Nhân giống mô phân sinh vẫn là một kiểu nhân giống thực vật khá mới. Nhưng nó đã được sử dụng rộng rãi. Một mặt, vì một số cây chỉ có thể được nhân giống theo cách này mà không có vi rút và vi khuẩn. Mặt khác, bởi vì phương pháp này cho phép trồng nhiều cây non giống hệt nhau về mặt di truyền từ một cây mẹ. Tuy nhiên, bản thân quy trình này rất khó thực hiện do yêu cầu về thiết bị, biện pháp phòng ngừa và kiến thức. Tuy nhiên, nếu bạn kiên nhẫn và sẵn sàng thử nghiệm một chút, bạn vẫn có thể đạt được thành công đáng kinh ngạc.
Định nghĩa
Nhân giống mô phân sinh hay còn gọi là nhân giống trong ống nghiệm. “In-vitro” có nghĩa là “trong ly” trong tiếng Latin. Điều chúng tôi muốn nói ở đây là sự nhân giống trong đĩa petri hoặc ống nghiệm. Điều này có thể gây ngạc nhiên cho những người làm vườn có sở thích trước đây đã từng làm việc với hạt giống, cành giâm và rễ phân chia. Trên thực tế, sự tăng sinh mô phân sinh đã được thực hiện trên quy mô lớn. Thực vật sinh sản từ các nhóm tế bào riêng lẻ và trong điều kiện vô trùng.
Các tế bào được lấy ra khỏi cây, đặt vào môi trường dinh dưỡng và được xử lý bằng chất dinh dưỡng và phytohormone cho đến khi hình thành rễ và chồi. Sau đó chúng được đặt vào chất nền và canh tác theo yêu cầu của loại cây tương ứng. Nói một cách đại khái và đơn giản đi rất nhiều, đó là một kiểu nhân giống cắt ở quy mô vi mô và trong điều kiện vô trùng.
Ưu điểm
Như đã đề cập ở phần đầu, sự tăng sinh mô phân sinh mang lại hai lợi thế mang tính quyết định. Trên hết, lợi ích kinh tế khó có thể bỏ qua: từ một cây mẹ có thể sinh ra nhiều con hơn đáng kể so với từ cành giâm hoặc hạt. Cuối cùng, chỉ cần một số tế bào làm nguyên liệu ban đầu cho cây con. Ngoài ra, một số loại cây khó có thể được nhân giống theo bất kỳ cách nào khác. Nguyên nhân có thể là do việc phân chia, tạo cành hoặc gieo hạt cực kỳ phức tạp và mất nhiều thời gian.
Ngoài ra, vi khuẩn, nấm và vi rút cũng như các chất phytopatogen khác khiến một số cây khó nhân giống bằng phương pháp giâm cành và nuôi cấy. Vì lý do này, ví dụ như dâu tây, quả mâm xôi và kiwi hiện nay chủ yếu được tạo ra thông qua sự tăng sinh mô phân sinh. Cây non thu được theo cách này không có mầm bệnh vì chúng được trồng trong điều kiện vô trùng. Nguy cơ con cái bị bệnh cũng giảm đi.
Mersem
Vật liệu ban đầu cho sự tăng sinh mô phân sinh là mô phân sinh. Đây là mô hình thành của cây. Loại mô này vẫn chưa được phân biệt. Do đó, chúng có thể phát triển thành rễ, quả hoặc lá và ít nhất về mặt lý thuyết là có thể phân chia vô thời hạn. Điều kiện tốt nhất để sinh sản và tạo ra nhiều cây trồng từ một lượng nhỏ tế bào.
Những tế bào gốc thực vật này nằm ở phần cuối của ngọn rễ và ngọn chồi. Chúng cũng có thành tế bào mỏng với hàm lượng cellulose rất thấp. Chúng khác với các tế bào xung quanh chính xác ở thành tế bào. Tất nhiên, điều này chỉ có thể nhìn thấy được dưới kính hiển vi.
Điều kiện vô trùng
Các đầu chồi phía trên thường đặc biệt thích hợp làm mô phân sinh để nhân giống trong ống nghiệm, vì chúng thường vẫn không có vi rút ngay cả khi có bệnh do vi rút. Để đảm bảo rằng mầm bệnh sau đó không thể lây lan sang tế bào hoặc các bộ phận của cây, điều kiện vô trùng là cần thiết cho quá trình nhân giống mô phân sinh. Do đó, các thùng trồng trọt phải được vô trùng và có khóa. Đĩa Petri có nắp đã được chứng minh là hữu ích cho giai đoạn đầu. Sau đó, kính cao hơn được sử dụng. Trong quá trình thực hiện chuyên nghiệp quá trình tăng sinh mô phân sinh, một bầu không khí đặc biệt được tạo ra và được điều chỉnh liên tục. Điều này đòi hỏi, cùng với những thứ khác, một bàn làm việc vô trùng hoặc bàn làm việc an toàn.
