|
descoperire a trasat căi noi pentru cunoaşterea legităţilor
de dezvoltare a organismului pluricelular. Chiar la prima etapă a
cercetărilor au fost proiectate perspectivele aplicării în
practică a acestor proprietăţi ale celulelor.
Celula izolată şi cultivată în eprubetă cu mediul
nutritiv artificial, după o serie de diviziuni, este capabilă să
pună începutul tuturor organelor vegetative şi generatoare ale
plantei. A devenit clar că orice celulă specializată
conţine întreaga garnitură de gene, care codifică
dezvoltarea ei în orice direcţie şi, în cele din
urmă, transformarea ei în plantă. O asemenea celulă, cu
toate că a apărut în urma diviziunii celulelor somatice
(asexuate), seamănă ca funcţie cu ovulul fecundat sau zigotul.
Despre aceste celule se spune că sunt totipotente, adică au
capacitatea potenţială de a se dezvolta în orice direcţie.
Fenomenul transformării celulei într-o plantă
întreagă a fost numit embriogeneză somatică
în cultura ţesutului. Ea poate fi observată bine în
epruveta cu cultura ţesutului de morcov. Aici, în masa de celule
omogene, apare treptat o celulă ce începe să se transforme
într-o celulă zigotiformă tipică cu un nucleu mărit.
În continuare diviziunea ia contururile germenelui din ovarul florii. Dar
aici n-avem încă nici floare, nici plantă, iar germenele
înconjurat de celulele callus nu se află în sol, ci în
eprubetă. Ea trece toate fazele principale ale dezvoltării sale: se
pun bazele viitoarei rădăcini necesare pentru creşterea
tulpinii, mugurelui şi totodată a primelor frunze, cu cotiledoane.
În această etapă germenele poate fi separat din ţesutul
callus şi aşezat. într-un mediu fără hormoni,
deoarece acest mic organism vegetal poate să-i sintetizeze singur. El
începe repede să formeze sistemul radicular, apoi frunzele sectate
tipice pentru morcov. Dacă această plantă minusculară o vom
sădi în sol, ea va pune începutul unei plante normale, ce
formează o rădăcină şi o rozetă de frunze. Mai
târziu va apare, ca la orice plantă bienală, o tulpină
floriferă şi va înflori.
Bineînţeles, posibilitatea de a creşte o plantă
întreagă dintr-o celulă ne fecundată este o mare realizare
ştiinţifică. Acest fenomen este utilizat cu succes la crearea
unor soiuri noi, la înmulţirea unui exemplar interesant, de exemplu
în floricultură. Aici avem posibilitatea să nu
aşteptăm până când vor apare şi vor creşte
seminţele, ci să obţinem materialul celular necesar şi
să creştem din el într-un termen scurt un număr mare de
flori noi, identice cu exemplarul primar.
Această metodă poartă numele de clonarea plantelor. Ea
este folosită pe larg la creşterea plantelor care nu conţin
virusuri. Există sute de specii de virusuri vegetale. Ele nu sunt
periculoase pentru om, dar aduc daune mari, pentru că reduc
productivitatea culturilor agricole. Virusurile atacă mai alee plantele
care se înmulţesc prin tuberculi, butaşi şi bulbi. Numai
cartoful este afectat de aproape 20 de virusuri. Din cauza lor pierderile ajung
până la 20—30% din recoltă. În fiecare an se pierd
milioane tone de producţie. Obţinerea cartofului avirotic
sporeşte recolta lui cu 80 de procente.
A fost elaborată o serie de metode de cultivare a culturilor celulare
vegetale şi de creştere a unor plante întregi din celulele
mugurilor terminali sau ale vârfurilor rădăcinilor — ale
părţilor lipsite de virusuri. În felul acesta se face asanarea
contra virusurilor materialului săditor al cartofului, viţei-de-vie,
căpşunei, zmeurii, florilor ş. a. Experienţele au
demonstrat că de la vârful unui lăstar se pot obţine
repede zeci de mii de germeni. Dintr-o singură celulă a
vârfului de lăstar al viţei-de-vie, bunzoară, peste
trei-patru săptămâni se obţin cinci germeni care se
apucă şi ei «de lucru» şi dau noi germeni. De acum din primul
model de plantă nouă se obţin în felul acesta mii de
exemplare. Astfel cu ajutorul epruvetei, fără folosirea
câmpului şi a pepinierei, se pun bazele substituirii rapide a
soiurilor perimate.
La fel de actuală este trecerea la plante avirotice în
pomicultură. Intensificarea acestei ramuri este determinată în
mare măsură de sădirea pe plantaţiile industriale a unui
material săditor asanat. Căci ce prezintă pueţii avirotici?
Ei nu se tem de îngălbenirea şi rugozitatea frunzelor, de pete
şi de adâncituri, formate prin lovire, pe fructe, de
îmbătrânire rapidă ş. a. Recolta în livada
avirotică este cu aproape o treime mai mare decât cea medie.
La «Codru», asociaţie ştiinţifică de producţie din RM,
s-a însuşit deprinderea de a obţine acest material săditor
pentru livezile şi plantaţiile de arbuşti fructiferi: în
una dintre gospodăriile asociaţiei — a fost dat în exploatare
un mare complex de pepinieră pomicolă.
