Micropropagarea Anthurium spp.

2.1. Cultura de țesuturi de Anthurium

În vitropropagare, metodele au mai multe avantaje față de înmulțirea convențională, cum ar fi ajustarea flexibilă a factorilor care influențează regenerarea, cum ar fi tipul de explant, nivelurile de nutrienți și de regulatori de creștere a plantelor și condițiile de mediu, producția de clone în ritmul dorit, producția continuă în timpul schimbărilor sezoniere, folosind metodele de cultură de țesuturi, de asemenea, crește rata de multiplicare a plantelor. Tipul de explant Succesul culturii de țesuturi este legat de alegerea corectă a explantelor. Lăstarii sau vârfurile de lăstari și culturile de noduri sunt cele mai frecvent utilizate tipuri de culturi în micropropagarea plantelor. Explantele din vârfuri de lăstari și segmente de tulpină nodală sunt adecvate pentru o ramificare axilară sporită. Micropropagarea anthuriumului din muguri axilari, vârfuri de lăstari, explante de lamine, noduri, pețiol și microtăieturi a fost utilizată cu succes. Dintre aceste părți ale plantei, frunzele sunt cea mai utilizată sursă de explante în vitrocultura de Anthurium.

Genotipul de Anthurium joacă un rol important în vitropropagare. Studiile au arătat că diferite genotipuri au avut răspunsuri diferite la aceleași condiții de cultură. Din acest motiv, este necesar să se stabilească o procedură adecvată pentru fiecare soi de Anthurium care să poată fi adaptată la producția comercială.

Selecția tipului de explant pentru a induce callogeneza și orgonogeneza este importantă pentru plante. În studiile de orgonogeneză directă și indirectă, utilizarea explantelor de frunze tinere este importantă pentru succesul culturii. Martin et al. au observat un număr mai mare de lăstari la explantele de lamă tânără maro decât la cele de lamă tânără verde. Viégas et al. au indicat, de asemenea, importanța utilizării frunzelor noi brune pentru inducerea calusului. Bejoy et al. au raportat că explantele extirpate din frunzele verzi palide au prezentat o dezvoltare mai bună a calusului decât frunzele maro palide. Atak și Çelik au folosit, de asemenea, frunze tinere maro și verzi de Anthurium andreanum pentru a evalua eficacitatea formării de calus. Aceștia au reușit să scadă timpul de formare a calusului prin utilizarea explantelor din frunze brune și au indus un procent de formare a calusului cu 50% mai mare decât cel realizat de frunzele verzi.

Stabilirea unei culturi aseptice

Al doilea pas important în micropropagare este obținerea unei culturi aseptice a materialului vegetal. Sistemele de cultură aseptică sunt eficiente pentru eradicarea contaminanților bacterieni, fungici și de insecte. Protocoalele de sterilizare utilizate pentru diferite surse de Anthuriumexplant au fost prezentate în tabelul 1. NaOCl este principalul material de dezinfecție utilizat în stabilirea condițiilor de cultură aseptică a Anthurium. NaOCl a fost utilizat pentru concentrații care diferă de la 1%-5% . Timpii de incubare a explantelor în hipoclorură de sodiu au prezentat diferențe datorate concentrațiilor sale. De asemenea, este necesar să se utilizeze soluții dezinfectante suplimentare pentru a eradica contaminanții fungici și bacterieni. Benomyl , Cetrimite, gentamicină și sulfat de streptomicină sunt utilizate în mod eficient în acest scop .

Mediul de cultură

Mediul de cultură influențează eficiența înmulțirii în aplicațiile de cultură de țesuturi vegetale. Compușii organici, vitaminele și regulatorii de creștere a plantelor sunt utilizați pentru a stimula o creștere sănătoasă. Rata de creștere a țesuturilor și răspunsurile morfogenetice sunt foarte afectate de caracteristicile nutrienților incluși.

