Τ.Ε.Ι. Ηπείρου Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας Τμήμα Φυτικής Παραγωγής ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο. Εισαγωγικές Έννοιες. Δούμα Δήμητρα Άρτα, 2013

Transcript

1 Τ.Ε.Ι. Ηπείρου Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας Τμήμα Φυτικής Παραγωγής ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ IN VITRO ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο Εισαγωγικές Έννοιες Δούμα Δήμητρα Άρτα, 2013

2 Καλλιέργεια in vitro (= μέσα σε γυαλί): η καλλιέργεια σε ασηπτικές συνθήκες ενός τμήματος φυτού σε γυάλινα δοχεία που περιέχουν θρεπτικό διάλυμα κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες φωτισμού και θερμοκρασίας. Ιστοκαλλιέργεια: Α) Καλλιέργεια φυτικών ιστών δηλ. ομάδας διαφοροποιημένων και ομοιόμορφων κυττάρων (στενή έννοια). Β) Καλλιέργεια οποιουδήποτε τμήματος φυτού (ευρεία έννοια).

3

4 Γενικά ερωτήματα Τι είναι η καλλιέργεια in vitro Σε ποια πεδία της Γεωπονικής επιστήμης βρίσκει εφαρμογή; Ποια τμήματα φυτών χρησιμοποιούνται για καλλιέργεια; Πώς είναι ένα οργανωμένο εργαστήριο ιστοκαλλιέργειας; Πώς επιλέγονται οι τεχνικές που θα εφαρμοστούν και ο εξοπλισμός; Ποιά προβλήματα θα συναντήσουμε και πώς θα λυθούν;

5 Χρησιμοποιείται: Καλλιέργεια in vitro (= μέσα σε γυαλί): 1. Στη γεωργία 2. Στη γενετική 3. Στη βελτίωση 4. Στη φυσιολογία

6 1. Στη γεωργίακαλλιέργεια in vitro (= μέσα σε γυαλί): Για : α) εξασφάλιση εγγυημένου πολλαπλασιαστικού υλικού, β) βλάστηση σπόρων που φυτρώνουν δύσκολα και γ) ριζοβολία δύσκολων μοσχευμάτων. 2. Στη γενετική Για : α) τροποποίηση γενετικών πληροφοριών, β) μελέτη του τρόπου σχηματισμού DNA ή RNA από ιούς και γ) μελέτη της δράσης γονιδίων σε απλή δόση.

7 3. Στη βελτίωση Καλλιέργεια in vitro Για : (= μέσα σε γυαλί): α) δημιουργία παραλλακτικότητας για την χρησιμοποίηση σε βελτιωτικά προγράμματα, β) Σχηματισμός υβριδίων κυττάρων απομακρυσμένων ειδών, γ) βελτίωση των φυτών ως προς την αντοχή στους νηματώδεις ή σε ασθένειες και δ) δημιουργία ισογονικών γραμμών. 4. Στη φυσιολογία Για : α) μελέτη της επίδρασης στα φυτά της έλλειψης ή της περίσσειας ορισμένων στοιχείων στο υπόστρωμα,, β) μελέτη της αλληλεπίδρασης φυτικών κυττάρων και χημικών προϊόντων παθογόνων οργανισμών και γ) μελέτη του τρόπου προσβολής ριζών από παθογόνους ή μη οργανισμούς.

8 Νέα Ολοκληρωμένα Φυτά λαμβάνονται με: 1) Μη τυχαία αναγέννηση (προϋπάρχοντες βλαστικοί οφθαλμοί υποχρεώνονται να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιαστούν). 2) Μορφογένεση (οργανογένεση δηλ. σχηματισμός οργάνων «βλαστούς, φύλλα, άνθη» από μη οργανωμένους ιστούς κύτταρα). 3) Σχηματισμό σωματικών εμβρύων. *Τανέαφυτάείναιγενετικάόμοιαμετομητρικό Τα νέα φυτά είναι γενετικά όμοια με το μητρικό. *Παρόλα αυτά είναι δυνατόν να συμβούν μεταλλάξεις (σωμακλωνικές μεταλλάξεις) λόγω της επίδρασης εξωτερικών παραγόντων (θρεπτικά στοιχεία, ορμόνες κλπ.).

