{"id":1178,"date":"2019-06-01T10:18:54","date_gmt":"2019-06-01T08:18:54","guid":{"rendered":"https:\/\/ogrod-powsin.pl\/blog\/?p=1178"},"modified":"2019-06-01T10:18:54","modified_gmt":"2019-06-01T08:18:54","slug":"kultury-in-vitro-cz-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/kultury-in-vitro-cz-3\/","title":{"rendered":"Kultury in vitro (cz. 3)"},"content":{"rendered":"

W niniejszym wpisie zaprezentuj\u0119 kolejne rodzaje ro\u015blinnych kultur in vitro<\/em>, tym razem nieco bardziej zaawansowane od opisywanych ostatnio. S\u0105 to kultury, w kt\u00f3rych jako eksplantaty wykorzystuje si\u0119 okre\u015blone fragmenty kwiat\u00f3w zawieraj\u0105ce m\u0119skie lub \u017ce\u0144skie gametofity, a efektem tych kultur s\u0105 ro\u015bliny haploidalne o gametycznej, czyli zredukowanej o po\u0142ow\u0119 liczbie chromosom\u00f3w.<\/p>\n

 
\n<\/a>\"\"<\/a>Kultury mikrospor i pylnik\u00f3w <\/strong>to kultury, w kt\u00f3rych eksplantatami s\u0105 albo ca\u0142e pylniki, albo izolowane z nich mikrospory, czyli niedojrza\u0142e ziarna py\u0142ku. Pylniki to te elementy pr\u0119cika, kt\u00f3re buduj\u0105 jego g\u0142\u00f3wk\u0119. Wycina si\u0119 je na odpowiednio wczesnym etapie rozwoju, gdy kwiat jest jeszcze niedojrza\u0142y, odka\u017ca i po usuni\u0119ciu nitki pr\u0119cikowej przenosi ca\u0142e na po\u017cywk\u0119. Drug\u0105 mo\u017cliwo\u015bci\u0105 jest izolowanie z odka\u017conych pylnik\u00f3w mikrospor i przeniesienie na po\u017cywk\u0119 tylko ich. Kultury pylnik\u00f3w prowadzi si\u0119 najcz\u0119\u015bciej na po\u017cywkach agarowych, za\u015b kultury izolowanych mikrospor na po\u017cywkach p\u0142ynnych. W odpowiednich warunkach kultury mikrospory izolowane lub zawarte w pylnikach nie rozwijaj\u0105 si\u0119 w ziarna py\u0142ku, lecz w haploidalne zarodki, z kt\u00f3rych mog\u0105 powsta\u0107 haploidalne ro\u015bliny. Ca\u0142y proces rozwoju ro\u015bliny z mikrospory nazywamy androgenez\u0105<\/strong>, a powsta\u0142e w ten spos\u00f3b zarodki \u2013 androgenicznymi <\/strong>(w odr\u00f3\u017cnieniu od opisywanych ostatnio zarodk\u00f3w somatycznych). Na indukcj\u0119 androgenezy i procent zregenerowanych ro\u015blin z zarodk\u00f3w mikrosporowych maj\u0105 wp\u0142yw liczne czynniki: gatunek ro\u015bliny, genotyp w obr\u0119bie gatunku, kondycja ro\u015bliny donorowej, faza rozwojowa mikrospor, sk\u0142ad po\u017cywek czy warunki kultury in vitro<\/em>. Niezb\u0119dne jest m.in. zastosowanie jednego lub kilku czynnik\u00f3w stresowych, takich jak niska lub wysoka temperatura czy niedob\u00f3r w\u0119glowodan\u00f3w (tzw. g\u0142odzenie kultury, kt\u00f3re mo\u017cna uzyska\u0107 m.in. poprzez zast\u0105pienie sacharozy w po\u017cywce mannitolem, kt\u00f3rego ro\u015bliny nie s\u0105 w stanie wykorzysta\u0107 jako \u017ar\u00f3d\u0142o w\u0119gla). Najlepsze wyniki androgenezy uzyskuje si\u0119 u ro\u015blin zbo\u017cowych, kapustnych i psiankowatych. U zb\u00f3\u017c cz\u0119stym niekorzystnym efektem obserwowanym u ro\u015blin androgenicznych jest niestety albinizm spowodowany zaburzeniami w syntezie chlorofilu \u2013 zielonego barwnika ro\u015blin.<\/p>\n