Există mai multe medii bazale, cum ar fi Chu , Gamborg’s B5 , Murashige și Skoog , Murashige și Tucker și Nitsch și Nitsch . Aceste medii sunt utilizate cu succes pentru stabilirea culturilor de țesuturi ale diferitelor explante de diverse plante .

În studiile privind cultura de țesuturi vegetale, au fost utilizate diferite combinații ale fiecărui mediu bazate pe diferite concentrații de macro și micronutrienți pentru a dezvolta protocoale eficiente. Protocoalele rapide și eficiente de cultivare a țesuturilor sunt importante pentru micropropagarea Anthuriumas ca și în cazul altor plante.

Succesul culturii țesuturilor vegetale depinde de compoziția mediului utilizat. Diferite combinații de macronutrienți ca azot, potasiu, calciu, fosfor, magneziu și sulf și micronutrienți ca fier, nichel, clor, mangan, zinc, bor, cupru și molibden schimbă natura mediului.

Care specie de plante are o compoziție proprie a mediului sau ar trebui îmbunătățită pentru rezultate mai bune. Modificările pot fi făcute în macro și micronutrienți, conținutul de zahăr, regulatori de creștere a plantelor, vitamine și alte suplimente de azot.

Mediile MS cu unele modificări au fost aplicate frecvent în cultura de țesut de Anthurium. Diferențele cauzate de utilizarea diferitelor concentrații de regulatori de creștere a plantelor în combinație cu substanțele organice MS utilizate pentru a obține țesuturile dorite.

Nitrogenul este un macronutrient esențial în viața plantelor. Este o componentă importantă a proteinelor și a acizilor nucleici. Nitratul este principala sursă de azot. NO3- este redus la amoniu după absorbție. Plantele au capacitatea de a utiliza forma redusă de azot pentru metabolismul lor. Absorbția nitraților are loc în mod eficient într-un pH acid. Dar, după absorbția nitraților, mediul devine mai puțin acid. Atunci când amoniul este absorbit, mediul devine mai acid. pH-ul mediului de cultură a plantelor este important, deoarece într-un mediu tamponat, existența ambilor ioni afectează absorbția eficientă a azotului. Forma și cantitatea de azot din mediu au efecte semnificative asupra creșterii și diferențierii celulare. Controlul pH-ului în mediu nu este singurul motiv pentru care se folosesc ambii ioni, ionii de amoniu în exces sunt toxici pentru plante. Mediile care conțin niveluri ridicate de NH4+ inhibă, de asemenea, sinteza clorofilei .

Se știe că creșterea rădăcinilor este indusă de NO3- și redusă de NH4+. Dar morfogeneza este controlată de cantitatea totală de azot din mediu și are nevoie atât de NO3- cât și de NH4+. Din cauza utilizării unei cantități optime de NH4+: NO3- are un rol esențial în morfogeneză, prin urmare, echilibrul dintre NO3- și NH4+ diferă în funcție de plante și de diferitele tipuri de culturi. Această situație implică faptul că acest raport ar trebui să fie ajustat în mod specific pentru fiecare specie de plante și pentru diferite scopuri. Schimbarea raportului NO3- la NH4+ prin mici modificări afectează diferențierea și creșterea.

Mediu MS utilizat frecvent pentru cultura de țesuturi de Anthurium, iar raportul dintre NO3- și NH4+ este de 66:34 la acest mediu. Din acest motiv, în general, mediul MS modificat este utilizat la organogeneza Anthurium. Cercetătorii au studiat modificările concentrației de nitrat de amoniu în mediul Anthurium. Hamidah et al. au folosit macroelemente MS la jumătate de concentrație cu 2,5 mM de nitrat de amoniu pentru culturile de rezervă in vitro. În timp ce Puchooa a folosit 200 mg/L de concentrație redusă de nitrat de amoniu pentru cultura de calus, aceștia au crescut cantitatea la 720 mg/L pentru regenerare. Dufour și Guérin au utilizat diferite compoziții de NO3 și NH4 pentru a evalua rezultatele dezvoltării. Conform rezultatelor lor, raportul de 0,37 a arătat o creștere și o dezvoltare mai bună a plantelor. Atak și Çelik au preferat să utilizeze săruri MS la jumătate de concentrație cu NH4NO3 redus la 250 mg/L pentru regenerarea lăstarilor. Winarto et al. au fost îmbunătățit un protocol pentru inducerea calusului și regenerarea plantelor, iar mediul NWT-3 conține 750 mg/l NH4NO3.

