Tekniken för att underhålla och odla växtceller, vävnader, och andra växtdelar under sterila förhållanden i ett näringsmedium kallas 'vävnadskultur' i växter. Denna teknik eller vävnadskultur används för förökningsändamål. Därför, denna metod är också känd som mikroförökning. Genom att använda denna metod, en klon av en växt produceras under en kontrollerad miljö och förökas sedan till den yttre miljön. Den del av växten som används för vävnadsodling kallas en "explantera" . Denna kultur etablerades först av Gottlieb Haberlandt år 1902. Förmågan hos en växtcell att regenerera till en hel växt kallas biologiskt som "cellulär totipotens". Explantaten odlas i behållare med ett medium som är rikt på näringsämnen. Allt material relaterade till vävnadskulturen steriliseras före användning för att förhindra infektioner och ruttnande av vävnaden. Det finns olika typer av vävnadskultur i växter som Callus Culture, Orgelkultur, Encellskultur, Suspensionskultur, Embryokultur, Anther kultur, Pollenkultur, Somatisk embryogenes, Protoplastkultur, Skjutspets och Meristem Culture och Explant Culture. De tre huvudsakliga aspekterna av miljön som krävs för vävnadsodling är näringsmediet (blandningen av salter, vitaminer, näringsämnen, och andra tillväxtstimulatorer), aseptiska tillstånd (sterilisering), och luftning av vävnaden (inkluderar omrörning av medium). Vävnadskulturen i växter förväntas genomgå fyra steg innan den faktiskt förökas till den yttre miljön. Etapperna är:
Steg 1 eller initieringsfasen:Explantatet som ska odlas steriliseras för att förhindra utveckling av mikroorganismer som kan påverka processen negativt.
Steg 2 eller multiplikationsfasen:I detta steg, explantatet återuppdelas och införs i mediet. Här förökar sig vävnaden och producerar nya skott.
Steg 3 eller rotbildningen:Hormoner används för att inducera rotbildning och explantaten förbereds för att överföras till det vanliga odlingsmediet.
Steg 4 eller etableringsfasen:Spridningen flyttas slutligen till de yttre markförhållandena.
Fördelar med vävnadskulturväxter:
Ett stort antal plantor kan odlas på mindre tid och utrymme med en enda explantation.
Vävnader av växter påverkas av andra växtkorrelativa kontroller som kan isoleras med denna teknik.
Samma kopia av växter skapas för att producera bra frukt- och blombärande växter.
Denna metod är extremt snabb för att producera mogna växter.
När frön eller pollinatörer inte är tillgängliga, då är denna teknik användbar.
En ny genetiskt modifierad art av en växt kan utvecklas.
Sterila tillstånd har mindre risk för sjukdomar, skadedjur, och andra patogener.
Frön som har mindre grobarhet som orkidéerna och Nepenthes kan odlas med denna metod.
Spridningarna kan lagras under lång tid på en liten yta.
Nackdelar med vävnadskulturväxter:
Denna teknik kan innefatta 70 % mer arbetskraft och är dyr.
Växterna som utvecklats under en konditionerad miljö tenderar att förlora motståndskraft mot sjukdomar. Det finns alltså en risk för att växter är sårbara för samma infektioner.
Ett djupt infekterat växtvävnadsprov kan producera en infekterad växt om den inte är ordentligt screenad för virus och infektion innan odlingen utförs.
Det är inte sant att alla växter odlas framgångsrikt; ibland kan sekundära metaboliska kemikalier från växterna döda explantatet eller hämma dess tillväxt.
Läs detta:Bananvävnadskulturinformation.
Växter odlade med vävnadskultur Växtteknik:
Växter som har odlats framgångsrikt med vävnadsodlingsteknik är bananer, Ananas, Fikon, Parval, Tindora, Citron, Ingefära, Sötpotatis, Sockerrör, Tomat, Potatis, Kål, Papaya, Mango, Guava, Jordgubbe, Gurkmeja, Jatropha, Eukalyptus, Teak, Orkidéer, Bambu, etc.
Material som krävs för vävnadskulturväxter:
Om vävnadsodling utövas hemma, då finns det några tillgängliga material som kan vara användbara.
Långa barnmatsburkar.
Fytolock för att täcka burkarna.
Tång.
Media (Murashige och Skoog med vitaminer).
PH-mätare.
Sked mätset.
Pipett.
Tryckkokare för att sterilisera utrustningen.
Huv såsom en plastbehållare med hål upp och ner.
En sprayflaska.
Växtkonserveringsblandning (PPM).
Förbereda media för vävnadskulturväxter:
Anläggning för växtvävnadskultur.
