A merisztéma szaporítása a növényszaporításnak még meglehetősen új típusa. De már széles körben használják. Egyrészt azért, mert egyes növények csak így, vírusoktól és baktériumoktól mentesen szaporíthatók. Másrészt azért, mert ezzel a módszerrel egyetlen anyanövényből számos és genetikailag azonos fiatal növény nevelhető. Maga az eljárás azonban nehezen kivitelezhető a szükséges felszerelés, óvintézkedések és ismeretek miatt. Ha azonban van türelmed és egy kis kísérletezési hajlandóságod, akkor is elképesztő sikereket érhetsz el.
Definíció
A merisztéma szaporítását in vitro szaporításnak is nevezik. Az „in vitro” latinul azt jelenti, hogy „pohárban”. Ez alatt a Petri-csészében vagy kémcsőben történő szaporítást értjük. Ez meglepő lehet azoknak a hobbikertészeknek, akik korábban vetőmaggal, dugványokkal és gyökerek osztásával dolgoztak. Valójában a merisztéma-szaporítás már most is nagy léptékben folyik. A növények egyedi sejtcsoportokból és steril körülmények között szaporodnak.
A sejteket eltávolítjuk a növényről, táptalajra helyezzük, és tápanyagokkal és fitohormonokkal kezeljük, amíg a gyökerek és hajtások ki nem alakulnak. Ezután aljzatba helyezik, és az adott növény követelményei szerint termesztik. Nagyjából leegyszerűsítve ez egyfajta vágási szaporítás mikroszkopikus méretekben és steril körülmények között.
Előnyök
Amint az elején már említettük, a merisztémaburjánzás két döntő előnnyel jár. Mindenekelőtt a gazdasági előnyt nehéz figyelmen kívül hagyni: egyetlen anyanövényből lényegesen több utód nevelhető, mint dugványokból vagy magvakból. Végső soron csak néhány sejtre van szükség kiindulási anyagként egy leánynövényhez. Ráadásul egyes növények másként aligha szaporíthatók. Ennek az lehet az oka, hogy az osztás, a dugványképzés vagy a magvak termesztése rendkívül összetett és sok időt vesz igénybe.
Ezenkívül a baktériumok, gombák és vírusok, valamint más fitopatogén anyagok megnehezítik egyes növények dugványokkal és tenyésztéssel történő szaporodását. Emiatt például az eper, a málna és a kivi manapság főleg merisztéma-burjánzás útján keletkezik. Az így nyert fiatal növények kórokozóktól mentesek, mert steril körülmények között termesztik őket. Az utódok megbetegedéseinek kockázata is csökken.
A merisztéma
A merisztémaburjánzás kiindulási anyaga a merisztéma. Ez a növényt alkotó szövet. Ez a fajta szövet még differenciálatlan. Ezért gyökerekké, termésekké vagy levelekké fejlődhetnek, és – legalábbis elméletileg – korlátlanul osztódhatnak. A legjobb feltételek a szaporításhoz és kis mennyiségű sejtből számos növény létrehozásához.
Ezek a növényi őssejtek a gyökércsúcsok és a hajtásvégek legvégén találhatók. Vékony sejtfaluk is nagyon alacsony cellulóztartalommal. Pontosan sejtfaluk tekintetében különböznek a környező sejtektől. Ez persze csak mikroszkóp alatt látható.
Steril körülmények
A felső hajtásvégek általában különösen alkalmasak merisztémaként in vitro szaporításhoz, mivel általában még vírusmentesek még akkor is, ha vírusos betegség van jelen. Annak biztosítására, hogy a kórokozók később ne terjedhessenek át a sejtekre vagy a növényi részekre, steril körülmények szükségesek a merisztéma szaporodásához. A termesztési edényeknek ezért sterilnek és zárhatónak kell lenniük. A fedeles Petri-csészék hasznosnak bizonyultak a kezdeti szakaszban. Később magasabb szemüveget használnak. A merisztémaburjánzás szakszerű megvalósítása során sajátos légkör jön létre, amely folyamatosan szabályozott. Ehhez többek között steril munkaasztalra vagy biztonsági munkapadra van szükség.
