XXI wiek należy do biotechnologii

XXI wiek należy do biotechnologii

Dr Justyna Lema-Rumińska,biotechnolog z Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, z Pracowni Biotechnologii Katedry Roślin Ozdobnych i Warzywnych, specjalizuje się w mikrorozmnażaniu kaktusów

Z jednego fragmentu storczyka można uzyskać w ciągu roku aż 4 miliony roślin!

– Ludzie sięgają po metodę in vitro, gdy nie mogą się doczekać potomstwa w bardziej konwencjonalny sposób. A jak jest z rozmnażaniem roślin in vitro?
– Po in vitro u roślin sięga się dlatego, że ta metoda ma wiele zalet. Jest szczególnie opłacalna przy rozmnażaniu roślin ozdobnych, których cena na rynku detalicznym jest wysoka. Metoda ta służy przede wszystkim szybkiemu namnażaniu roślin, które w sposób konwencjonalny (przez nasiona, odkłady, sadzonki) również by się rozmnażały, tylko nieporównanie wolniej. Np. z jednej gerbery tradycyjnymi sposobami uzyskuje się ok. 25 roślin potomnych w ciągu roku. A metodą kultur in vitro w ciągu roku można otrzymać milion sadzonek, i to tylko z jednego merystemu gerbery.

– Co to takiego merystem?
– Specjalny fragment rośliny z pąka wierzchołkowego lub bocznego, który zawiera pełną informację genetyczną rośliny, czyli m.in. jaka będzie barwa kwiatostanu, jego wielkość czy kształt.

– Jakie są jeszcze zalety roślinnego in vitro?
– Przede wszystkim lepsza jest jakość uzyskiwanych roślin. Są wolne od grzybów, bakterii i wirusów. Wewnątrz i na powierzchni. Są sterylne, odmłodzone. Mają duży potencjał regeneracyjny. Łatwiej jest je również transportować. W jednej 15-kilogramowej paczce mieści się ok. 40 tys. roślin! Ponieważ są sterylne, można je wysyłać np. do USA, gdzie przepisy surowo zakazują wwozu ziemi. Poza tym dzięki mikrorozmnażaniu produkcja roślin jest uniezależniona od pór roku i może się odbywać cały czas.

– Może to jedna z przyczyn, dla których w Polsce tak mocno się ona rozwinęła? I w rezultacie nasz kraj od kilku lat jest na trzecim miejscu w Europie, po Holandii i Francji pod względem wielkości produkcji in vitro.
– Zapewne. Ale ważniejszy jest fakt, że w Polsce mamy ciągle stosunkowo tanią siłę roboczą. Dlatego produkcja jest dużo tańsza niż w tzw. starej Europie. Na Zachodzie i w USA koszt robocizny szacuje się na ok. 70%, a w Polsce – ok. 50% ceny wytworzenia sadzonki.

– To dlaczego nie wyparły nas jeszcze mikrosadzonki z Azji, gdzie praca jest jeszcze tańsza?
– Z powodu tamtejszego klimatu, który nie sprzyja dobrej jakości sadzonek, bo pozwala na rozwój wszelkiego rodzaju mikroorganizmów. Inaczej mówiąc, azjatycka pogoda nie sprzyja sterylności.

– Mikrorozmnażanie, wbrew pozorom, nie jest wcale najnowszą koncepcją naukową.
– Pierwszą roślinę z pojedynczej komórki zregenerował w 1954 r. W.H. Muir, ale w ten sposób potwierdził XIX-wieczną teorię komórkową. Bo już wtedy domyślano się, że mikrorozmnażanie jest możliwe. Uczonym przez wiele dziesięcioleci nie udawało się ono z dwóch powodów. Po pierwsze, pożywka, w której umieszczali tkanki, była zbyt uboga w sole mineralne. A po drugie, materiał roślinny był zbyt zróżnicowany, tzn. tkanki były zbyt dojrzałe.