Medierna för vävnadsodlingsväxter består av makronäringsämnen, mikronäringsämnen, vitaminer, tillväxtregulatorer, och kolhydrater eller sackaros. Dessa element är vanliga för de flesta av växterna och är designade av Murashige och Skoog. Vissa speciella grupper av växter som barrträd kan kräva ytterligare näringsämnen. Mediernas allmänna beståndsdelar är:
Mineraler för att stödja växternas liv
Magnesium är en del av klorofyllmolekyler.
Kalcium är cellväggskomponenten.
Kväve är en del av aminosyror, proteiner, vitaminer, en nukleinsyra.
Järn, zink, och molybden är delar av enzymer.
Förutom dessa element finns det några extra element som krävs av växterna för tillväxt, såsom kol, väte, syre, fosfor, svavel, kalium, mangan, koppar, natrium, kisel, nickel, kobolt, vanadin, selen, och bor.
Det finns några organiska näringsämnen som produceras av växterna själva, men för vävnadsodling, dessa tillskott måste tillhandahållas som tiamin (vitamin B1), Niacin (vitamin B3), Pyridoxin (vitamin B6), och Myo-inositol (vitamin B-komplex).
Förutom dessa, vävnadsodling i växter kräver tillväxtregulatorer som Auxin (för celldelning och cellväggssyntes), Cytokinin (stimulerar skottförökning), Gibberelliner (utveckling av plantor).
Förberedelse av media för vävnadskulturväxter:
Det är en mycket svår uppgift att väga varje beståndsdel för att förbereda mediet för varje växtvävnad. Så, lämpligen förbereds mediets lager och förvaras i kylskåpet och kontrolleras regelbundet för kontaminering eller utfällning. De vanliga medierna som används för vävnadsodling är lätt tillgängliga på marknaden med en specifikation för varje.
Whites medium (det tidigaste mediet för vävnadsodling).
MS-medium (vanligt använda media framställt av Murashige och Skoog).
B5-medium (används för cellsuspension, kalluskultur, och nu för protoplastkultur utvecklad av Gamborg).
N6-medium (används för odling av ståndarknappar).
Nitschs medium (används för en annan kultur).
Ett exempel på mediablandningsprocessen beskrivs här:
1-liters behållare är fylld med tre koppar vatten.
2,2 g eller ett halvt paket MS medium med 2 matskedar socker tillsätts och blandas väl.
1 ml BAP (bensyladenin) och 1 ml PPM (växtkonserveringsblandning) tillsätts till denna lösning.
Vatten tillsätts för att göra 1 liter av blandningen. Lösningens pH bör ligga mellan 5 och 6 eller 5,6 till 5,8. Om PH är surt, tillsätt en liten mängd bakpulver och blanda väl. Annars om PH är grundläggande, tillsätt några droppar vinäger och blanda väl.
Dispensera mediet i babyburken när det önskade pH-värdet har uppnåtts. Varje burk kan ta 25 ml av lösningen.
Gelmedelsagaren 30 ml eller 50 ml tillsätts till 25 ml lösningen.
Burkarna försluts och placeras under värmeförhållanden som i en mikrovågsugn, tryckkokare, etc. för sterilisering.
Steriliseringsmedia och explantat för vävnadskulturväxter:
Medierna som används för odling av växter tas i en glasbehållare och förseglas med antingen bomulls- eller plastförslutningar och steriliseras med metoden genom autoklavering i 30 minuter vid ett tryck av 15 pund per kvadratenhet. Vitaminerna, aminosyror, hormoner, och andra växtextrakt förstörs under autoklavering, därför steriliseras lösningen av dessa föreningar med användning av Millipore-filterpapper med en porstorlek på 0,2 mikrometer. När gamla träd eller växter väljs ut för vävnadsodling är sterilisering av explantatet ett allvarligt problem på grund av kontaminering. Sporer i växterna avlägsnas genom att använda insekticider och bekämpningsmedel och täcka skotten med tunna, genomskinliga filmpåsar innan explantatet samlas in. Ytan har mikrobiell kontaminering så den steriliseras noggrant innan den planteras i näringsmediet. hypoklorit, etyl, och isopropylalkohol används som ytsteriliseringslösningar för växtvävnader. Explantaten tvättas först i destillerat vatten eller varmt vatten i 20 till 20 minuter för att avlägsna dammpartiklarna, sedan med en rengöringsmedelslösning, och slutligen med 0,1 % HgCl2 och NaCl-lösningar under fem minuter. Explantaten tvättas igen med steriliserat destillerat vatten för att avlägsna de sterila nodalsegmenten från explantaten. Användningen av steril pincett för att hantera vävnaden eller explantatet är ett måste.
