Тканинна культура рослин канабісу: що це таке?

• 1. Історія тканинної культури
• 2. Основи тканинної культури
• 3. Що таке тканинна культура рослин і як це працює?
• 4. Тканинна культура vs клонування
• 4. a. Клонування
• 4. b. Тканинна культура рослин
• 5. 5 кроків тканинної культури
• 5. a. Як провести тканинну культуру в домашніх умовах
• 5. b. Довідник хімічного складу
• 6. Висновки

Тканинна культура передбачає взяття живої тканини з рослини та вирощування цієї тканини в повноцінну рослину у стерильних умовах. Цей процес існує з 1885 року, але відносно новий для насіння канабісу, хоча є дуже ефективним і застосовується для більшості видів рослин. В результаті тканинної культури отримують стабілізоване джерело рослинної тканини, яке техніки можуть зберігати завдяки розмноженню рослинних клітин. Зберігаючи цю гермоплазму в чистих і безпечних лабораторіях, вони можуть постійно розмножувати певні культури та фенотипи рослин. Ця техніка допомагає зберігати рідкісні рослини або підтримувати живими продуктивні та потужні фенотипи для подальшого використання у полі. Ви можете розглядати тканинні культури як «банки» генетики, які зберігаються в особливих умовах до моменту, коли знадобиться пересадка в горщик або відкритий ґрунт.

1. Історія тканинної культури

Історія тканинної культури почалася в 1885 році, коли німецький зоолог спробував культивувати тканину з ембріона курчати, але лише в 1907 році американський зоолог успішно виростив нервову клітину жаби.

Пізніше, у 1910 році французький хірург удосконалив цю техніку та визначив, що таке тканинна культура. Після визначення та встановлення методики було проведено багато успішних експериментів, які дозволили іншим дослідникам вирощувати стовбурові клітини в умовах in vitro. Це дало значний поштовх біології людини та регенеративній медицині. Але ви можете спитати себе: Як це стосується канабісу?

2. Основи тканинної культури

Перш ніж поглиблюватися у тканинну культуру, механізм її роботи та відмінності від клонування, дізнаємося про базові речі.

Дослідження

Якщо ви хочете спробувати тканинну культуру вдома, спочатку проведіть дослідження: чи вдалося комусь уже відтворити цю процедуру саме з вашим сортом. Це допоможе слідувати правильним крокам і використати їх як орієнтир — щоб знати, що і як робити, а чого уникати.

Рослинна тканина

Коли ви будете знати, що саме потрібно робити, наступний крок — отримати рослину-донор для тканинної культури. Рослина-донор повинна бути на 100% здоровою та без хвороб. Також, яку саме частину використовувати — залежить від виду рослини, тому дотримуйтесь раніше згаданих рекомендацій, щоб підвищити шанси на успіх. Важливо, щоби все проходило у чистому середовищі: одяг, інструменти та приміщення мають бути стерильними, адже контамінація — основна причина невдач.

Повітря

Далі — повітря, адже рослинам необхідне чисте повітря. Щоб забезпечити чистоту, можна купити герметичну бокс-рукавичку або зробити її самостійно з використанням старого акваріума та ПВХ-труб, наприклад.

Середовище

Одна з найважливіших частин тканинної культури — це середовище, адже тут буде рости рослина, коли підросте. Середовище має бути гелеобразною речовиною, яка забезпечує стабільність та підтримку для розвитку коренів та росту, а також містить поживні речовини для отримання енергії рослиною. Саме тому одне з найпоширеніших середовищ — агар.

Тепер, коли ви загалом розумієте основи, читайте далі, щоб дізнатися, як проводиться тканинна культура канабісу та інших рослин. Пам’ятайте, що цей процес досить складний без необхідного обладнання, але не хвилюйтеся: ви завжди можете скористатись клонуванням. Кількість клонів залежить від кількості гілок на вашій рослині, проте цей спосіб значно простіший і не вимагає великого досвіду. Все, що потрібно — гель для клонування і ножиці!

3. Що таке тканинна культура рослин і як це працює? 