Fertőtlenítés
Steril munkapad és edények szükségesek a merisztéma terjedéséhez, de önmagukban nem elegendőek. A csírákat a merisztémasejtekkel lehet bejuttatni. Nem mindegy, hogy ezek már jelen voltak a növényen, vagy a növénytől útközben kerültek a táptalajba. A baktériumok, gombák és vírusok viszont jelentősen csökkenthetik a sikerességi arányt. Ezért a növényből való eltávolítás után a sejtcsoportokat további fertőtlenítésre van szükség a baktériumok és gombaspórák elpusztítása érdekében.
Erre különböző források szerint a következő három eszközt használják:
- Nátrium-hipoklorit
- Hidrogén-peroxid
- Mercury II-klorid
Nátrium-hipoklorit és hidrogén-peroxid egyaránt kapható a gyógyszertárban. A higany-II-klorid használata növények és magvak fertőtlenítésére tilos, legalábbis a magánszektorban. Azonban a rendelkezésre álló anyagok koncentrációjára is nagyon oda kell figyelni.
Nátrium-hipoklorit fertőtlenítéshez
A professzionális merisztéma szaporításban nátrium-hipokloritot használnak a sejtcsoportok fertőtlenítésére. A vegyi anyagot klóros fehérítőnek is nevezik, és a tisztítószerekben gyakran „aktív klórnak” is nevezik. Az agresszív szert ezért nem szabad hígítatlanul használni növényi sejteken.
Az 5-25 százalékos koncentráció itt szokásos, 5-30 perces expozíciós idővel. Ezért a nátrium-hipokloritot csak megfelelő hígításban szabad használni. A fertőtlenítés után a sejteket többször átöblítjük desztillált és steril vízzel.
Hidrogén-peroxid
Növények és növényi sejtek öblítésére egyes források 0,15 ezrelékes vagy 0,015 százalékos hidrogén-peroxidos oldatot javasolnak. Háztartási célra 3 százalékos hidrogén-peroxid oldat kapható a patikákban. Ahhoz, hogy ezt a 0,015 százalékos hidrogén-peroxid-tartalomhoz igazítsuk, a következő számítás szükséges: A kiindulási oldat százalékos aránya - a fertőtlenítőoldat kívánt százaléka=különbség és így víztartalom a keverési arányban
A 3 százalékos megoldással a számítás a következő: 3 – 0,015=2,985
Ez azt jelenti, hogy 0,015 rész 3 százalékos oldatot kell hozzáadni 2,985 rész steril, desztillált vízhez. Kicsit leíróbb és praktikusabb a merisztéma-terjedésnél 1,5 ml oldat 29,85 liter vízhez.
Tenyésztőközeg és tápanyagok
Itt bonyolódnak a dolgok. Bár vannak olyan tápanyagok, amelyeket a táptalajnak mindig tartalmaznia kell, a megfelelő koncentráció az adott növényfajtól függ. Bázisként szolgálhat zselésítőszerként agar és tápoldatként szacharóz keveréke. Az oldatnak 20-30 gramm szacharózt kell tartalmaznia literenként. Az agart szükség szerint használjuk.
Makrotápanyagok
A merisztéma proliferáció szempontjából fontos makrotápanyagok:
- Nitrogén
- foszfor
- Kálium
- Kalcium
- Magnézium
- Kén
Ezen anyagok koncentrációja erősen fajfüggő. Még a tudományos forrásokban is jelentős eltérések mutatkoznak az információban, ami például önmagában a kálium esetében 0,95 és 1,9 gramm/liter között van.
Tipp:
Ha magad akarsz kísérleteket kezdeni, óvatosan kell kísérletezned. Az ehhez a növénytípushoz készült speciális műtrágyák egyes makrotápanyag-tartalma itt nyújthat útmutatást.