Khử trùng
Bàn làm việc và bình vô trùng là cần thiết cho quá trình nhân giống mô phân sinh, nhưng chỉ riêng nó thì chưa đủ. Vi trùng có thể được giới thiệu với các tế bào mô phân sinh. Việc những thứ này đã có sẵn trên cây hay được thêm vào môi trường dinh dưỡng trên đường từ cây đi không quan trọng. Ngược lại, vi khuẩn, nấm và vi rút có thể làm giảm đáng kể tỷ lệ thành công. Vì vậy cần phải khử trùng bổ sung các cụm tế bào sau khi lấy ra khỏi cây để diệt vi khuẩn và bào tử nấm.
Theo nhiều nguồn khác nhau, ba phương tiện sau được sử dụng cho việc này:
- Natri hypoclorit
- Hydrogen peroxide
- Thủy ngân II clorua
Sodium hypochlorite và hydrogen peroxide đều có sẵn tại hiệu thuốc. Việc sử dụng clorua thủy ngân II để khử trùng cây trồng và hạt giống bị cấm, ít nhất là ở khu vực tư nhân. Tuy nhiên, nồng độ của các chất có sẵn cũng phải hết sức chú ý.
Natri hypochlorite để khử trùng
Trong nhân giống mô phân sinh chuyên nghiệp, natri hypochlorite được sử dụng để khử trùng các cụm tế bào. Chất hóa học này còn được gọi là chất tẩy clo và thường được gọi là “clo hoạt tính” trong các sản phẩm tẩy rửa. Do đó, không nên sử dụng tác nhân gây hại nguyên chất trên tế bào thực vật.
Ở đây thường có nồng độ từ 5 đến 25 phần trăm với thời gian phơi sáng từ 5 đến 30 phút. Do đó, natri hypoclorit chỉ nên được sử dụng ở độ pha loãng thích hợp. Sau khi khử trùng, tế bào cũng được rửa nhiều lần bằng nước cất và nước vô trùng.
Hydrogen peroxide
Để rửa cây và tế bào thực vật, một số nguồn đề xuất dung dịch có 0,15 mỗi mililít hoặc 0,015 phần trăm hydro peroxide. Đối với mục đích gia đình, dung dịch hydro peroxide 3% có sẵn ở các hiệu thuốc. Để điều chỉnh điều này với hàm lượng hydrogen peroxide 0,015 phần trăm, cần phải tính toán sau: Phần trăm của dung dịch ban đầu - phần trăm mong muốn của dung dịch khử trùng=chênh lệch và do đó hàm lượng nước trong tỷ lệ trộn
Với giải pháp 3 phần trăm phép tính là: 3 – 0,015=2,985
Điều này có nghĩa là 0,015 phần dung dịch 3 phần trăm phải được thêm vào 2,985 phần nước cất vô trùng. Mô tả chi tiết và thực tế hơn một chút về nhân giống mô phân sinh là 1,5 ml dung dịch cho 29,85 lít nước.
Môi trường nuôi cấy và dinh dưỡng
Đây là lúc mọi thứ trở nên phức tạp. Mặc dù có những chất dinh dưỡng luôn phải có trong môi trường dinh dưỡng nhưng nồng độ tương ứng phụ thuộc vào loài thực vật tương ứng. Hỗn hợp thạch làm chất tạo gel và sucrose làm dung dịch dinh dưỡng có thể dùng làm chất bazơ. Dung dịch nên chứa 20 đến 30 gam sucrose trên một lít nước. Agar được sử dụng khi cần thiết.
Các chất dinh dưỡng đa lượng
Các chất dinh dưỡng đa lượng quan trọng cho sự tăng sinh mô phân sinh là:
- Nitơ
- Phốt pho
- Kali
- Canxi
- Magie
- Lưu huỳnh
Nồng độ của các chất này phụ thuộc rất nhiều vào loài. Ngay cả trong các nguồn khoa học cũng có sự khác biệt đáng kể về thông tin, ví dụ như chỉ riêng kali là từ 0,95 đến 1,9 gam mỗi lít.
Mẹo:
Nếu muốn tự mình bắt đầu thử nghiệm, bạn phải thử nghiệm cẩn thận. Hàm lượng các chất dinh dưỡng đa lượng riêng lẻ trong các loại phân bón đặc biệt dành cho loại cây này có thể cung cấp hướng dẫn tại đây.
