Welkom bij
Moderne landbouw
!
Weefselkweektechnieken in planten, Procedure van Weefselkweek en Weefselkweek Ontwikkeling Setup Lening.
Wat is weefselkweek? Weefselkweek is het kweken van een plant tijdens het gebruik van een stek- of ander plantenweefsel. Weefselkweek is de meest voorkomende vorm van plantenreproductie en -klonen in de kas. Weefselkweek kan worden gebruikt om planten te reproduceren die een uitzonderlijke ziekteresistentie vertonen, of een ander gewenst kenmerk. Het gekweekte weefsel kan bestaan uit een enkele cel, een populatie van cellen, en een deel van een orgel. Cellen in kweek kunnen zich vermenigvuldigen; verander grootte, formulier, gespecialiseerde activiteit vertonen; of interactie met andere cellen.
Weefselkweektechnieken worden vaak gebruikt voor het commercieel maken van planten en voor plantenonderzoek. Weefselkweek omvat het gebruik van kleine stukjes plantenweefsel, die onder steriele omstandigheden in een voedingsbodem worden gekweekt. Met behulp van de geschikte groeiomstandigheden voor elk type explantaat, planten kunnen worden aangezet om snel nieuwe scheuten te maken, en, met de toevoeging van de juiste hormonen nieuwe wortels. Deze plantjes kunnen worden verdeeld, om grote aantallen nieuwe plantjes te produceren. De nieuwe planten kunnen dan in aarde worden geplaatst en op de normale manier worden gekweekt. Weefselkweekmedia , het is een groep systemen die worden gebruikt om plantencellen te laten groeien, weefsels of organen onder steriele omstandigheden op een voedingsbodem met de bekende samenstelling. Weefselkweek van planten wordt veel gebruikt om klonen van een plant te genereren in een methode die bekend staat als microvermeerdering.
Zaadcultuur is het soort weefselkweek dat voornamelijk wordt gebruikt voor planten zoals orchideeën. Voor deze methode is explantaten worden verkregen uit een in vitro afgeleide plant en geïntroduceerd in een kunstmatige omgeving, waar ze zich kunnen vermenigvuldigen.
Embryocultuur is het type weefselkweek waarbij een embryo wordt geïsoleerd van een bekend organisme voor in vitro groei. Embryocultuur kan het gebruik van een volwassen of onvolgroeid embryo in beslag nemen. Terwijl rijpe embryo's in cultuur voornamelijk worden verkregen uit rijpe zaden, omvat het gebruik van onrijpe embryo's van hybride zaden die niet zijn ontkiemd. Daarbij, het embryo is uiteindelijk in staat om een levensvatbare plant te creëren. Voor embryocultuur, de eicel, zaad waaruit het embryo moet worden verkregen, wordt gesteriliseerd, en het embryo hoeft niet opnieuw te worden gesteriliseerd. Zout sucrose kan worden gebruikt om het embryo voedingsstoffen te geven. De embryocultuur is verrijkt met organische of anorganische verbindingen, anorganische zouten en groeiregulatoren.
Calluscultuur wordt gevormd door de proliferatie van het ouderweefsel. De cellen van een callus zijn parenchymateus, amorf en ongeorganiseerd. Over het algemeen, calluscultuur wordt gevormd als gevolg van een verwonding aan de afgesneden uiteinden van een stengel of een wortel. Een gelokaliseerd centrum van activiteit wordt vastgelegd in een callus.
Dat kan differentiatie en behoud van de architectuur mogelijk maken. De orgaancultuur verwijst naar de in vitro cultuur en het onderhoud van een uitgesneden oerorgaan of een geheel of een deel van een orgaan in de manier waarop en functie.
Androgenese is de in vitro ontwikkeling van haploïde planten afkomstig van krachtige stuifmeelkorrels door een reeks celdeling en differentiatie.
Dit is het proces waarbij een enkele of een groep cellen het groeipad initieert dat leidt tot de reproduceerbare regeneratie van monozygote embryo's die kunnen ontkiemen om volledige planten te vormen.
Levende culturen kunnen direct met een microscoop worden onderzocht, of ze kunnen worden waargenomen door middel van foto's en films die door de microscoop zijn genomen. Cellen, weefsels, en organen kunnen worden gedood, gemaakt, en gekleurd voor verder onderzoek. Na fixatie, monsters kunnen worden ingebed en in dunne secties worden gesneden om aanvullende details onder een licht- of elektronenmicroscoop te onthullen.