– W jaki sposób rośliny rozmnaża się in vitro?
– W sposób uproszczony wygląda to tak: z rośliny matecznej pobieramy maleńkie fragmenty – eksplantaty zawierające merystemy. Poddajemy je sterylizacji, a potem umieszczamy na agarowej pożywce, dobranej do danego gatunku rośliny. Ściśle kontrolujemy temperaturę i oświetlenie. Z tych maleńkich fragmentów w ciągu czterech-sześciu tygodni wyrastają nowe pędy, które są gotowe do dalszego podziału. I proces się powtarza. W ten sposób w ciągu roku możemy otrzymać od 1 do 4 mln roślin potomnych (np. storczyków) .

– Sterylne, małe roślinki zapewne przeżywają szok, gdy w końcu ogrodnik wsadzi je do normalnej gleby w zwykłej szklarni.
– Ten okres nazywamy aklimatyzacją i trwa zaledwie dwa tygodnie. Przez ten czas należy im zapewnić bardzo wysoką wilgotność, a więc częste zraszanie. I trzeba przyzwyczaić rośliny do szklarniowego, znacznie wyższego natężenia światła. Potrzebne jest zatem ich cieniowanie. Po dwóch tygodniach rośliny zachowują się tak samo jak te pozyskiwane metodami tradycyjnymi.

– Czy mikrorozmnażanie to rzeczywiście najbardziej rozwijająca się obecnie gałąź branży rolno-ogrodniczej?
– XXI w. należy do biotechnologii. Ale metody obecnie stosowane w laboratoriach produkcyjnych są metodami tradycyjnymi. Naukowcy udoskonalają już kolejne. W naszej Pracowni Biotechnologii Katedry Roślin Ozdobnych i Warzywnych UTP w Bydgoszczy pracujemy m.in. nad najnowszą metodą mikrorozmnażania – embriogenezą somatyczną. Jest to metoda pozwalająca uzyskać identyczne rośliny z pojedynczych komórek somatycznych.

– W czym tkwi różnica między starym a nowym typem mikrorozmnażania?
– Różnica polega na tym, że w tej starszej metodzie z rośliny pobiera się fragmenty zawierające merystemy. W niewielkiej gerberze takich tkanek jest niewiele, zwykle ok. kilkunastu. Natomiast w embriogenezie somatycznej wykorzystujemy eksplantaty takie jak liście czy płatki kwiatów, które nie mają merystemów. Jest ich dużo więcej w roślinie. I dlatego potencjał tej metody jest ogromny. Milion sadzonek może powstać nie w ciągu roku, ale w kilka tygodni.

– Ta łatwość rozmnażania musi prowadzić do potanienia roślin.
– Zdecydowanie tak. Dobrym przykładem są storczyki. Jeszcze 10 lat temu były bardzo drogie. Obecnie dzięki kulturom in vitro stały się produktem popularnym, oferowanym w supermarketach za ok. 20 zł. Ale mikro-rozmnażanie to nie tylko wielki biznes. To również możliwość ratowania gatunków ginących, np. szarotki alpejskiej. Od dawna była pod nieskuteczną ochroną, bo ludzie lubią pamiątki z gór ozdobione szarotką, a Niemcy przepadają za zdobieniem nią kapeluszy. Dzięki mikrorozmnażaniu nie grozi jej już wyginięcie. Sklonowano ją bowiem na skalę produkcyjną. I – po pierwsze – przemysł pamiątkarski nie sięga już do stanowisk naturalnych. A po drugie – szarotka jest w roślinnym banku genów. I można ją będzie odtworzyć, nawet gdyby na skutek jakiejś choroby nagle wyginęły wszystkie szarotki na świecie.

– Ludzkie in vitro budzi wiele emocji. Czy roślinne in vitro też ma swoich przeciwników?
– Nie spotkałam się z przeciwnikami. Może dlatego, że ludzie od lat mnożą rośliny przez ich dzielenie. Ukorzeniają fragmenty gałązek, rozrywają karpy. A w laboratoriach in vitro robi się to samo, tylko w innej skali.

Wydanie: 38/2010

Kategorie: Kraj

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy