Regeneracja Blossfeldia i Copiapoa w kulturach tkankowych

Organogeneza i embriogeneza

Organogeneza prowadzi do powstania organów, np. pędów i korzeni. Embriogeneza somatyczna tworzy struktury zarodkowe z komórek ciała rośliny. Obie drogi mogą zaczynać się bezpośrednio w zorganizowanej tkance lub przebiegać przez kalus, czyli proliferującą tkankę rozwijającą się z eksplantatu. Wybór drogi zależy od materiału, jego stanu i warunków kultury. [Ivannikov i wsp. 2022][Lema-Rumińska i wsp. 2013]

Przekazane publikacje opisują Blossfeldia liliputana (w tytule pracy z 2022 roku B. liliputiana) oraz ogrodniczą formę monstrualną Copiapoa humilis subsp. tenuissima (w pracy z 2013 roku C. tenuissima forma monstruosa). To dwa różne materiały biologiczne i dwa odrębne układy doświadczeń. [Ivannikov i wsp. 2022][Lema-Rumińska i wsp. 2013]

Pędy Blossfeldia z fragmentów siewek

Ivannikov i współautorzy zakładali kultury z fragmentów sterylnych siewek. Pożywka mineralna typu MS była uzupełniana regulatorami wzrostu, w tym cytokininą BAP oraz auksyną 2,4-D. U B. liliputana regeneracja nowych pędów zachodziła po utworzeniu kalusa, czyli drogą organogenezy pośredniej. [Ivannikov i wsp. 2022, metody i wyniki]

Światło miało znaczenie dla rozwoju tkanki. W badanych wariantach przetrzymywanych w ciemności kalus nie rozwijał się, podczas gdy w oświetleniu uzyskiwano materiał regenerujący. Autorzy prowadzili doświadczenia w temperaturze 22–26°C przy szesnastogodzinnym fotoperiodzie. Warunki te określają etap kultury laboratoryjnej. [Ivannikov i wsp. 2022]

Dalsze postępowanie obejmowało ukorzenianie lub szczepienie otrzymanych pędów oraz aklimatyzację. Każdy z tych etapów ma inny punkt oceny, od powstania nowego pędu przez wytworzenie korzeni po utrzymanie wzrostu poza naczyniem. Praca zestawiała trzy gatunki, dlatego wyniki łączne wymagają zachowania tego zakresu. [Ivannikov i wsp. 2022]

Zarodki somatyczne Copiapoa

Lema-Rumińska i współautorzy porównali rozwój zarodków C. humilis subsp. tenuissima w ogrodniczej formie monstrualnej. Materiał miał ciemną epidermę i białe areole, przy zaniku cierni. Badano zarodki na etapie kulistym oraz kalus, dzięki czemu można było śledzić embriogenezę bezpośrednią i pośrednią. [Lema-Rumińska i wsp. 2013, s. 1–2]

Pożywki zawierały kwas abscysynowy, ABA, w stężeniach od 0 do 100 µM. Dla bezpośrednio rozwijających się zarodków korzystniejsze były niskie stężenia do 1 µM, przy których obserwowano wydłużanie. Przy 10–100 µM rozwój ulegał zahamowaniu i występowała utrata turgoru. Jednostka µM oznacza mikromole substancji w litrze. [Lema-Rumińska i wsp. 2013, s. 2–5]

W regeneracji przez kalus porównano ponadto stężenia sacharozy 1%, 3% i 5%. Wyższy udział sacharozy sprzyjał wzrostowi liczby zarodków i świeżej masy kalusa w tym układzie. ABA wpływał na proliferację i wygląd tkanki, natomiast jego wpływ na liczbę i dojrzewanie zarodków pośrednich był odmienny od reakcji zarodków rozwijających się bezpośrednio. [Lema-Rumińska i wsp. 2013, s. 4–6]

Stan tkanki zmienia odpowiedź

Zarodki kuliste, kalus i pędy regenerujące znajdują się na różnych etapach organizacji. Ich odmienna reakcja na regulator wzrostu wynika z różnego programu rozwojowego i stanu fizjologicznego. Porównanie tych prac pokazuje, dlaczego wynik rozmnażania opisuje się osobno dla indukcji, wzrostu, ukorzeniania i aklimatyzacji. [Ivannikov i wsp. 2022][Lema-Rumińska i wsp. 2013]

Formy monstrualne wykorzystane w doświadczeniu są materiałem hodowlanym o określonym wyglądzie. Badanie pożywek opisuje ich regenerację. Pochodzenie zaburzeń wzrostu stanowi osobny temat, omówiony w artykule o formach cristata i monstrualnych. [Lema-Rumińska i wsp. 2013]