Vi chất dinh dưỡng
Các vi chất dinh dưỡng quan trọng đối với cây trồng nói chung và sinh sản mô phân sinh nói riêng là:
- Sắt
- mangan
- Kẽm
- Boron
- Đồng
- Molypden
Nếu chúng bị thiếu hoàn toàn hoặc hiện diện ở nồng độ quá thấp, các triệu chứng thiếu hụt sẽ xảy ra. Iốt và coban cũng được cho là có ảnh hưởng đến tăng trưởng. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa được khoa học chứng minh. Ở đây một lần nữa, số lượng rất khác nhau và phụ thuộc vào loại cây. Một lần nữa, bạn có thể sử dụng các loại phân bón đặc biệt dành cho loại cây tương ứng để được hướng dẫn.
Vitamin và axit amin
Vitamin B rất quan trọng cho sự tăng sinh mô phân sinh.
Đếm tại đây:
- Biotin – Vitamin B7
- Axit folic – vitamin B9 hoặc vitamin B11
- axit Nicotinic – vitamin B3
- Pyridoxine – Vitamin B6
- Thiamine – Vitamin B1
Mặc dù thực vật có thể tự tạo ra những chất này nhưng chúng vẫn được thêm vào một số giá thể trồng trọt phổ biến để thúc đẩy tăng trưởng và tăng tỷ lệ thành công.
Phytohormone
Vì mô phân sinh vẫn là những tế bào chưa biệt hóa nên chúng cần những xung động thích hợp. Nếu không chúng sẽ không phát triển thành rễ, chồi và lá. Họ nhận được những xung động này từ bốn loại hormone thực vật:
- Auxine
- Cytokinin
- Gibberellins
- axit abscisic
Một số môi trường dinh dưỡng làm sẵn đã chứa những chất này cũng như các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng. Nếu bạn tự làm hỗn hợp, chúng phải được thêm vào. Điều này lại thể hiện một thách thức vì số lượng và tỷ lệ với nhau phải được kiểm tra.
Đánh giá
Nếu các tế bào phân chia thành công trong quá trình sinh sản mô phân sinh và các phytohormone đảm bảo sự phát triển mong muốn của từng cơ quan thực vật thì cây non sẽ phát triển. Chúng giống hệt về mặt di truyền với cây mẹ, nên nói đúng ra chúng là cây nhân bản. Mặc dù thành công này, vẫn có thể có vấn đề trên đường đi. Theo quy luật, những điều này được kích hoạt bởi các vi trùng được đưa vào có thể phát triển mạnh trên môi trường dinh dưỡng cũng như chính tế bào thực vật. Nếu môi trường dinh dưỡng trở nên đục, lắng đọng hoặc biến màu thì mẫu vật cần được phân loại. Việc kiểm tra và loại bỏ được gọi là chấm điểm.
Trồng cây
Khi cây non đã đạt chiều cao khoảng 5 cm và khỏe mạnh, chúng có thể được trồng trong chất nền thích hợp. Từ thời điểm này chúng có thể được trồng theo yêu cầu của các loài thực vật tương ứng.
Giải pháp thay thế cho việc nhân giống mô phân sinh của chính bạn
Do yêu cầu và thiết bị cần thiết, nỗ lực nhân giống mô phân sinh của chính bạn thực sự chỉ có ý nghĩa nếu có nhiều hơn một cây mẹ được nhân giống. Hơn nữa, đây không phải là một công việc dễ dàng. Việc chuẩn bị môi trường dinh dưỡng phù hợp và phối hợp cũng như giữ cho tế bào vô trùng là điều khó đạt được ở một hộ gia đình tư nhân. Gel dinh dưỡng cũng có thể được mua sẵn. Ví dụ tại Phòng thí nghiệm PhytoTechnology.
Nếu bạn muốn tiết kiệm công sức và chi phí, bao gồm cả bàn làm việc vô trùng, bạn cũng có thể nhân giống cây của riêng mình. Ví dụ, điều này được cung cấp bởi Dịch vụ thực vật trong ống nghiệm ở Quedlinburg.
Kết luận
Nhân giống mô phân sinh là một cách tốt để trồng nhiều cây từ một cây mẹ và thường là cách duy nhất để tạo ra con cái khỏe mạnh, đặc biệt là với những cây dễ nhiễm vi rút. Với thiết bị phù hợp, nó cũng có thể được thực hiện bởi người bình thường. Tuy nhiên, từ việc thu thập các tế bào mô phân sinh dưới kính hiển vi đến chuẩn bị môi trường dinh dưỡng phù hợp và chấm điểm, phương án nhân giống này cũng là một thách thức.
