Welkom bij
Moderne landbouw
!
De techniek van het onderhouden en groeien van plantencellen, weefsels, en andere plantendelen onder steriele omstandigheden in een voedingsbodem heet ‘weefselkweek’ bij planten. Deze techniek of weefselkweek wordt gebruikt voor vermeerdering. Daarom, deze methode wordt ook wel microvermeerdering genoemd. Door het gebruik van deze methode, een kloon van een plant wordt geproduceerd onder een gecontroleerde omgeving en vervolgens vermeerderd naar de externe omgeving. Het deel van de plant dat gebruikt wordt voor weefselkweek heet an 'explanteren' . Deze cultuur werd voor het eerst vastgesteld door Gottlieb Haberlandt in het jaar 1902. Het vermogen van een plantencel om te regenereren tot een hele plant wordt biologisch genoemd als ‘cellulaire totipotentie’. De explantaten worden gekweekt in containers met een medium dat rijk is aan voedingsstoffen. Alle materialen die verband houden met de weefselkweek worden voor gebruik gesteriliseerd om infecties en weefselrot te voorkomen. Er zijn verschillende soorten weefselkweek in planten zoals Callus Culture, Orgelcultuur, Eencellige cultuur, Suspensiecultuur, embryocultuur, helmknop cultuur, Pollen Cultuur, somatische embryogenese, Protoplastcultuur, Shoot tip en Meristeem Culture en Explant Culture. De drie belangrijkste aspecten van de omgeving die nodig zijn voor weefselkweek zijn de voedingsbodem (de mix van zouten, vitamines, voedingsstoffen, en andere groeistimulatoren), de aseptische omstandigheden (sterilisatie), en de beluchting van het weefsel (inclusief het roeren van medium). De weefselkweek in planten zal naar verwachting vier fasen doorlopen voordat deze daadwerkelijk wordt vermeerderd naar de externe omgeving. De fasen zijn:
Stadium 1 of de startfase:Het te kweken explantaat wordt gesteriliseerd om de ontwikkeling van micro-organismen te voorkomen die het proces negatief kunnen beïnvloeden.
Fase 2 of de vermenigvuldigingsfase:in deze fase, het explantaat wordt opnieuw verdeeld en in het medium ingebracht. Hier prolifereert het weefsel en produceert nieuwe scheuten.
Stadium 3 of de wortelvorming:Hormonen worden gebruikt om beworteling te induceren en de explantaten worden voorbereid om te worden overgebracht naar de reguliere groeimedia.
Fase 4 of de vestigingsfase:De propagules worden uiteindelijk verplaatst naar de externe bodemgesteldheid.
Lees dit:Informatie over bananenweefselkweek.
Planten die met succes zijn gekweekt met behulp van weefselkweektechniek zijn Banaan, Ananas, Afb, Parval, Tindora, Citroen, Gember, Zoete aardappel, Suikerstok, Tomaat, Aardappel, Kool, Papaja, Mango, Guave, Aardbei, Kurkuma, Jatropha, eucalyptus, Teak, Orchideeën, Bamboe, enzovoort.
Als er thuis weefselkweek wordt beoefend, dan zijn er enkele beschikbare materialen die nuttig kunnen zijn.
Het medium voor weefselkweekplanten bestaat uit macronutriënten, micronutriënten, vitamines, groeiregulatoren, en koolhydraten of sucrose. Deze elementen zijn gebruikelijk voor de meeste planten en zijn ontworpen door Murashige en Skoog. Sommige speciale groepen planten, zoals coniferen, hebben mogelijk extra voedingsstoffen nodig. De algemene bestanddelen van de media zijn:
Voorbereiding van de media voor weefselkweekplanten:
Het is een zeer moeilijke taak om elk bestanddeel te wegen voor het bereiden van het medium voor elk plantenweefsel. Dus, gemakshalve wordt de voorraad van het medium bereid en bewaard in de koelkast en regelmatig gecontroleerd op verontreiniging of neerslag. De gebruikelijke media die voor weefselkweek worden gebruikt, zijn gemakkelijk op de markt verkrijgbaar met een specificatie voor elk.