Cellen in plantenweefselkweek worden onderworpen aan een breed scala aan experimentele behandelingen. Bijvoorbeeld, virussen, verdovende middelen, vitamines, ziekteverwekkende micro-organismen kunnen aan de kweek worden toegevoegd. Wetenschappers observeren vervolgens de cellen, op zoek naar globale veranderingen in celgedrag voor veranderingen in specifieke moleculen, zoals veranderingen in de expressie van een bepaald eiwit.
Plantenweefselkweek heeft talrijke ontdekkingen in de biologische wetenschappen mogelijk gemaakt. Het heeft geopenbaard, basisinformatie over cellen met betrekking tot hun samenstelling en vorm; hun biochemische, genetisch, en reproductieve activiteit; en hun voeding, metabolisme, gespecialiseerde functies. Het zijn ook processen van veroudering en genezing; de effecten op cellen van fysieke, chemisch, en biologische agentia; en de verschillen tussen normale cellen en abnormale cellen, zoals kankercellen. Het werken met plantenweefselculturen heeft geholpen om infecties te herkennen, en chromosomale afwijkingen, tumoren te categoriseren, en om medicijnen en vaccins te formuleren en te testen.
Sinds de ontdekking dat bepaalde virussen in weefselkweek groeien, de techniek is gebruikt om vaccins tegen poliomyelitis te produceren, mazelen, bof, en andere infectieziekten. Celculturen hebben virale remmers geproduceerd, inclusief interferon. Hormonen worden geproduceerd uit culturen van cellen of organen. Gekweekte witte bloedcellen van twee individuen kunnen worden gebruikt om de compatibiliteit tussen potentiële donoren en ontvangers van weefseltransplantaties te bepalen.
De initiatiefase is het eerste deel van de plantenweefselkweek. Hier, het weefsel van belang wordt verkregen en gesteriliseerd om te voorkomen dat een micro-organisme het proces negatief beïnvloedt. Het is tijdens deze fase dat het weefsel in de kweek wordt geïnitieerd.
De vermenigvuldigingsfase is de tweede stap van weefselkweek waarbij het in vitro plantenmateriaal opnieuw wordt verdeeld en vervolgens in het medium wordt geïntroduceerd. Hier, het medium is samengesteld uit geschikte componenten voor groei, inclusief regulatoren en voedingsstoffen. Deze zijn verantwoordelijk voor de proliferatie van het weefsel en het ontstaan van meerdere scheuten.
Planten worden weer overgezet, in de laminaire stromingskap, op een medium dat de scheuten langwerpig maakt. Dit is het stadium waarin de stengels van de planten in de lengte groeien en op kleine plantjes beginnen te lijken.
Het is in dit stadium dat wortels worden gevormd. Hier, hormonen zijn nodig om beworteling te induceren, &bijgevolg volledige plantjes. Dit kan voorkomen bij de weefselkweek arbeid in de kas, afhankelijk van de soort. De langwerpige scheuten worden van het basisweefsel afgesneden en op media geplaatst die auxines bevatten, voor het rooten. Zodra de wortels zichtbaar zijn, de planten kunnen in de kas worden geplant. Planten die uit de laboratoriumomgeving komen, groeien bij een hoge relatieve vochtigheid en zijn erg mals. Als ze naar de kas worden gebracht, moeten ze goed worden bekeken om er zeker van te zijn dat ze goed acclimatiseren.
Voor vermeerdering door weefselkweek is een aantal laboratoriumapparatuur nodig. De verschillende apparatuur en hun functies zijn;
autoclaaf: Sterilisatie van alle glazen apparaten en kweekmedia kan worden bereikt door middel van stoom die in de autoclaaf wordt gegenereerd.
Analytische of Top Pan-balansen: Voor nauwkeurige meting van verschillende bestanddelen van kweekmedia, deze saldi zouden nodig zijn. Top pan balans wordt gebruikt voor het meten van grotere hoeveelheden, terwijl de analytische balans wordt gebruikt voor het meten van kleinere hoeveelheden.
pH-meter: Het wordt gebruikt voor het meten en aanpassen van de waterstofionenconcentratie van het kweekmedium of de oplossing. De waterstofionenconcentratie wil nauwkeurig op peil worden gehouden voor een optimale groei van planten.
Laminaire luchtstroomkasten: In deze kasten worden op explantaten ontwikkelde scheuten gescheiden van clusters en onder steriele omstandigheden overgebracht naar vers medium.
Destillatie sets: Het voor de bereiding van kweekmedia te gebruiken water moet vrij zijn van alle onzuiverheden en zouten.
