Riproduzione in vitro delle piante

Piantine, piantine e semine sono l'unico modo per aumentare il numero di piante messe in vendita? A quanto pare, non più! La riproduzione in vitro delle piante si è aggiunta ai metodi sempre più comunemente utilizzati . Guarda come appare la propagazione delle piante in vitro, come viene eseguita e quali piante vengono propagate più spesso con il metodo in vitro.

riproduzione vegetale in vitro

Riproduzione in vitro delle piante

L'orticoltura è entrata in una nuova era, il che significa che oggigiorno, oltre ai metodi tradizionali di riproduzione delle piante, viene utilizzata tutta una serie di metodi, spesso piuttosto insoliti. In primo luogo tra questi metodi insoliti viene promossa la micro-riproduzione, ad es. riproduzione in vitro . Significa tanto quanto la coltivazione del vetro e non è una tecnica così nuova come potrebbe sembrare, perché la sua metrica indica diverse dozzine di anni di prove, che hanno portato allo sviluppo di una serie di metodi per la moltiplicazione di frammenti di piante in condizioni di laboratorio.

La propagazione delle piante in vitro si basa sulle capacità rigenerative quasi illimitate di tutte le cellule vegetali con un nucleo intatto. Queste predisposizioni delle cellule vegetali viventi a conservare informazioni genetiche complete e capacità di sviluppo complete, indipendentemente dal grado della loro differenziazione, sono chiamate totipotenza. Questa proprietà consente in molti casi di ricreare un organismo vegetale completo da piccole sezioni di foglie, germogli, radici o anche in casi estremi - da singole cellule.

Attualmente, la propagazione delle piante in vitro è utilizzata per quasi tutte le piante ornamentali, coltivate e anche da frutto. Basta guardare il lungo elenco di specie, che vengono ottenute ogni anno da centinaia di migliaia di nuovi individui utilizzando l' allevamento in vitro . Qui troviamo min. chiodi di garofano, gerbere, anthuria, dalle piante da giardino ci saranno narcisi, daylilies e gigli, e da piante da frutto - fragole, mirtilli, cornioli commestibili e molti, molti altri.

La tecnica di riproduzione delle piante in vitro è abbastanza semplice: è sufficiente ottenere un cono di crescita della pianta o anche un frammento di tessuto meristematico con cellule indifferenziate con un grande potenziale rigenerativo e posizionarlo su un terreno adeguatamente bilanciato in condizioni di laboratorio possibilmente sterili. Sembra banale, no? Ebbene, non è così.

Se i tessuti raccolti per la riproduzione in vitro sono infettati da agenti patogeni, l'intera coltura si rivelerà un grande fallimento all'inizio. La più grande minaccia è rappresentata dai virus che possono vivere a lungo nelle cellule vegetali senza causare alcun sintomo. Se produciamo (penso si possa chiamare questo metodo una produzione vegetale su larga scala) nuovi esemplari da una pianta madre infettata da virus, avremo una spiacevole sorpresa ...

Tuttavia, per difendersi dai potenziali effetti della moltiplicazione di individui malati, ogni grande laboratorio di coltura in vitro testa il materiale vegetale da moltiplicare per la presenza di virus e, se presenti, l'intera colonia di cellule staminali viene sottoposta a termoterapia (cioè all'azione dell'alta temperatura), che efficacemente inibisce la moltiplicazione del virus nella pianta.

La fase successiva della riproduzione in vitro delle piante consiste nel posizionare i frammenti di tessuto su un terreno agar adeguatamente selezionato. Deve contenere non solo i nutrienti di base dai quali la pianta in via di sviluppo potrà derivare, ma soprattutto un insieme opportunamente composto di ormoni vegetali. Sono i fitormoni che influenzano la divisione delle cellule vegetali, la loro crescita, differenziazione e, di conseguenza, la ricostruzione di una pianta completa solo da un callo nodulo, cioè una colonia indifferenziata di cellule staminali.

Per stimolare la crescita cellulare, al terreno viene aggiunta una concentrazione precisamente definita di auxine e citochinine, due gruppi fondamentali di fitormoni che condizionano la crescita e lo sviluppo adeguati dell'intera pianta. Già all'inizio della ricerca sulla riproduzione delle piante in vitroÈ stato riscontrato che sebbene alcuni ormoni vegetali non abbiano un effetto stimolante diretto sul germoglio di una nuova pianta, la loro presenza nella concentrazione sbagliata provoca l'inibizione della crescita e spesso, di conseguenza, la morte del callo. Molti anni di ricerca hanno portato alla creazione di tabelle dettagliate delle concentrazioni di fitormoni nei terreni in ciascuna fase di crescita e del tempo per il quale questi composti dovrebbero essere presenti nel terreno durante la moltiplicazione delle singole specie e anche delle varietà vegetali. Pertanto, per stimolare lo sviluppo delle radici, si applica un rapporto diverso tra le concentrazioni di auxina e citochinina rispetto al caso dello sviluppo di germogli e foglie.