Mikrotápanyagok
A növények általában és különösen a merisztéma szaporodása szempontjából fontos mikrotápanyagok:
- Vas
- Mangán
- Cink
- Bór
- Réz
- Molibdén
Ha teljesen hiányoznak, vagy túl alacsony koncentrációban vannak jelen, hiánytünetek jelentkeznek. Állítólag a jód és a kob alt is hatással van a növekedésre. Ezt azonban tudományosan még nem igazolták. A mennyiségek itt is nagyon eltérőek, és a növény típusától függenek. Útmutatóként ismét az adott növényhez használható speciális műtrágyák használhatók.
Vitaminok és aminosavak
A B-vitaminok kulcsfontosságúak a merisztéma proliferációjában.
Itt számolj:
- Biotin – B7-vitamin
- Folsav – B9-vitamin vagy B11-vitamin
- Nikotinsav – B3-vitamin
- Piridoxin – B6-vitamin
- Tiamin – B1-vitamin
Bár a növények maguk is meg tudják termelni ezeket, mégis hozzáadják néhány gyakori táptalajhoz, hogy elősegítsék a növekedést és növeljék a sikerességi arányt.
Fitohormonok
Mivel a merisztéma még differenciálatlan sejtek, megfelelő impulzusokra van szükségük. Ellenkező esetben nem fejlődnének gyökerek, hajtások és levelek. Ezeket az impulzusokat a négy fitohormontól kapják:
- Auxine
- Citokininek
- Gibberellinek
- Abszcizinsav
Egyes kész táptalajok már tartalmazzák ezeket, valamint a makro- és mikroelemeket. Ha saját keveréket készít, akkor ezeket hozzá kell adni. Ez viszont kihívást jelent, mivel a mennyiséget és az egymáshoz viszonyított arányt tesztelni kell.
Értékelés
Ha a sejtek a merisztéma szaporodása során sikeresen osztódnak, és a fitohormonok biztosítják az egyes növényi szervek kívánt fejlődését, fiatal növények nőnek ki. Ezek genetikailag azonosak az anyanövényekkel, tehát szigorúan véve klónok. A siker ellenére előfordulhatnak még problémák az úton. Ezeket általában a behurcolt kórokozók váltják ki, amelyek éppúgy szaporodnak a tápközegen, mint maguk a növényi sejtek, ezért az értékelések nagyon fontosak. Ha a táptalaj zavarossá válik, lerakódik vagy elszíneződik, a szóban forgó mintát ki kell válogatni. Az ellenőrzést és eltávolítást osztályozásnak nevezik.
Kiültetés
Miután a fiatal növények elérik az öt centiméter körüli magasságot, erősek és egészségesek, megfelelő aljzatba ültethetők. Ettől kezdve az adott növényfaj igényei szerint termeszthetők.
A saját merisztéma terjesztésének alternatívája
A saját merisztéma-szaporítási kísérleteknek a követelmények és a szükséges felszerelések miatt tulajdonképpen csak akkor van értelme, ha egynél több anyanövényt kívánunk szaporítani. Ráadásul nem könnyű vállalkozás. A megfelelő és összehangolt táptalaj elkészítése és a sejtek sterilen tartása magánháztartásban nehézkes. A tápláló gélek készen is megvásárolhatók. Például a PhytoTechnology Laboratoriesben.
Ha meg akarja spórolni az erőfeszítéstől és a kiadásoktól, beleértve a steril munkapadot is, saját növényeit is szaporíthatja. Ezt kínálja például a quedlinburgi In Vitro Plant Service.
Következtetés
A merisztéma szaporítása jó módja annak, hogy egyetlen anyanövényből számos növényt neveljünk, és gyakran ez az egyetlen módja annak, hogy egészséges utódokat érjünk el, különösen a vírusra érzékeny növények esetében. Megfelelő felszereléssel laikusok is elvégezhetik. A merisztémasejtek mikroszkóp alatti megszerzésétől a megfelelő táptalaj elkészítéséig és a pontozásig a szaporításnak ez a változata is kihívást jelent.
