IMGT48

Okazuje się jednak, że nie wszystkie rośliny pokolenia R1 są identyczne z roślinami matecznymi. Oznacza to, że rośliny uzyskiwane z zarodków somatycznych są niestabilne genetycznie. Problem ten jest obecnie badany i rozwiązywany z dość pomyślnym skutkiem. Gdy już będzie można zapobiec występowaniu zmienności somaklonalnej w procesie powstawania somatycznych zarodków, rozpocznie się z całą pewnością masową produkcję tzw. „sztucznych" (somatycznych) nasion.

„Sztuczne" nasiona zbudowane są z somatycznego zarodka i otaczającej go osłony. Osłonę stanowi specjalnie dobrany żel spełniający rolę ochronno-odżywczą. Funkcję syntetycznego bielma pełni alginian sodu wzbogacony substancją odżywczą, a funkcję okrywy nasiennej — alginian wapnia albo poliuretan. „Sztuczne" nasiona mogłyby być produkowane w laboratoriach taśmowo, tak jak pigułki, będące w istocie niczym innym jak mikrosadzonkami zamkniętymi w małej silikonowej kapsułce ochronnej. Jeśli uprzytomnimy sobie, że zarodek somatyczny to prawie to samo co pęd przybyszowy, tyle że od razu z korzeniem, wówczas porównanie z sadzonką nie powinno nikogo dziwić. Zanosi się więc na duży przełom w nasiennictwie i szkółkarstwie. Być może jeszcze w tym dziesięcioleciu doczekamy się „sztucznych" nasion zawierających w swym wnętrzu somatyczne zarodki krzewów i drzew produkowanych obecnie w szkółkach.

Zamiast embrioidów do kapsułkowania mogą być użyte wyizolowane in vitro wierzchołki wzrostu lub pąki boczne. Eksplantaty te, zawierające w sobie tkankę merystematyczną, dają zdecydowanie wyższą gwarancję stabilności genetycznej, ale ich przeżywalność jest daleko niższa.

7.6. Kultury pojedynczych komórek

Kultury pojedynczych komórek prowadzą do regeneracji roślin przez tworzące się in vitro pędy przybyszowe lub zarodki somatyczne.

Metoda ta obejmuje regenerację roślin w kulturach zawiesinowych (z komórek pochodzących z kalusa), w kulturach protoplastów (z komórek pozbawionych enzymatycznie ścian komórkowych) oraz w kulturach pylni-ków i ziaren pyłku (prowadzących do otrzymywania cennych dla hodowców roślin haploidalnych).

Połączenie dwóch protoplastów, pochodzących z komórek somatycznych wybranych roślin matecznych, prowadzić może do wytworzenia mieszańców cytoplazmatycznych zwanych cybrydami. Mogą to być mieszańce międzyodmianowe, międzygatunkowe, a nawet międzyrodzajowe.

Zdolność do odtworzenia całej rośliny z jednej wyizolowanej komórki jest wyrazem totipotencji tej komórki. W roku 1839 możliwość taką przewi-

104

dzieli dwaj profesorowie niemieccy. Mateusz Schleiden - botanik i Teodor Schwann - zoolog. Trzeba było jednak czekać aż 115 lat, aby teoria totipo-tencji komórki roślinnej została potwierdzona. Dokonał tego w roku 1954 Amerykanin Wiliam Muir, regenerując marchew z pojedynczej komórki pochodzącej z kultury zawiesinowej kalusa.

Badania teoretyczne wspomagające kultury in vitro prowadzą do poznania i wykorzystania w praktyce wielu niezwykle interesujących zjawisk, między innymi procesu powstawania mutacji i tworzenia roślin transgenicznych.

Somatyczna mutageneza jest następstwem spontanicznej lub indukowanej zmienności komórek organizmu roślinnego i ujawnia się w postaci mutacji. Eksplantaty ex vitro są wyjątkowo dogodnym obiektem do indukowania mutacji u wielu gatunków roślin uprawnych. Działaniu promieniowania X lub gamma poddaje się najczęściej izolowane liście lub fragmenty międzywęźli, z których później poprzez pąki przybyszowe regeneruje się rośliny o zmienionych cechach. Jeszcze inne możliwości stwarza inżynieria genetyczna, w której kultury in vitro są narzędziem niezastąpionym. W procesie transformacji genetycznej udaje się obecnie wprowadzić do komórek roślinnych obce geny - z innej rośliny wyższej, z wirusa, bakterii, drożdży lub zwierzęcia, które zmieniają właściwości biorcy w pożądanym przez hodowców kierunku. Do transferu genów wykorzystuje się również niektóre gatunki bakterii (Agrobacterium tumefaciens i A. rhizogenes), którymi zakaża się eksplantaty in vitro, pełniące rolę odbiorcy nowej informacji genetycznej. Z zainfekowanych bakterią eksplantatów rozwijają się następnie rośliny określane mianem transgenicznych o zupełnie nowych cechach, jakich w hodowli konwencjonalnej uzyskać nie można.