Всем привет, на связи Влада, и сегодня мы поговорим про клоны. И нет, не про персонажей «Звёздных войн» и даже не про овечку Долли (хотя некоторое сходство тут есть). Клонирование в общем значении – это точное воспроизведение какого-либо объекта любое количество раз. Объекты, полученные в результате клонирования, называются клоном. Но зачем клоны нужны в сельском хозяйстве? И зачем они картофелю?
Если ответить просто – чтобы получить здоровые растения картофеля. Но если ответить интересно, то нужно раскрыть еще одну тему – вирусы.
Когда я работала в картофелеводческом хозяйстве, мы не оценивали распространенность вирусов никак, кроме визуального осмотра, поэтому казалось, что вирусов очень мало и бороться с ними нет смысла. Но, оказалось, что вирусные болезни картофеля встречаются чаще, чем мы думали, и, в отличии от грибных и бактериальных, их сложно определить (их не видно внешне и в световой микроскоп, есть только некоторые симптомы):
Даже если вируса внешне не видно, он может присутствовать в растении в латентной форме, то есть не проявляет явных симптомов заболевания. Сейчас уже 3 года оценивая вирусы не визуально, а высокочувствительными методами, которые способны найти даже очень маленькое количество вирусов в растения, мы знаем, что вирусов у картофеля большое разнообразие и распространенность.
Не видите вирус? А он есть в каждом 2-м растении (а проанализировали мы за 3 года более 1000 растений)[ID1]
И вы скажете, ну если вируса не видно, и он не проявляет себя, зачем же с ним бороться? Дело в том, что, если вовремя не выявить их в семенном материале, картофель будет болеть из года в год (ведь он размножается вегетативной частью – клубнем), в дальнейшем растения отстают в росте, становятся уродливыми, со скрученными листьями, и в итоге картофель вырождается и не дает урожай.
Что же делать?Мы занимаемся изучением биологических препаратов для защиты растений, но, к сожалению, на сегодняшний день нет препарата (и даже химического!), который бы полностью разрушал вирус в растении. А значит, если вирус уже есть в растении, он останется там. Если это какое-то ценное растение (например, дерево, которое долго растет), то существует только поддерживающая терапия. Но можно предотвратить попадание вирусного растения в поле – получить здоровый посадочный материал, свободный от инфекций методом апикальной меристемы. Да, да, звучат эти два слова сложно, но не пугайтесь! Апикальная = «верхушечная», меристема = образовательная ткань растения. Итого получается, что апикальная меристема, чем-то похожа на стволовые клетки человека, которые интенсивно делятся, а потом могут дифференцироваться в различные ткани. Эта ткань очень важна в получении клонов и безвирусного картофеля.
Так как же получить безвирусный картофель и сохранить урожай? Не так-то просто, но может вам будет понятнее в виде схемы:
Теперь вы будете знать суперсекретную схему получения КЛОНОВ картофеля, которая состоит из этапов:
1. Подготовка клубней и вычленение апикальных меристем (размером всего 100-200 мкм!)
2. Выращивание меристем в чашках Петри в специальной камере с регулярными условиями температуры 23°С, влажности 70 % и освещенности (5-10 тыс. лк при 16-часовой экспозиции);
3. Пересадка 3-5-миллиметровых проростков в пробирки на свежую питательную среду с добавлением гормонов для укоренения и ускорения роста (на этом этапе проводят первую диагностику на вирусы – у нас методом ПЦР (полимеразной цепной реакции), но можно проводить и методом иммуноферментного анализа (ИФА)), выбраковка зараженных образцов;
4. Расчеренковка отобранных растений по количеству междоузлий и посадка черенков на питательную среду в пробирки, повторная проверка линий на зараженность вирусами.
5. Пересадка растений из пробирок в горшки для получения миниклубней;
6. 1-2-годичное испытание и размножение тепличных меристемных клонов в полевых условиях (мы испытывали в лабораторных) на изолированном участке для получения безвирусных клубней.
Таким несложным путем мы получаем клоны картофеля (того самого первого, из которого мы брали ткань), свободные от вирусов!
А если хотите узнать, как картофель проверяют у нас в лаборатории методом ПЦР на наличие вирусов, пишите в комментарии, и я постараюсь проникнуть в бокс молекулярной биологии и заснять процесс!
Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России, в рамках Десятилетия науки и технологий.
Автор: Владислава Масленникова
Редактор: Иван Дубовский