Gelningsmedel för vävnadsodlingsväxter:
För vävnadsodling i växter om ett flytande medium används, då finns det risk för vävnadsnedsänkning och brist på syretillförsel vilket kan leda till att vävnaden dör. För att övervinna detta problem används ett gelningsmedel. Gelningsmedel bör ha en egenskap som är mycket väsentlig för vävnadsodling, det vill säga medlet ska bilda en vätska vid upphettning, blir halvfast när den kyls och tål sterilisering. De vanligaste gelningsmedlen är agar, Agarose, och Gelrite. Andra gelningsmedel som finns tillgängliga är Gellangummi, Alginsyra, och Gelcarin. Gelen används främst för att göra media fastare; därför tillsätts det i pulverform och upphettas så att det når koktemperaturen. När media svalnar, det bildar gelen. Denna gel är en partiell fast yta för att förankra explantatet från att nedsänkas, men tillräckligt mjuk för att hjälpa explantat att absorbera näringsämnen. Medieblandningarna är lätt tillgängliga på marknaden med gelningsmedlet och hormoner tillsatta. Till exempel, för MS media, 1 liter av lösningen behöver 4,33 g av den färdiga blandningen, men om ett gelningsmedel också är närvarande som agar behöver 1 liter av lösningen 9-12 g av blandningen.
Läs det här:Frågor och svar om växtvävnadskultur.
Multiplicera och odla vävnadskulturväxterna:
När explantatet etableras i mediet, den bör odlas under goda och måttliga ljusförhållanden. Fotoperioden bör vara lång. Temperaturen ska vara stabil runt 25 grader Celsius men kan variera mellan 22 – 28 grader Celsius. När vävnaden eller explantatet slutar växa är det dags att antingen byta ut dem eller dela dem för att bilda subkulturer. För att göra detta förbereds den nödvändiga sterila arbetsytan och media. För att byta ut vävnaden krävs det att du bara drar ut den från burken och sätter tillbaka den i den nya burken med mediet. Men om vävnaden måste delas är det sterila arbetsområdet inställt för att skära vävnaden i bitar och placera dem i burkar. Instrumenten som används för skärning måste steriliseras före användning.
Förhållanden före transplantation för vävnadskulturväxter:
Detta är det stadie i vävnadsodlingen där skotten eller plantorna som odlats stimuleras för rottillväxt och härdning. Det görs också i den inre miljön såsom ett provrör. Efter mikroförökningsprocessen, rottillväxt är ett väsentligt krav och sker inte i de tidiga stadierna. Plantorna läggs i ett medium som stimulerar tillväxt och rotinitiering såsom Auxin.
Härdning förbereder växten för att odlas i den naturliga miljön. Eftersom plantorna odlas i en konditionerad zon kräver de tid för att anpassa sig till den yttre miljön. Växterna blir mottagliga för sjukdomar när de tas ut från in vitro. Härdning av plantor innebär att de långsamt avvänjas från konstant, stabil hög luftfuktighet, svagt ljus, och varma miljönivåer till variabelt och instabilt ljus, fuktighet, och temperaturnivåer. Den yttre miljön hålls också på höga luftfuktighetsnivåer genom dimvattning eller genom att lägga plastöverdrag med hål över växterna.
Ex Vitro för vävnadskulturväxter:
För att överföra växterna till den yttre naturliga miljön, det är mycket viktigt att vävnadsodlingsmediet från rötterna tas bort. För att göra detta läggs plantorna under rinnande varmt vatten så att vattnets kraft rengör mediet från rötterna. Om detta inte görs, då finns det risk för att mögel (svampar) äter på media och förstör växterna. Behandlingen av växter bör vara densamma som de behandlades in vitro. Täcket av plastpåsar över växterna bör sitta kvar i en vecka tills växterna anpassar sig till den naturliga omgivningen. Plantorna bör hållas borta från direkt solljus och när de stelnar, de kan behandlas som vilken annan jordodlad växt som helst.
Vävnadskulturväxternas framtid:
Jordbruksindustrin kan bli hållbar med låg energiinsats och högkvalitativ avkastning med hjälp av bioteknik. Tekniken för vävnadsodling i växter kan producera växter av överlägsen kvalitet, men deras potential har inte utnyttjats i många utvecklingsländer. Prestandaindexet för vävnadsodlade växter är högt jämfört med konventionellt förökade växter. Marknaden för en förbättrad variation av växter kan vara långsam om förökningshastigheten är långsam. Vävnadskultur kan hjälpa till att påskynda denna process genom snabbare förökning. Användningen av kemikalier minskar också eftersom växterna odlas i en sjukdomsresistent miljö. Betydelsen av vävnadsodling i växter bör erkännas och implementeras för ökad jordbruksproduktion och även för att skapa sysselsättning på landsbygden i utvecklingsländer.
Läs det här:Frågor och svar om växtvävnadskultur.
I fallet om du är intresserad av detta:How To Grow Organic Salat.