Een voorbeeld van het proces voor het mengen van media wordt hier beschreven:
1-liter container is gevuld met drie kopjes water.
2,2 g of een half pakje MS medium met 2 eetlepels suiker wordt toegevoegd en goed gemengd.
Aan deze oplossing wordt 1 ml BAP (benzyladenine) en 1 ml PPM (plantenconserveringsmiddelmengsel) toegevoegd.
Water wordt toegevoegd om 1 liter van het mengsel te maken. De pH van de oplossing moet tussen 5 en 6 of 5,6 tot 5,8 liggen. Als de PH zuur is, voeg een kleine hoeveelheid baking soda toe en meng goed. Anders, als de PH basisch is, voeg dan een paar druppels azijn toe en meng goed.
Doseer de media in de babypot zodra de vereiste pH is bereikt. Elke pot kan 25 ml van de oplossing bevatten.
Het geleermiddel agar 30 ml of 50 ml wordt toegevoegd aan de 25 ml oplossing.
De potten worden afgesloten en onder hitteomstandigheden geplaatst, zoals in een magnetron, snelkookpan, enz. voor sterilisatie.
De media die voor het kweken van planten worden gebruikt, worden in een glazen houder genomen en worden afgesloten met ofwel katoenen of plastic sluitingen en worden gesteriliseerd volgens de methode door 30 min te autoclaveren bij 15 pond per vierkante eenheidsdruk. de vitamines, aminozuren, hormonen, en andere plantenextracten worden vernietigd tijdens het autoclaveren, daarom wordt de oplossing van deze verbindingen gesteriliseerd door het gebruik van Millipore-filterpapier met een poriegrootte van 0,2 micrometer. Wanneer oude bomen of planten worden geselecteerd voor weefselkweek, is sterilisatie van het explantaat een serieus probleem vanwege besmetting. Sporen in de planten worden verwijderd door insecticiden en pesticiden te gebruiken en de scheuten af te dekken met dunne, transparante filmzakken voordat u het explantaat verzamelt. Het oppervlak heeft microbiële besmetting, dus het wordt grondig gesteriliseerd voordat het in het voedingsmedium wordt geplant. Hypochloriet, ethyl, en isopropylalcohol worden gebruikt als oppervlaktesteriliserende oplossingen voor plantenweefsels. De explantaten worden eerst 20 tot 20 minuten gewassen in gedestilleerd water of warm water om de stofdeeltjes te verwijderen, daarna met een afwasmiddel, en tenslotte met 0,1% HgCl2- en NaCl-oplossingen gedurende vijf minuten. De explantaten worden opnieuw gewassen met gesteriliseerd gedestilleerd water om de steriele knoopsegmenten uit de explantaten te verwijderen. Het gebruik van een steriele pincet om het weefsel of explantaat te hanteren is een must.
Voor weefselkweek in planten als een vloeibaar medium wordt gebruikt, dan bestaat het risico van weefselonderdompeling en gebrek aan zuurstoftoevoer, wat kan leiden tot de dood van het weefsel. Om dit probleem op te lossen wordt een geleermiddel gebruikt. Geleermiddelen moeten een eigenschap hebben die zeer essentieel is voor weefselkweek, namelijk dat het middel bij verhitting een vloeistof moet vormen, worden halfvast wanneer ze worden afgekoeld en zijn bestand tegen sterilisatie. De meest gebruikte geleermiddelen zijn Agar, agarose, en Gelriet. Andere beschikbare geleermiddelen zijn Gellangom, alginezuur, en Gelcarine. De gel wordt voornamelijk gebruikt om de media te verstevigen; daarom wordt het in poedervorm toegevoegd en zodanig verwarmd dat het de kooktemperatuur bereikt. Terwijl de media afkoelt, het vormt de gel. Deze gel is een gedeeltelijk vast oppervlak om het explantaat te verankeren tegen onderdompeling, maar zacht genoeg om explantaten te helpen voedingsstoffen te absorberen. De mediamengsels zijn gemakkelijk op de markt verkrijgbaar met het geleermiddel en de hormonen eraan toegevoegd. Bijvoorbeeld, voor de MS-media, 1 liter van de oplossing heeft 4,33 g van de kant-en-klare mix nodig, maar als er ook een geleermiddel aanwezig is, zoals agar, dan heeft 1 liter van de oplossing 9-12 g van het mengsel nodig.