Тканинна культура — це саме те, що пояснювалося вище: ви берете кілька шматочків рослинної тканини або клітин і отримуєте сотні або навіть тисячі ідентичних клонів. Цей метод дозволяє зберігати певний сорт майже вічно і вимагає мінімуму простору і зусиль. Як і звичайне клонування, тканинна культура починається з невеликої частини рослини, яку ви хочете клонувати. Але на відміну від звичайного клонування, цей зразок обрізають, стерилізують і, після очищення, поміщають у поживне середовище, яке містить не лише поживні речовини, а й гормони та цукри.

Поживне середовище підбирають індивідуально для кожної культури, адже поживні речовини і гормони запускають певні стадії розвитку. Якщо ви хочете стимулювати ріст, розвиток коренів та/або множення (коли рослина достатньо виросла), потрібно підбирати харчування під бажану мету. Але суть у тому, що, маючи трохи тканини, згодом її можна розділити на сотню шматків для окремого клонування. Коли ці тканини виростуть, їх підживлюють середовищем, яке стимулює вкорінення і подальший ріст.

4. Тканинна культура vs клонування

З розвитком індустрії канабісу комерційні фермери шукають способи отримати більший урожай і потужність у коротші терміни. Там, де це можливо, вони переходять від клонування до тканинної культури. Чому саме?

Клонування 

Як ви вже знаєте, клонування — це відрізання живця від рослини та очікування, поки він укорениться для подальшого росту. Такий клон стає точною копією своєї «матері».

Але клони можуть бути ненадійними, як і сіянці, бо дуже складно забезпечити високу виживаність. Крім того, вони сприйнятливі до шкідників, інфекцій, хвороб, і з кожним новим поколінням усе легше отримати генетичні мутації. Із тканинною культурою все по-іншому.

Тканинна культура рослин

Процес тканинної культури відносно простий, але вимагає контролю для підтримки потрібних умов. В лабораторіях для цього потрібне:

Стерилізація

Тканинна культура вимагає ідеального середовища для росту рослин, де все легко засвоюється, але таке середовище ідеальне й для бактерій і шкідливих організмів, тому все має бути стерилізоване. Це життєво необхідно, бо грибки або бактерії можуть знищити ваші рослини. Треба стерилізувати не тільки лабораторію, а й інструменти, обладнання і саму рослинну тканину (експлант).

Стерильне (асептичне) середовище 

Вкрай важливо проводити весь процес у повністю стерильному середовищі, тому у ідеалі створюється спеціальна камера, де можна торкатися вже стерильного обладнання. Спеціальне середовище потрібне щоразу, коли ви відкриваєте обладнання, інструменти чи тканину до повітря.

Хвороби легко потрапляють у робочі приміщення, грибкові спори постійно знаходяться в повітрі. Щоб уникнути контамінації рослин in vitro (тобто у скляних ємностях, наприклад, у чашках Петрі), техніки часто працюють біля ламінарної шафи. Вона використовує вентилятори та HEPA-фільтр — обладнання, що здатне фільтрувати навіть найдрібніші забруднення з повітря, як-от віруси, бактерії і спори грибів. Очищене повітря продувається по поверхні експлантів, запобігаючи їх забрудненню.

Спеціальне живильне середовище

При тканинній культурі готується стерильне середовище, яке містить поживні речовини, цукор, воду та місце для росту рослини. Середовище постачає все, що потрібно до повного формування рослини. Таке середовище можна зробити вдома зі спеціального порошку, цукру та дистильованої води з рН 5,8. Попри відносну простоту, це вимагає суворої безпеки.

5. 5 кроків тканинної культури

Ось 5 простих кроків рослинної тканинної культури у лабораторії. Врахуйте, що це резюме усього процесу.

1. Виберіть рослину для роботи;
2. Помістіть тканину у стерильне середовище, відокремте шматок, очистіть і розмістіть у відповідному середовищі;
3. Забезпечте правильні умови і чекайте, доки тканина розмножиться (зазвичай 14 днів);
4. Стимулюйте укорінення;
5. Пересадіть у фінальну ємність і дайте зростати.

Якщо ж ти хочеш детальний посібник і як зробити це вдома — нижче інструкція. Просто врахй, що знадобиться дороге обладнання: навіть для DIY-варіанту потрібна спеціалізована апаратура.

Як провести тканинну культуру в домашніх умовах

Якщо цікавить гайд, як зробити тканинну культуру канабісу — ось детальний покроковий опис. Як зазначалося, знадобиться спеціальне обладнання, але зробити це вдома цілком реально.