Airconditioners met stabilisatoren: Handhaving van de gewenste temperatuur in de kweekruimte, inentingsruimte of kweekruimte zou mogelijk zijn met airconditioning in deze ruimtes.
Microscopen: a) Stereomicroscoop:dit zou het mogelijk maken om meristeem van klein formaat uit de scheuttoppen te ontleden door de beschermende omhulsels van bladprimordia te verwijderen.
Flessenwaseenheid: Aangezien een groot aantal flessen of vaten waarin planten zullen worden ontwikkeld, vóór gebruik herhaaldelijk moeten worden gewassen, een automatische flessenwasinstallatie zou handig zijn.
Dienbladen: Ondersteunende structuur voor kweekflessen of -vaten.
Luiken: Passeer door dozen die worden gebruikt als een toegangspoort tussen een schoon gebied en een halfschoon gebied voor het uitwisselen van materialen.
Ontledingssets: Deze zijn nodig voor het scheiden van scheuten &voorbereiding van microstekken.
Weefselkweek van planten wordt gebruikt om duizenden genetisch identieke planten te laten groeien uit één enkele ouderplant, soma-klonen genaamd. Aangezien dit micropropagatieproces duizenden nieuwe plantjes produceert, het is op grote schaal gebruikt voor het maken van commercieel belangrijke planten, waaronder voedselplanten zoals tomaat , banaan , en appel , enz. Een voorbeeld van de toepassing van microvermeerdering werd waargenomen in de orchideeënteelt, aangezien deze exponentieel steeg dankzij de toegankelijkheid van miljoenen plantjes dankzij weefselkweekmethoden. Waarom is plantenweefselkweek belangrijk? In deze cultuur, het groeimedium of de kweekoplossing is erg belangrijk omdat het wordt gebruikt voor opkomend plantenweefsel omdat het verschillende plantenvoedingsstoffen bevat in de vorm van 'gelei', bekend als agar en plantenhormonen die nodig zijn voor de groei van planten.
Reikwijdte en training van plantenweefselkweek, het wordt verwezen naar het in vitro kweken van planten, zaden en verschillende delen van de planten (organen, embryo's, weefsels, enkele cellen, en protoplasten).
Plantenweefselkweek is een van de snelst groeiende gebieden van de biotechnologie vanwege het grote potentieel om verbeterde gewassen en sierplanten te ontwikkelen. Met de vooruitgang die is geboekt in de weefselkweek, technologie, het is nu waarschijnlijk om soorten van elke plant in het laboratorium te regenereren. Om het doel te krijgen van het creëren van een nieuwe plant of een plant met gewenste eigenschappen, weefselkweek gaat vaak gepaard met recombinant-DNA-technologie. De technieken van plantenweefselkweek hebben grotendeels bijgedragen aan de groene revolutie door de gewasopbrengst en -kwaliteit te verbeteren. De informatie verkregen uit plantenweefselculturen heeft bijgedragen aan ons begrip van metabolisme, groei, differentiatie en morfogenese van plantencellen. Door het brede scala aan toepassingen, plantenweefselkweek trekt de aandacht van moleculair biologen, plantenveredelaars en industriëlen. Wie introduceerde plantenweefselkweek? In de 19de eeuw, het idee om te experimenteren met weefsel en organen van planten onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden was geboren. In 1902 werd voor het eerst een Duitse fysioloog, Gottlieb Haberlandt, ontwikkelde de theorie van in vitro celcultuur.
In lijn met de technologie en doelstelling van weefselkweekvermeerdering, hieronder kunnen ook verschillende voorzieningen nodig zijn;
Land: Er moet een laboratorium worden opgericht, moeder plant eenheid, serre &kantoor. Er kan ruimte nodig zijn voor het installeren van een buisput of gegraven put en het parkeren van voertuigen.
Moederplanten: Moederplanten zouden een bron van weefsels zijn. Hun prestaties moeten vóór gebruik worden getest, als bron van explantaten. In geval van samenwerking met gerenommeerde laboratoria, explantaten van het testen van moederplanten kunnen gratis beschikbaar zijn. Anders, verzameling, onderhoud en testen van superieure moederplanten zou noodzakelijk zijn.
Laboratorium: Een weefselkweeklaboratorium bestaat normaal gesproken uit een mediabereidingsruimte, media opslagruimte, inentingsruimte, cultuur overdracht kamer, wasplaats, enz. De plattegrond moet zo zijn ontworpen dat maximale efficiëntie wordt bevorderd. Het ontwerp moet het handhaven van een optimale temperatuur vergemakkelijken, vochtigheid, verlichting &ventilatie. Een correct ontwerp van een laboratorium zal niet alleen verontreiniging verminderen, maar ook een hoge efficiëntie in werkprestaties bereiken. Goed geplande en ontworpen laboratoria kunnen zowel de operationele als de energiekosten verlagen.