Omdat het explantaat zich in het medium vestigt, het moet worden gekweekt onder goede en matige lichtomstandigheden. De fotoperiode moet lang zijn. De temperatuur moet stabiel zijn rond de 25 graden Celsius, maar kan variëren tussen 22 – 28 graden Celsius. Wanneer het weefsel of explantaat stopt met groeien, is het tijd om ze te vervangen of te verdelen om subculturen te vormen. Hiervoor worden de benodigde steriele werkruimte en media voorbereid. Om het weefsel te vervangen, hoeft u het alleen maar uit de pot te trekken en in de nieuwe pot met het medium te plaatsen. Maar als het weefsel moet worden verdeeld, wordt het steriele werkgebied ingesteld om het weefsel in stukken te snijden en in potten te plaatsen. De instrumenten die voor het snijden worden gebruikt, moeten voor gebruik worden gesteriliseerd.
Dit is het stadium in weefselkweek waar de scheuten of de aangegroeide plantjes worden gestimuleerd voor wortelgroei en verharding. Het wordt ook gedaan in de interne omgeving, zoals een reageerbuis. Na het micropropagatieproces, wortelgroei is een essentiële vereiste en gebeurt niet in de vroege stadia. De plantjes worden in een medium geplaatst dat de groei en wortelinitiatie stimuleert, zoals auxine.
Verharding bereidt de plant voor op de natuurlijke omgeving. Omdat de plantjes in een geconditioneerde zone worden gekweekt, hebben ze tijd nodig om zich aan te passen aan de externe omgeving. De planten worden vatbaar voor ziekten wanneer ze uit de in vitro worden gehaald. Het verharden van plantjes omvat het langzaam spenen van constante, stabiele hoge luchtvochtigheid, weinig licht, en warme omgevingsniveaus tot variabel en onstabiel licht, vochtigheid, en temperatuurniveaus. De externe omgeving wordt ook op een hoge luchtvochtigheid gehouden door nevelwater te geven of door plastic afdekkingen met een gat over de planten te plaatsen.
Om de planten over te brengen naar de externe natuurlijke omgeving, het is zeer belangrijk dat de weefselkweekmedia van de wortels worden verwijderd. Hiervoor worden de plantjes onder stromend warm water geplaatst, zodat de kracht van het water de media grondig van de wortels reinigt. Als dit niet wordt gedaan, dan bestaat het risico dat schimmels (schimmels) zich gaan voeden met de media en de planten vernietigen. De behandeling van planten moet dezelfde zijn als die welke ze in vitro werden behandeld. Het deksel van plastic zakken over de planten moet een week blijven totdat de planten zich aanpassen aan de natuurlijke omgeving. De planten moeten uit de buurt van direct zonlicht worden gehouden en als ze eenmaal zijn uitgehard, ze kunnen worden behandeld als elke andere in de grond gekweekte plant.
Toekomst van weefselkweekplanten:
Met behulp van biotechnologie kan de landbouwsector verduurzamen met een lage energie-input en hoogwaardige opbrengsten. De techniek van weefselkweek in planten kan planten van superieure kwaliteit produceren, maar hun potentieel is in veel ontwikkelingslanden niet benut. De prestatie-index van weefselkweekplanten is hoog in vergelijking met conventioneel vermeerderde planten. De markt voor een verbeterde variëteit aan planten kan traag zijn als de vermenigvuldigingssnelheid laag is. Weefselkweek kan dit proces helpen versnellen door snellere vermeerdering. Het gebruik van chemicaliën wordt ook verminderd omdat de planten worden gekweekt in een ziekteresistente omgeving. Het belang van weefselkweek in planten moet worden erkend en geïmplementeerd voor een grotere landbouwproductie en ook voor het genereren van werkgelegenheid op het platteland in ontwikkelingslanden.
Mocht je hierin geïnteresseerd zijn:How To Grow Organic Sla.