Стадія ініціації (1-2 тижні)

Крок 1

Включіть ламінарну шафу і дайте їй попрацювати мінімум 30 хв перед початком. Якщо шафи немає — скористайтеся спиртовкою або лампою, працюйте поряд з полум'ям.

Крок 2

Продезінфікуйте ламінарну шафу 70% етиловим спиртом, але не розпилюйте його безпосередньо на фільтр.

Крок 3

Увімкніть стерилізатор і дайте йому нагрітися 20 хв.

Крок 4

Стерилізуйте пачку паперу у сухому режимі, потім простерилізуйте ємкості, воду та твійн у повільному режимі.

Крок 5

Для приготування середовища візьміть посудину, залийте її водою зворотного осмосу, дистильованою або деіонізованою (ідеально). Для 1л середовища залийте 900 мл води. Додайте комплекс добрив до EC 1,5, додайте 30г/л цукру і відрегулюйте pH до 5,7, додайте 6г/л агару і залийте у автоклавуєму пляшку (не наповнюйте до краю). Простерилізуйте 15 хв, після чого розлийте по 50 мл у кожен стерильний контейнер.

Крок 6

Тепер, маючи готове середовище, приготуйте розчин 0,5% відбілювача та 0,1% стерильного твіну 20. Якщо є тільки 2,75% відбілювач, додайте 181 мл на 1л.

Крок 7

Наповніть ємність невеликою кількістю води, помістіть туди матеріал канабісу, переконайтеся, що рослина здорова. Якщо матеріал зберігатиметься більше 1 години, помістіть його у холодильник з льодом і якнайшвидше занурте у воду.

Крок 8

Візьміть стерильну, що герметично закривається ємність, заповніть її на 80% розчином відбілювача/твіну, додайте рослинний матеріал і закрийте.

Крок 9

Струшуйте обережно 20 хв і потім струшувати сильно 20 сек по закінченню перших 20 хв.

Крок 10

Перемістіть матеріал у нову ємність з 80% стерильною водою, легко струшуйте 5 хв і повторіть процедуру ще 2 рази.

Крок 11

Використовуйте стерильні пінцети, щоб перенести матеріал на стерильний папір (для видалення зайвої вологи), потім помістіть по одній частині у кожну ємність. Рослина має стояти вертикально і бути поставленою на стелаж при 25°C за світлового режиму 18/6 не менше 3 тижнів. Після готовності — у вас буде готовий клон, який можна вирощувати у будь-якому середовищі: на вулиці або в приміщенні.

Довідник хімічного складу 

Майте на увазі: існують різні типи середовищ, мінерали та їх кількість відрізняється. Цей гайд базується на середовищі Мурашіге-Ского як приклад, тому збираючи власну суміш, обов’язково з’ясуйте, які інгредієнти й у якій кількості потрібно саме для вашого середовища.

Це важливі елементи, які ваші рослини канабісу мають отримувати у великій кількості — без них тканинна культура неможлива, і рослини не виростуть зеленою масою.

Ці мікроелементи необхідні вашим рослинам у меншій кількості, але вони також критично важливі для тканинної культури. Без них рослини не ростимуть правильно і проявлять симптоми нестачі.

Ці вітаміни життєво необхідні для метаболізму рослини, особливо при тканинній культурі, — тож забезпечте їх надходження у правильній кількості.

6. Висновки

Тканинна культура канабісу може здатися складною, але вона досить проста — просто потрібно підтримувати оптимальні умови й дотримуватися техніки безпеки для досягнення високої виживаності. Ми знаємо, що ця методика відносно нова та може бути дорогою, тому не всі мають доступ до відповідного обладнання. Але якщо ви працюєте або вже створили свою власну лабораторію вдома — поділіться знаннями з іншими grower'ами в коментарях нижче!

Зовнішні джерела

1. Plant Tissue Cultures. - Kärkönen, Anna & Santanen, Arja & Iwamoto, Kuninori & Fukuda, Hiroo. (2020). 
2. Nanotechnology and Plant Tissue Culture. - Tariq, Amina & Ilyas, Saiqa & Naz, Shagufta. (2020). 
3. Plant Tissue Culture Media, Recent Advances in Plant in vitro Culture. - Annarita Leva and Laura M. R. Rinaldi (2012).