Что такое закалка в культуре растительных тканей?

Введение:

Культура растительных тканей — широко используемый метод в растениеводстве, позволяющий исследователям изучать и манипулировать растительными клетками и тканями в контролируемых условиях. Одним из важных аспектов культивирования тканей является процесс закаливания, который включает в себя воздействие на культивируемые растения для постепенной адаптации к внешней среде. В этой статье мы подробно рассмотрим концепцию закаливания в культуре растительных тканей, его цель, методы и преимущества для растений. Итак, давайте углубимся в эту увлекательную тему.

Что такое закалка в культуре растительных тканей?

Процесс закаливания подразумевает постепенную адаптацию растений, культивируемых из тканей, к условиям окружающей среды, не связанным с контролируемой лабораторной средой. Целью этого процесса является закаливание растений и их подготовка к суровым условиям, с которыми они столкнутся после пересадки в поле или теплицу. В процессе культивирования тканей растения выращиваются в стерильных лабораторных условиях, лишенных колебаний температуры, влажности, интенсивности освещения и других факторов окружающей среды, с которыми они сталкиваются в естественных условиях.

Цель закалки:

Закаливание растений после культивирования тканей имеет решающее значение для их выживания и успешного внедрения в целевую среду. Культурные растения, привыкшие к строго контролируемой среде, лишены физических характеристик, необходимых для выживания в естественных условиях. Закаливание способствует развитию этих характеристик, способствуя изменениям в различных физиологических и морфологических аспектах растений.

Процесс закалки:

Процесс закаливания включает в себя бережное воздействие на проростки, культивируемые в тканях, возрастающего уровня стресса в течение контролируемого периода. Это позволяет им постепенно адаптироваться и развить устойчивость к внешним условиям. Обычно растения подвергаются воздействию различных стрессовых факторов, таких как колебания температуры, повышенная интенсивность освещения, снижение относительной влажности, усиленная циркуляция воздуха и воздействие газов окружающей среды, включая углекислый газ и этилен.

На начальном этапе закаливания растения часто переносят из сосудов для культивирования тканей в небольшие горшки или поддоны с подходящей питательной средой. Это позволяет корням развиваться и осваивать новый субстрат, повышая их способность поглощать воду и питательные вещества. В течение всего процесса закаливания растения тщательно контролируют на наличие признаков стресса и обеспечивают им соответствующий уход, включая полив и подкормку питательными веществами.

Факторы, влияющие на успешное закаливание:

Успех процесса закалки определяется несколькими факторами, в том числе:

1. Температура: Температуру во время закаливания следует постепенно повышать, чтобы она соответствовала условиям окружающей среды, в которых растения будут находиться на открытом воздухе. Важно соблюдать баланс, чтобы не подвергать растения шоку, который может привести к увяданию или даже гибели.

2. Интенсивность освещения: Достаточное количество света критически важно для фотосинтеза и развития сильных и здоровых растений. Постепенное увеличение интенсивности освещения во время закаливания позволяет растениям адаптироваться к более яркому свету и вырабатывать достаточное количество энергии.

3. Относительная влажность: Относительную влажность следует постепенно снижать, чтобы подготовить проростки к более низкой влажности, с которой они столкнутся вне среды культивирования тканей. Контролируемое снижение влажности способствует развитию у растений кутикулы, которая предотвращает чрезмерную потерю воды и способствует их выживанию в условиях внешней среды.

4. Движение воздуха: Увеличение движения воздуха во время закаливания способствует укреплению стеблей рассады и может снизить риск развития грибковых и бактериальных инфекций. Однако чрезмерное движение воздуха также может привести к обезвоживанию, поэтому его необходимо тщательно регулировать.

5. Обеспечение питательными веществами: Для здорового развития саженцев необходимо достаточное количество питательных веществ. Во время закаливания растения должны получать необходимые макро- и микроэлементы для поддержания роста и предотвращения дефицита.

Преимущества процесса закалки:

Процесс закаливания обеспечивает множество преимуществ, способствующих успешному укоренению и росту растений, культивируемых из тканей, в целевой среде. Некоторые из этих преимуществ включают:

1. Акклиматизация к условиям окружающей среды: подвергая растения постепенно возрастающему стрессу, процесс закаливания помогает им адаптироваться к специфическим условиям, с которыми они столкнутся вне лаборатории. Такая акклиматизация значительно повышает выживаемость пересаженных растений.

2. Развитие устойчивости к стрессовым факторам окружающей среды: закаливание способствует развитию физиологических и биохимических изменений, которые повышают устойчивость растений к различным стрессовым факторам окружающей среды. Это включает в себя повышение устойчивости к колебаниям температуры, засухе и болезням, среди прочего.

3. Способствует более сильному развитию корней: Пересадка проростков, выращенных в культуре тканей, в питательную среду во время закаливания стимулирует рост корней и формирование хорошо развитой корневой системы. Это повышает способность растений усваивать воду и питательные вещества из почвы, что крайне важно для их выживания и роста в целевой среде.

4. Повышение эффективности фотосинтеза: Постепенное увеличение интенсивности света в процессе закаливания помогает растениям развивать и оптимизировать свою фотосинтетическую способность. Это, в свою очередь, увеличивает выработку энергии, стимулирует рост и повышает шансы на успешную пересадку.

5. Снижает шок при трансплантации: процесс закаливания подготавливает растения, культивируемые в тканях, к переходу из стерильной, защищенной лабораторной среды в реальный мир. Постепенно подвергая растения стрессовым факторам окружающей среды, закаливание снижает шок, который растения могут испытать при трансплантации, что приводит к повышению их выживаемости.

Заключение:

Закаливание — важнейший процесс в культуре растительных тканей, направленный на подготовку растений к выживанию и успешному росту в целевой среде. Постепенно подвергая растения стрессовым факторам окружающей среды, закаливание повышает их способность выдерживать колебания температуры, интенсивности освещения, влажности и других факторов. Этот процесс способствует развитию более сильной корневой системы, физиологическим изменениям и повышению устойчивости к стрессам, что в конечном итоге приводит к повышению процента успешных пересадок. Включение методов закаливания в протоколы культивирования тканей имеет решающее значение для успешного применения культуры растительных тканей в различных областях, включая селекцию, размножение растений и научные исследования.