În Moldova au fost sădite plantaţii mari de fragi, baza
cărora a fost pusă în eprubetă. Este o privelişte
încântătoare să vezi cum din părticica
minusculă a mugurelui terminal se naşte treptat o tufă de frag,
micşorată de sute de ori. Acest proces, precum ne spune colaboratorul
ştiinţific N. Abramenco, seamănă cu un film cu de-sene
animate: la început punctul de jumătate de milimetru se
transformă într-un ghemuşor de culoare deschisă, apoi se
formează frunzuliţe verzi-deschise pe nişte radicele foarte
scurte. După acesta spaţiul epruvetei este cucerit de un buchet de
muguri, strâns uniţi între ei, şi, în
sfârşit, apare o miniatură exactă a cunoscutei rozete de
frunze de frag.
Este un material semincer de mare valoare. Doar virusurile, de regulă,
atacă toate celulele vii ale plantei, dar nu dovedesc să acapareze
ţesutul tânăr care se divizează activ în punctul de
creştere al lăstarului. Planta care regenerează din el este
absolut sănătoasă. Recolta de la aceste plantaţii de frag
sporeşte de două-trei ori. Tot prin această metodă poate fi
mărită mult roada de zmeur, agriş, de culturi sâmburoase
şi seminţoase.
Prin clonare se poate obţine nu numai material săditor avirotic. Prin
această metodă în principiu se pot transmite întregului
clon multe alte caractere utile, bunăoară productivitate
înaltă a unor exemplare aparte ale plantei. Aşa, în
Nigeria, la Institutul de cercetări ştiinţifice în
domeniul cauciucului, au fost separaţi cloni de heveia, care dau 1600—3600
kg de cauciuc la hectar comparativ cu 300 kg cât se obţinea de
obicei.
J. Şepard, geneticiian american, a obţinut din celule vegetale
separate ale frunzelor de cartof cloni rezistenţi la una dintre cele mai
periculoase boli ale cartofului — mana cartofului. Împreună cu unul
din colegii săi, Şepard a crescut cloni ai cartofului rezistent
contra fitoftorei timpurii. În prezent ei încarcă «să
creeze» un clon de cartof rezistent la ambele boli.
Înmulţirea pe cale vegetativă a plantelor începe să
atragă tot mai mult atenţia selecţionatorilor, care, prin
intermediul ingineriei celulare, obţin soiuri noi de plante agricole.
În primul rând sunt aplicate mai pe larg metodele de obţinere
şi utilizare a plantelor cu o garnitura unică (haploidă) de
cromozomi, care accelerează şi uşurează crearea liniilor
hibride nescindabile.
Plantele haploide sunt urmaşii nu a doi părinţi, ca de obicei, ci
a unui singur părinte. Ele se obţin de cele mai multe ori din polen —
din celula sexuală masculină. Asupra ei se acţionează cu
stimulatori speciali şi ea este silită să se dezvolte,
de parcă ar fi o celulă embrionară normală,
apărută în urma contopirii' celulei masculine cu cea
feminină. De obicei, copiii moştenesc însuşirile lor de la
tatăl şi mama, de fiecare dată în proporţii diferite.
Haploizii fixează trainic însuşirile valoroase ale plantei
genitoare. Faptul acesta reduce mult termenele de creare a soiurilor noi.
În prezent din celulele de polen s-a reuşit să se crească
peste 50 specii de plante haploide, printre care: grâul, secara, orzul,
cartoful, tutunul ş. a. Schema generală de obţinere a
haploizilor este prezentată în fig. 27.
Metoda de obţinere a plantelor haploide din celulele gametofitului
(polenului) masculin a fost numită androgeneză.
Cu ajutorul cultivării anterelor sau a polenului în medii nutritive
speciale, la început se formează aşa-zişii embrioizi, iar
apoi plantele haploide.
Uneori în cultura anterelor nu se formează embrioizi, ci un
ţesut nediferenţiat, numit calus, şi, numai după aceasta,
într-un mediu nutritiv specific pentru diferenţiere, din celulele
calusului apar plante întregi.
Obţinerea plantelor din celule haploide aparte prezintă una dintre
cele mai mari realizări ale ingineriei genice. Ea prezintă o
importanţă colosală atât teoretică, cât şi
practică. Astfel plantele haploide, care conţin numai o singură
garnitură de cromozomi, manifestă în fenotip activitatea
tuturor genelor: atât a celor dominante, cât şi a celor
recisive. Dacă anterele sau polenul din care urmează să fie
obţinute plantele haploide sunt expuse radiaţiei sau tratate cu
mutageni chimici, toate mutaţiile induse în ei se vor manifesta
în prima generaţie a plantei. Aceasta are o mare
importanţă, deoarece majoritatea mutaţiilor, de regulă,
sunt recisive şi la plantele diploide se află în stare
latentă. Iar la plantele haploide toate mutaţiile utile pot fi
separate imediat, iar apoi, într-un timp incomparabil mai scurt, prin
diploidizarea acestor plante mutante, se pot obţine noi soiuri de plante
culturale cu caractere economice utile.
Obţinerea haploizilor prin metoda androgenezei şi utilizarea lor la
selecţia plantelor are o mare importanţă. În primul
rând, pe această cale se reduce de la 7— 10 până la 1—2
ani timpul necesar pentru obţinerea liniilor homozigote. În
rândul al doilea, numărul plantelor experimentale care trebuie
studiate, de regulă, se reduce mult la acest proces. Prin urmare, volumul
total de muncă se reduce brusc şi şansele selecţiei
accelerate, mai exact, a exemplarelor de valoare, sporesc. Aceasta este
principalul în munca migăloasă a selecţionatorului.
În ultimul timp se dezvoltă intens o nouă direcţie în
genetica plantelor — selecţia gametică şi celulară. La
Academia de ştiinţe a RM a fost creat un centru interdepartamental de
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65
| 
