 rügyes hajtásrészt újra táptalajra helyezzük – levélhónaljból újra hajtás – neveljük – feldaraboljuk…

Pl.: Ailanthus altissima, Bíborsárkány

Előnye: genetikai stabilitás biztosabb

Hátránya: szaporodási ráta alacsonyabb, mint a járulékos rügyindukciónál

    1. Szomatikus embriókultúra

Kallusz indukálása – sejtszuszpenzió (folyékony táptalajon) – sejtekből embriók (táptalaj megváltoztatása) – embriók továbbnevelése – akklimatizálás

Hátránya:

o   körülményes

o   genetikai stabilitás elvész

Ritka, ott alkalmazzák, ahol a többi nem alkalmazható. Pl.: tűlevelű fenyők

-          Rejuvenilizáció (visszafiatalodás)

o   Fás növényeknél (termőre fordult növényről szedett explantátum – mikroszaporítás során nehézségek:

§  alacsony szaporodási ráta

§  gyenge gyökeresedés

§  gyökeresedés hiánya

o   megoldás: citokinin alkalmazása

-          Rendellenességek a felszaporítás során

Felszaporítás kulcskérdése: megfelelő citokinin és annak mennyisége

o   Től nagy adag – genetikai, morfológiai változások

Pl: gerbera – bokrosodás (sok levél, kevés virág)

Szamóca (BA-t használva) – gyökér alig fejlődött, sor virág, termés deformálódott 

  1. Elongációs és gyökeresítő szakasz

-          Elongációs (hajtásmegynyújtás)

Módja:

o   Csokros passzálás

o   Növényeket nem passzálják, folyékony elongációs táptalaj kerül a szaporító táptalajra. – felesleges hormonokat leköti – növény megnyőlása (ehhez hűtéssel ellátott növénypolcok, vitrifikáció ellen)

Második gazdaságosabb

-          Gyökeresítés

o   Befolyásoló tényezők:

§  Auxin mennyisége (van ami igényel, van ami nem)

§  Túlzott citokinin gyökeresedést gátolhatja (Kinetinnél nem tapasztaltuk

-          Módjai:

o   in vitro

o   ex vitro

§   előnyei:

·         Költség csökken

·         jobb a gyökerek felépítése

§  in vitro nyert hajtások, mint minidugványok: auxinos oldatba mártás vagy a közeget auxinos oldattal itatják át.

  1. Akklimatizációs szakasz

-          in vitro előállított gyökeres vagy gyökér nélküli növénykék üvegházi körülmnényekhez való szoktatása.

-          in vitro fejlődött növények felépítése:

o   kutikula vékonyabb, sokszor hiányzik

o   sztómák nem elégg finkcióképesek

o   oszlopos parenchima sejtek kisebbek, egy réteg

o   szivacsos parenchima tömöttebb

o   levelek vékonyabbak

o   kevés klorofilltartalom (mixotróf)

-          Speciális üvegház:

o   párafüggöny berendezés (ha nincs fóliaalagút – fátyolfólia): magas páratartalom szükséges

o   árnyékoló berendezés: alacsony fényintenzitás

-          Közeg:

o   laza

o   jó vízáteresztő

o   megfelelő pH + tápanyagtartalom

o   steril (tálcák, fóliák is)

o   tőzeg-perlit keverék

o   növény védőszerrel kezelt

-          Hőmérséklet:

o   15-30 °C

o   kiindulási = tenyésztés hőmérséklete

o   fokozatosan csökkenteni (árnyékolás csökken – alacsonyabb hőmérsékleten is tarthatók)

o   talpfűtés (gyökérfejlődés megindulásáig – új levelek fejlődése jelzi)

o   Szabadföldi növények esetén: - üvegház után magasárnyékoló alá helyezés – majd szoktatás a teljes napfényhez

o   fás növényeknél gyökeresítés + akklimatizáció tavasszal vagy nyár elején (áttelelésre képes legyen)

o   akklimatizált növények szállítása: kartondobozba és fóliába csomagolva (1 hetet is kibírnak)

 

 

Hozzászólások

Hozzászólás megtekintése

Hozzászólások megtekintése

Nincs új bejegyzés.