Kas in weefselkweek: Bij weefselkweekvermeerdering, Voor het opkweken en onderhouden van moederplanten kan een kas nodig zijn zodat met name bij sierplanten de groei van voor weefselkweek geschikte organen maximaal is en om de plantjes in een natuurlijke omgeving regelmatig af te harden. De kas zal de controle over lichtintensiteit en vochtigheid mogelijk maken, wat essentieel is voor het uitharden van planten.
Elektriciteit: Zoals uit de voorgaande paragrafen zou blijken, geen weefselkweeklaboratorium kan functioneren zonder elektriciteit. Elektriciteit is essentieel om de groeiende weefsels en scheuten van de vereiste lichtintensiteit te voorzien terwijl ze zich in het laboratorium bevinden, om verschillende apparatuur en faciliteiten te bedienen, waaronder airconditioning.
Water: Water voor het kweken van moederplanten, verharding van plantjes, kantine, Toiletten, enz. Gedestilleerd water is vereist voor de bereiding van kweekmedia en reagentia.
Grondstoffen: Grondstoffen die nodig zijn voor het weefselkweekproject, behalve explantatie, zijn verschillende bestanddelen van cultuurmedia.
Geschoolde mankracht: Plantaardige weefselkweek is een zeer vakkundige operatie. Het zou, daarom, noodzakelijk zijn dat laboratorium- en kasmedewerkers goed gekwalificeerd en ervaren zijn in de technologie. Hun opleiding in gerenommeerde commerciële laboratoria zou nuttig zijn.
Welke planten worden door weefselkweek gekweekt? De nieuwe planten kunnen dan in aarde worden geplaatst en op de normale manier worden gekweekt. Veel soorten planten zijn geschikt voor gebruik in de klas. Bloemkool , rozen stekken, Afrikaanse viooltjesbladeren en anjerstengels zullen allemaal gemakkelijk klonen produceren door middel van weefselkweek.
Een halfvast medium wordt bereid in dubbel gedestilleerd water dat macro-elementen bevat, micro-elementen, aminozuren, vitamines, ijzerbron, koolstofbron zoals sucrose en fytohormonen. Het medium wordt verwarmd om de agar op te lossen en 25 ml tot 50 ml wordt in elke fles met wijde opening gedoseerd. De vaten die kweekmedia bevatten, worden vervolgens afgesloten en gesteriliseerd door middel van autoclaveren.
Het uitgangsmateriaal voor de procedure is in het algemeen een actief groeiende scheuttop of hulp- of eindknop of scheuttop van een plant. De procedure van plantenweefselkweek gaat uit van de selectie van moederplanten met de gewenste eigenschappen.
Ex-plant wordt indien mogelijk het meristeemweefsel van de geselecteerde moederplant geïsoleerd. Het uitgesneden weefsel/explantaat wordt gewassen met water en vervolgens gespoeld met een ontsmettingsmiddel zoals savlon of Dettol-oplossing, gevolgd door wassen met steriel water. Het weefsel wordt vervolgens gedurende tien minuten in 10% bleekwateroplossing gedompeld om het plantenweefselmateriaal te desinfecteren, het doden van de meeste schimmel- en bacteriële organismen. Sterilisatieprocedure van explantaten hangt af van de plantensoort en soorten explantaten
Het inentingsproces wordt uitgevoerd onder aseptische omstandigheden. In deze procedure worden explantaten of microscheuten overgebracht op het gesteriliseerde voedingsmedium.
Na de inoculatie van het plantenweefsel, de flessen worden verzegeld en overgebracht naar de kweekruimte om een ontwikkelingsproces op gang te brengen onder diffuus licht bij 23 tot 27°C en 50 tot 60% relatieve vochtigheid. Licht- en temperatuurvereisten variëren van soort tot soort en soms tijdens de verschillende stadia van ontwikkelingen.