\"\"<\/a>Kultury zal\u0105\u017ck\u00f3w lub ca\u0142ych zal\u0105\u017cni <\/strong>to kultury, w kt\u00f3rych eksplantatami s\u0105 albo ca\u0142e niezapylone zal\u0105\u017cnie pobierane z odka\u017conych s\u0142upk\u00f3w kwiat\u00f3w lub izolowane z zal\u0105\u017cni zal\u0105\u017cki. Wyk\u0142ada si\u0119 je na agarowe po\u017cywki o ustalonym wcze\u015bniej sk\u0142adzie. Podobnie, jak w przypadku androgenezy, w odpowiednich warunkach kultury mo\u017ce doj\u015b\u0107 do formowania zarodk\u00f3w gynogenicznych <\/strong>i regeneracji ca\u0142ych, haploidalnych ro\u015blin. Wydajno\u015b\u0107 gynogenezy <\/strong>jest mniejsza ni\u017c androgenezy, poniewa\u017c w pojedynczym kwiecie rozwija si\u0119 zazwyczaj o wiele mniej zal\u0105\u017ck\u00f3w ni\u017c ziaren py\u0142ku. Metoda ta zosta\u0142a te\u017c zoptymalizowana tylko dla kilkudziesi\u0119ciu gatunk\u00f3w ro\u015blin (np. cebuli, buraka, gerbery, tytoniu, ry\u017cu), podczas gdy androgenez\u0119 uzyskano u ponad 250 gatunk\u00f3w.<\/p>\n

Oba rodzaje embriogenezy (androgeniczna i gynogeniczna) mog\u0105 przebiega\u0107 bezpo\u015brednio, gdy zarodki rozwijaj\u0105 si\u0119 wprost z kom\u00f3rek wy\u0142o\u017conych eksplantat\u00f3w, jak i po\u015brednio, kiedy ich regeneracj\u0119 poprzedza faza kalusa. Oba procesy prowadz\u0105 do otrzymania ro\u015blin haploidalnych, kt\u00f3re s\u0105 bardzo wa\u017cne z punktu widzenia hodowlanego: s\u0105 \u015bwietnym materia\u0142em do bada\u0144 molekularnych, a przede wszystkim pozwalaj\u0105 w bardzo szybkim czasie uzyska\u0107 tzw. czyste, stabilne genetycznie linie wykorzystywane do krzy\u017cowa\u0144. Te czyste linie nazywa si\u0119 podwojonymi haploidami (w skr\u00f3cie DH), poniewa\u017c powstaj\u0105 w drodze podwojenia liczby chromosom\u00f3w u haploid\u00f3w. Podwojenie liczby chromosom\u00f3w u haploid\u00f3w czasem zachodzi spontanicznie, ale mo\u017cna je te\u017c stosunkowo \u0142atwo zaindukowa\u0107 poprzez traktowanie haploid\u00f3w specjalnymi zwi\u0105zkami zaburzaj\u0105cymi proces segregacji chromosom\u00f3w podczas podzia\u0142u kom\u00f3rek \u2013 kolchicyn\u0105 lub oryzalin\u0105. Metody otrzymywania linii DH pozwalaj\u0105 na znaczne skr\u00f3cenie procesu hodowlanego (\u015brednio z 10 do oko\u0142o 3 lat), co jest niezwykle istotne dla hodowc\u00f3w poszukuj\u0105cych nowych odmian.<\/p>\n