La norma durante la riproduzione in vitro delle piante è che per stimolare lo sviluppo di nuovi germogli, la quota di ormoni citochinina nel mezzo dovrebbe essere aumentata. Tuttavia, affinché la piantina possa sviluppare un forte apparato radicale, dovrebbe essere trasferito su un terreno agar con una quota maggiore di auxine in relazione alle citochinine.

Tipicamente, quando si trapianta la massa cellulare in via di sviluppo su un nuovo mezzo con una composizione ben definita, i gruppi cellulari possono anche essere raccolti per aumentare il numero di discendenti. In questo modo si ottengono un numero enorme di nuove piante da un pellet di callo in tempi record. Ci sono anche ragioni economiche per questo metodo di funzionamento, perché un gran numero di nuove piantine, spesso in milioni di pezzi, può essere ottenuto su un'area relativamente piccola di tavoli da laboratorio.

Un ruolo molto importante durante l'intero ciclo di riproduzione delle piante in vitro è svolto dalla temperatura e dal fotoperiodo appropriati, cioè la durata del giorno e della notte, che sono importanti quanto una soluzione nutritiva adeguatamente composta o piante madri sane.

Quando le piantine raggiungono la giusta dimensione, vengono spostate delicatamente in un locale dove avviene il processo di indurimento graduale, ovvero le piante si abituano alle condizioni di tunnel e serre.

In questo modo, praticamente tutte le novità e le curiosità del giardino vengono messe a disposizione di un ampio gruppo di clienti e il loro prezzo scende drasticamente. È il caso, ad esempio, delle varietà appena coltivate di daylilies, che possono moltiplicarsi nelle colture in vitro subito dopo la prima fioritura . Gli americani e gli olandesi hanno raggiunto una tale perfezione in questo metodo di clonazione delle piante che le novità di un dato anno diventano generalmente disponibili dopo appena una o due stagioni. E il loro prezzo scende da poche centinaia di dollari nell'anno di introduzione a poche dozzine l'anno successivo. Varietà con diversi anni di esperienza sono ora disponibili per ogni tasca.

La coltivazione in vitro di piante fornisce anche ottime condizioni per la riproduzione di orchidee e felci, che in condizioni "normali" erano una vera prova di pazienza per i giardinieri. Mentre nel caso delle felci i giovani gametofiti in condizioni di laboratorio sterili, liberi da "ospiti indesiderati" dall'esterno, hanno ottime condizioni di crescita, la situazione è diversa con i semi di orchidea. La famiglia delle Orchideaceae, alla quale appartengono tutte le orchidee coltivate, è caratterizzata da un complicato ciclo di sviluppo. Queste piante vivono in simbiosi con i funghi, inoltre i loro semi hanno bisogno della presenza del micelio per germogliare adeguatamente, che li nutre, compensando così la mancanza di endosperma che funge da riserva.

Sul terreno agar è molto più facile mantenere le condizioni adeguate per la crescita delle ife fungine e proteggerle dall'infezione di microrganismi dannosi che potrebbero disturbare il processo di germinazione dei semi e la successiva crescita delle piantine associate alla simbiosi delle loro radici con il fungo tallo.

Il metodo di coltura in vitro ha trovato applicazione anche nel campo dell'orticoltura, ovvero l'allevamento di nuove varietà. Grazie ad esso è diventato possibile creare, a volte spontaneamente in natura, ibridi remoti, cioè incroci tra individui appartenenti a due specie diverse. L'obiettivo è quello di ottenere piante pregiate con un'elevata resa specifica e un'elevata resistenza a malattie e parassiti, e allo stesso tempo non esigenti riguardo alle condizioni di crescita.

È molto difficile ottenere un tale ibrido e solo approfittando dei vantaggi offerti dalla riproduzione delle piante in vitro ha permesso agli istituti di allevamento di avviare la ricerca in questo campo.

In precedenza, meccanismi di incompatibilità, basati principalmente sulla malnutrizione dell'embrione in via di sviluppo o sull'incapacità di prelevare nutrienti dall'endosperma da parte della pianta in germinazione, impedivano l'incrocio di individui di due specie diverse. Attualmente, gli embrioni vengono trasferiti su un mezzo opportunamente selezionato da cui possono ottenere tutte le sostanze necessarie per il corretto sviluppo.

Credo di aver fatto luce con questo breve articolo su questo argomento piuttosto difficile. Le informazioni presentate sopra sono solo la punta dell'iceberg. Le stesse applicazioni per la micro-propagazione, a volte chiamata anche il metodo delle colture in vitro , potevano ancora essere trovate in molti modi. Pertanto, questa tecnica non dovrebbe essere equiparata solo alla riproduzione massiccia di piante ornamentali, ma a uno sguardo più ampio a tutti i modi del suo utilizzo nel mondo moderno.

Gwidon