9 ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΣΤΙΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΣ IN VITRO Ηιστοκαλλιέργεια σε συνθήκες in vitro ολοκληρώνεται σε 4 φάσεις: o Φάση εγκατάστασης εκφύτων in vitro. o Φάση βλαστικού πολλαπλασιασμού. o Φάση ριζογένεσης. o Φάση προσαρμογής στο περιβάλλον.

10

11 In vitro ορχιδέες

12 1 η Φάση: εγκατάσταση φυτικών ιστών in vitro o Παραλαβή φυτικού ιστού. o Αποστείρωση εκφύτου. o Τοποθέτηση σε κατάλληλο δοχείο και υπόστρωμα κάτω από ασηπτικές συνθήκες. o Τοποθέτηση δοχείων στο θάλαμο καλλιέργειας.

13 2 η Φάση: βλαστικός πολλαπλασιασμός o Έναρξη σχηματισμού βλαστών (12 εβδομάδες). o Σχηματισμός10 30 βλαστών (4 8 εβδομάδες). o Απομόνωση βλαστών σε νέο υπόστρωμα. o Παραγωγή νέων βλαστών (4 8 εβδομάδες). o Ολοκλήρωση παραγωγής βλαστών.

14 3 η Φάση: ριζογένεση o Τοποθέτηση βλαστών σε νέα δοχεία με θρεπτικό διάλυμα πλούσιο σε αυξίνες. o Σχηματισμός ριζιδίων (3 εβδομάδες). o Παραγωγή φυταρίων.

15 4 η Φάση: προσαρμογή στις φυσικές συνθήκες o Σταδιακή προσαρμογή φυταρίων (συνολικά ά μέρες). o Μεταφύτευση φυταρίων σε γλαστράκια και τοποθέτηση για μέρες σε θάλαμο υδρονέφωσης ή κατάλληλο θερμοκήπιο. o Μείωση υγρασίας προοδευτικά. o Μεταφύτευση στο φυτώριο.

16 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ IN VITRO: α) απαιτείται μικρός χώρος για μεγάλο αριθμό φυτών. β) η ταχύτητα πολλαπλασιασμού είναι μεγαλύτερη. γ) έχουμε λιγότερες απώλειες λόγω προσβολών από βακτήρια ή μύκητες. δ) παράγονται πιστοποιημένα (ελεύθερα ιώσεων) φυτά σε μεγάλους αριθμούς. ε) ο ρυθμός πολλαπλασιασμού είναι μεγαλύτερος απ ότι στον συμβατικό πολλαπλασιασμό. στ) παράγουμε κλώνους από πολλά φυτά. ζ) η αναπαραγωγή συνεχίζετε καθ όλη τηδιάρκεια δά του έτους. η) το υλικό διατηρείται για μεγάλο χρονικό διάστημα. θ) ) απαιτείται μικρότερος ρ ςχώρος σε θερμοκήπιο. ι) τα φυτά δεν χρειάζονται προσοχή μεταξύ διαδοχικών καλλιεργειών (μείωση εργασίας). κ) αποφεύγονται ορισμένες τεχνικές καλλιέργειας.

17 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ IN VITRO: α) απαιτείται εκπαίδευση. β) απαιτείται ακριβή υλικοτεχνική υποδομή. γ) απαιτούνται ειδικές μέθοδοι ανά είδος. δ) το κόστος είναι σχετικά υψηλό λόγω εργασίας. ε) τα αρχικά φυτάρια είναι λίγα. στ) τα αρχικά φυτάρια δεν είναι αυτότροφα. ζ) τα αρχικά φυτάρια πρέπει να σκληραγωγηθούν. η) αυξημένος κίνδυνος παραγωγής φυτών που διαφέρουν γενετικά από το μητρικό.