De kweken worden dagelijks geobserveerd op groei en eventuele tekenen van infectie of contaminatie. culturen, die geen uitstekende groei vertonen of geïnfecteerd zijn, worden weggegooid. De gezonde culturen ontwikkelen zich tot kleine scheutknoppen. Deze worden na vier weken op het verse medium verder gekweekt. Het aantal benodigde subculturen is specifiek voor de plantensoort, die zijn gestandaardiseerd. De scheuten ontwikkelen zich over het algemeen na vier weken. Nadat in elke container een voldoende aantal scheuten is ontwikkeld, tot een minimale hoogte van 2 cm worden ze overgebracht naar een ander medium om de wortelprocedure te starten. Het bestanddeel van de bewortelingsstandaard voor elke plantensoort is specifiek. Wortels worden over het algemeen binnen twee tot vier weken gevormd. Planten in dit stadium zijn delicaat en vereisen een zorgvuldige behandeling.
Vanwege de zeer hoge luchtvochtigheid in het kweekvat en kunstmatige ontwikkelingsomstandigheden, de plantjes zijn mals en zijn daarom niet klaar om de veldomstandigheden aan te kunnen. De planten die uit het steriele medium worden verwijderd, worden gewassen en onder intermitterende nevel gehouden of bedekt met schoon transparant plastic. Na 10 tot 15 dagen onder hoge vochtigheid, de planten worden overgebracht naar de kas en nog eens 4 tot 6 weken gehouden. Ze zijn dan compleet om te worden overgebracht naar een nieuw huis of het veld. Normaal gesproken, de plantenweefselkweekplanten worden ofwel als ex-agarplant ofwel als verharde plant uit de kas verkocht.
De delen van de plant die voor het kweken worden gebruikt, worden explantaten genoemd. De explantaten worden in vitro gekweekt op een voedingsbodem die aan de voedingsbehoeften voldoet. Het voedingsmedium moet het volgende geven:-
De kweekmedia dienen ook als een medium voor het leveren van plantengroeiregulatoren voor de problemen die hun morfogenese tot stand brengen volgens de vereisten. De weefsels van de explantaten verliezen eerst hun specificiteit en vormen een harde bruine knobbel die callus wordt genoemd. De callus splitst zich vervolgens om een plantorgaan of een geheel nieuwe plant te vergroten, afhankelijk van de hoeveelheid en samenstelling van de geleverde fytohormonen. De hele procedure vereist te allen tijde strikte aseptische omstandigheden, aangezien een enkele besmetting een hele partij planten kan verwoesten. Waarom wordt weefselkweek in vitro microvermeerdering genoemd? Weefselkweek is een vermeerderingsmethode die wordt gebruikt om planten onder steriele omstandigheden te genereren. Het wordt in vitro micropropagatie genoemd, omdat, de explantaten worden op medium gekweekt en de genetische bronnen worden bewaard in de vorm van. Microvermeerderde planten zijn vrij van virussen en vertonen een verhoogde productiviteit en opbrengst.
Massale vermenigvuldiging van elite-klonen: Microvermeerdering maakt het mogelijk om grote aantallen planten te creëren uit kleine stukjes van de moederplant. De productie vereist matig korte tijdsperioden om planten te laten groeien. Afhankelijk van de soort die wordt geproduceerd, een ex-plant kan in minder dan een jaar worden vermenigvuldigd tot enkele duizenden planten.
Plantverbetering door weefselkweek: Creation of superior varieties of agricultural crops is possible through plant tissue culture method, which otherwise is not possible during conventional plant breeding methods.
True to Type production: a Large number of true to the type plants can be propagated within a short time and space and that too throughout the year. Bijvoorbeeld, it may be possible to propagate 2 to 4 lakhs of tissue cultured plants from a single bush or rose against 10 to 15 plants by conventional means. Ook, it may take about 2 to 4 months to produce a healthy planting material by tissue culture means, whereas a minimum of 6 to 8 months is required for most species by the latest method of plant propagation.
Higher yields: Tissue Culture Plants may have increased branching &flowering, greater vigor and higher yield, mostly due to the possibility of elimination of diseases.
Beneficial when conventional propagation is difficult: The process may succeed to propagate plants where seeds or conventional propagation is not possible or undesirable.
Flexible method: The flexibility of nurseries can be better. As the capital investment on the mother plant is reduced to almost zero, it can be easier to adapt to changing conditions.
The innovation of new varieties: Plant tissue culture can be utilized for breeding new varieties.
The tissue-culture export-oriented developments are eligible for refinance support by NABARD. Banks can provide loans for the activity provided the scheme is technically feasible &financially viable.
A bank loan of 75 to 80 % of the total cost of development shall be available from the financing institution. Bank loan considered in the model is 75%.
Banks are free to choose the rate of interest within the overall RBI guidelines issued from time to time. Echter, the final lending rate has been considered as 12% for working out the bankability of the model project.