În condiții de cultură, utilizarea substanțelor chimice de sinteză cu activități fiziologice similare cu hormonii vegetali au capacități de a induce creșterea plantelor așa cum se dorește. Auxina și citochininele sunt cei mai importanți hormoni care reglează creșterea și morfogeneza în cultura de țesuturi vegetale. Utilizarea combinată a acestora promovează creșterea calliilor, a suspensiilor celulare, dezvoltarea rădăcinilor și a lăstarilor și are capacitatea de a regla morfogeneza. Există auxine și citochinine sintetice, pe lângă cele naturale. Diferite combinații și concentrații de regulatori de creștere a plantelor, cum ar fi acidul 2,4-diclorofenoxiacetic, acidul naftalină acetică, benzilaminopurina și kinetina, au fost utilizate pentru a indica formarea de calus din diferite tipuri de explante de cultivare de Anthurium. În studiile preliminare, inducerea și regenerarea calusului, urmate de regenerarea lăstarilor și a rădăcinilor sunt principalele etape ale culturii tisulare a plantelor întregi. Fiind o plantă comercială importantă, dezvoltarea unui protocol de cultură tisulară rapid și mai eficient pentru a scurta timpul este principalul obiectiv al culturii tisulare de Anthurium.

Cum se arată în tabelul 2, se utilizează frecvent combinația de 2,4-D și BA în mediile de cultură pentru a induce inițierea calusului din explante foliare la diferite soiuri de Anthurium. De asemenea, adăugarea de BAP și 2-iP în mediul de calus a fost evaluată de diferiți cercetători. Concentrațiile de 2,4-D utilizate în mediul de calus sunt cuprinse între 0,08 mg/l și 1 mg/l 2,4-D. Concentrațiile de BA se modifică între 0.1 mg/l și 1 mg/l.

Plantele micropropagate au nevoie de un sistem radicular dezvoltat pentru a rezista la condițiile externe de mediu. Înrădăcinarea lăstarilor are loc in vitro. Prin urmare, determinarea tipului de auxină și a nivelurilor adecvate de auxină în mediile necesare pentru a promova înrădăcinarea .

Cărbunele activat se adaugă la mediu pentru promovarea creșterii rădăcinilor . AC este compus din carbon și este adesea utilizat în cultura de țesuturi vegetale pentru a absorbi gazele și solidele dizolvate. Nu este un regulator de creștere, dar are capacitatea de a modifica compoziția mediului . Există mai multe utilizări avantajoase ale cărbunelui pe tip de cultură. Acestea sunt adsorbția compușilor secretați din țesuturile cultivate, diminuarea oxidărilor fenolice, modificarea pH-ului mediului pentru a optimiza morfogeneza, prevenirea creșterii nedorite a calusului, simularea condițiilor de sol datorită capacității de a favoriza formarea rădăcinilor, capacitatea de utilizare în producerea de produse vegetale secundare în condiții de cultură .

Efectul cel mai important al utilizării CA la mediu este scăderea riguroasă a concentrațiilor de regulatori de creștere a plantelor și a altor suplimente organice. AC prezintă o capacitate de adsorbție mai mare față de fenolii produși în mod obișnuit de țesuturile rănite, față de hormonii vegetali precum IAA, NAA, IBA, BA, kinetina, zeatina și alți hormoni . Proprietatea de adsorbție a AC se modifică în funcție de puritate, pH și densitate . Răsadurile de Anthurium înmulțite de Atak și Çelik au fost înrădăcinate în mediu conținând AC și prezentate în figura 1.

.