Pisz\u0105c o otrzymywaniu ro\u015blin haploidalnych nie spos\u00f3b wspomnie\u0107 o jeszcze jednej metodzie, stosowanej przede wszystkim u zb\u00f3\u017c. Haploidy mo\u017cna bowiem uzyska\u0107 r\u00f3wnie\u017c poprzez krzy\u017cowanie oddalone, czyli krzy\u017cowanie dw\u00f3ch r\u00f3\u017cnych gatunk\u00f3w, nale\u017c\u0105cych nierzadko wr\u0119cz do r\u00f3\u017cnych rodzaj\u00f3w. Najcz\u0119\u015bciej wykorzystywana metoda bulbozowa polega na krzy\u017cowaniu j\u0119czmienia zwyczajnego (Hordeum vulgare<\/em>) z j\u0119czmieniem bulwiastym (Hordeum bulbosum<\/em>), kt\u00f3ry jest dawc\u0105 py\u0142ku. W wyniku takiego krzy\u017cowania chromosomy j\u0119czmienia bulwiastego ulegaj\u0105 eliminacji, za\u015b chromosomy j\u0119czmienia zwyczajnego pozostaj\u0105, w efekcie czego otrzymuje si\u0119 haploida j\u0119czmienia zwyczajnego. R\u00f3wnie\u017c w celu uzyskania haploid\u00f3w mo\u017cna krzy\u017cowa\u0107 \u017cyto z Hordeum bulbosum<\/em>, pszenic\u0119 z kukurydz\u0105 lub pszenic\u0119 z kozie\u0144cem. W tego typu do\u015bwiadczeniach zapylenie przeprowadza si\u0119 w warunkach polowych(czyli ex vitro<\/em>), natomiast po 16-18 dniach od zapylenia izoluje si\u0119 zarodki i umieszcza na ja\u0142owej po\u017cywce, gdzie prowadzi si\u0119 dalsz\u0105 kultur\u0119.<\/p>\n

Tekst: dr Karolina Tomiczak
\nZdj\u0119cia: Doi i inni 2010, 2011.<\/p>\n

Bibliografia:<\/p>\n

    \n
  1. G\u00f3rska K., Kaszuba M., Ligman S., Pluskota W., Wojciechowicz J., \u0179r\u00f3bek-Sokolnik A., Michalczyk D.J. 2011. Wyk\u0142ady i \u0107wiczenia z ro\u015blinnych kultur in vitro (http:\/\/www.wbp.olsztyn.pl\/~krist\/skrypt\/start.php<\/a>)<\/li>\n
  2. Doi H., Takahashi R., Hikage T., Takahata Y. 2010. Embryogenesis and doubled haploid production from anther culture in gentian (Gentiana triflora<\/em>). Plant Cell Tiss Organ Cult 102: 27-33<\/li>\n
  3. Doi H., Yokoi S., Hikage T., Nishihara M., Tsutsumi K., Takahata Y. 2011. Gynogenesis in gentians (Gentiana triflora<\/em>, scabra<\/em>): production of haploids and doubled haploids. Plant Cell Rep. 30 (6): 1099-106<\/li>\n
  4. Majewska-Sawka A. 2012. Otrzymywanie haploid\u00f3w. W: Malepszy S. (red.) Biotechnologia ro\u015blin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, s. 87-99<\/li>\n
  5. Musia\u0142 K., Przywara L. 2001. Gynogeneza u ro\u015blin. Kosmos. Problemy Nauk Biologicznych 50 (1-2): 39-48<\/li>\n
  6. Niemirowicz-Szczytt K. 2005. Kultura pylnik\u00f3w i mikrospor. W: Malepszy S. (red.) Biotechnologia ro\u015blin. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, s. 42-53<\/li>\n<\/ol>\n

     <\/p>\n

    Na zdj\u0119ciach:<\/p>\n

      \n
    1. Androgeneza u goryczki (Gentiana triflora<\/em>): zarodek androgeniczny regeneruj\u0105cy z pylnika po 2 miesi\u0105cach kultury (a); konwersja zarodka w ro\u015blin\u0119 (b); ro\u015blina otrzymana z zarodka po 5 miesi\u0105cach kultury (c); androgeniczna ro\u015blina przesadzona do doniczki (d)<\/li>\n
    2. Gynogeneza u goryczki (Gentiana triflora<\/em>): niezap\u0142odnione zal\u0105\u017cki wewn\u0105trz zal\u0105\u017cni (a); zal\u0105\u017cki wy\u0142o\u017cone na po\u017cywce (b); zarodki gynogeniczne regeneruj\u0105ce z zal\u0105\u017ck\u00f3w (c-d); ro\u015blina otrzymana z zarodk\u00f3w gynogenicznych (e-f); gynogeniczna ro\u015blina w doniczce (g); 13 chromosom\u00f3w widocznych w kom\u00f3rce haploidalnej ro\u015bliny, podczas gdy typowa dla tego gatunku liczba chromosom\u00f3w wynosi 26 (h)<\/li>\n<\/ol>\n

       <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      W niniejszym wpisie zaprezentuj\u0119 kolejne rodzaje ro\u015blinnych kultur in vitro, tym razem nieco bardziej zaawansowane od opisywanych ostatnio. S\u0105 to kultury, w kt\u00f3rych jako eksplantaty wykorzystuje si\u0119 okre\u015blone fragmenty kwiat\u00f3w zawieraj\u0105ce m\u0119skie lub \u017ce\u0144skie gametofity, a efektem tych kultur s\u0105 ro\u015bliny haploidalne o gametycznej, czyli zredukowanej o po\u0142ow\u0119 liczbie chromosom\u00f3w.   Kultury mikrospor i pylnik\u00f3w to…<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":1183,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_kad_blocks_custom_css":"","_kad_blocks_head_custom_js":"","_kad_blocks_body_custom_js":"","_kad_blocks_footer_custom_js":"","ngg_post_thumbnail":0,"_kad_post_transparent":"","_kad_post_title":"","_kad_post_layout":"","_kad_post_sidebar_id":"","_kad_post_content_style":"","_kad_post_vertical_padding":"","_kad_post_feature":"","_kad_post_feature_position":"","_kad_post_header":false,"_kad_post_footer":false,"_kad_post_classname":"","footnotes":""},"categories":[30],"tags":[77,78,51],"class_list":["post-1178","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-laboraflorium","tag-androgeneza","tag-gynogeneza","tag-kultury-in-vitro"],"taxonomy_info":{"category":[{"value":30,"label":"LaboraFlorium"}],"post_tag":[{"value":77,"label":"androgeneza"},{"value":78,"label":"gynogeneza"},{"value":51,"label":"Kultury in vitro"}]},"featured_image_src_large":["https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/Goryczka-1024x683.jpg",1024,683,true],"author_info":{"display_name":"admin_1","author_link":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/author\/admin_1\/"},"comment_info":0,"category_info":[{"term_id":30,"name":"LaboraFlorium","slug":"laboraflorium","term_group":0,"term_taxonomy_id":30,"taxonomy":"category","description":"","parent":18,"count":12,"filter":"raw","cat_ID":30,"category_count":12,"category_description":"","cat_name":"LaboraFlorium","category_nicename":"laboraflorium","category_parent":18}],"tag_info":[{"term_id":77,"name":"androgeneza","slug":"androgeneza","term_group":0,"term_taxonomy_id":77,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":1,"filter":"raw"},{"term_id":78,"name":"gynogeneza","slug":"gynogeneza","term_group":0,"term_taxonomy_id":78,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":1,"filter":"raw"},{"term_id":51,"name":"Kultury in vitro","slug":"kultury-in-vitro","term_group":0,"term_taxonomy_id":51,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":2,"filter":"raw"}],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1178","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1178"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1178\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1183"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1178"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1178"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ogrod.pan.pl\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1178"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}