Reakcja obiektu umieszczonego na pożywce:
" kontynuacja naturalnego wzoru rozwojowego,
zgodnego z kompetencjami tkanki czy organu
rośliny
" zmiana naturalnego wzoru rozwojowego, która
może nastąpić w sposób spontaniczny lub po
zastosowaniu określonych fitohormonów w
różnych kombinacjach i stężeniach
Najczęściej stosowane kultury in vitro:
- kultury kalusa
- kultury merystemów
- kultury protoplastów
- kultury zawiesin komórkowych
- kultury pylników, mikrospor i niezapłodnionych
zalążków lub zalążni
- kultury zarodków (dojrzałych i niedojrzałych)
Kultura kalusa
Kultura kalusa
Czynniki, od których zależy
wynik kultury in vitro:
1. Wewnętrzne (związane bezpośrednio z eksplantatem):
" genotyp rośliny, dawcy eksplantatu (rodzaj, gatunek,
odmiana)
" rodzaj organu, tkanki oraz jego wielkość oraz stopień
zróżnicowania eksplantatu
" stan fizjologiczny rośliny dawcy eksplantatu
" wiek rośliny dawcy eksplantatu
2. Zewnętrzne:
" światło  spektrum, natężenie, cykl dobowy
" temperatura
" pożywka
Funkcje pożywki:
1. Dostarcza składników do wzrostu i rozwoju
ekspalantatów
2. Odbiera metabolity wtórne i substancje
szkodliwe oraz je neutralizuje
3. Spełnia rolę fizycznego utrzymania
Wybór odpowiedniej pożywki
musi uwzględniać:
" Specyfikę uprawianego obiektu (gatunek,
odmiana, wymagania pokarmowe);
" Stopień złożoności ekspalntatu (fragmenty
organów roślinnych, konkretne tkanki,
zawiesina komórek, protoplasty);
" Cel kultury i jego zgodność z naturalnym
wzorem rozwojowym uprawianego
obiektu.
Najczęściej używane pożywki
1. O wszechstronnym zastosowaniu
 MS  Murashige i Skoog, 1962;
 LS  Linsmeier i Skoog, 1965
 B5  Gamborg i in. 1968
2. Inne
 N6  Nitsch i Nitsch, 1969  kultura pylników
 K3  Kao i in. 1974  kultura protoplastów
 WPM  Lloyd i McCown, 1981  rośliny
drzewiaste
Składniki pożywki:
1. Makroelementy  podawana w postaci soli
rozpuszczalnych w wodzie
2. Mikroelementy  podawana w postaci soli
rozpuszczalnych w wodzie
3. Związki organiczne:
A. Witaminy
a) Kwas nikotynowy
b) Pirydoksyna
c) Tiamina
d) M-inosytol
B. Aminokwasy
a) Glicyna
C. y
ródło węgla organicznego
a) Monocukry  glukoza, fruktoza
b) Dwucukry  sacharoza
Regulatory wzrostu:
1) Auksyny:
A. Naturalne
a) IAA  kwas indolilo-3-octowy
b) IBA  kwas indolilo-3-masłowy
B. Syntetyczne
a) NAA  kwas naftylo-1-octowy
b) 2,4-D  kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy
c) 2,4,5-T  kwas 2,4,5-trichlorofenoksyoctowy
d) Dicamba - kwas 2-metoksy-3,6-dichlorobenzoesowy
e) Picloran - kwas 4-amino-3,5,6-trichloropikolinowy
2) Cytokininy:
a) Zeatyna  6-(ł-hydroksymetylo, ł-metyloalliloamino)puryna
b) Kinetyna  N-6-furfuryladenina (Kin)
c) 6-benzyloaminopuryna (BAP)
d) 2-izopentyloadenina (2iP)
e) Thidiazuron - 1-fenylo-3-(1,2,3-thiadiazolo-5-ylo) mocznik
Regulatory wzrostu:
3) Gibereliny:
a) Kwas giberelinowy  GA3
4) Inhibitory wzrostu:
a) ABA  kwas abscysynowy
Mikrorozmnażanie roślin
" Technika mikrorozmnażania (rozmnażania
klonalnego) pozwala rozmnożyć w warunkach in
vitro materiał roślinny z niewielkich fragmentów
roślin, tkanek lub pojedynczych komórek i otrzymać
tym sposobem dużą ilość sadzonek w stosunkowo
krótkim czasie.
" Jako eksplantaty pierwotne wykorzystywane są tu
przede wszystkim tkanki merystematyczne,
składające się z młodych, szybko dzielących się
komórek. Tkanki te pozbawione są patogenów
grzybowych i wirusów, stąd dają początek zdrowym
roślinom
Mikrorozmnażanie (rozmnażanie klonalne, szybkie klonowanie)
Tytuł scMikrorozmnażanie (rozmnażanie klonalne, szybkie klonowanie)hematu
Mikrorozmnażanie
Embriogeneza somatyczna Organogeneza
bezpośrednia pośrednia bezpośrednia pośrednia
kultura merystemów kultura fragmentów pędów
(rozwój pąków bocznych) (rozwój pąków bocznych)
Mikrorozmnażanie in vitro
" Rozmnażanie cennych materiałów
występujących w nielicznych
egzemplarzach;
" Rozmnażanie materiałów matecznych;
" Tworzenie klonów z materiałów
mieszańcowych;
" Produkcja zdrowego materiału;
" Produkcja sadzonek in vitro;?
Embriogeneza somatyczna
Embriogeneza somatyczna
Szybki i wydajny sposób wegetatywnego
rozmnażania roślin polegający na indukcji
rozwoju zarodków somatycznych
(embrioidów) z tkanki somatycznej w
warunkach in vitro.
Embriogeneza somatyczna
" Pozwala na uniezależnienie produkcji cennego
materiału siewnego od czynników klimatycznych;
" Umożliwia przyspieszenie tworzenia nasion u
roślin charakteryzujących się długim cyklem ich
produkcji;
" Somatyczne zarodki mogą być bezpośrednio lub
po wysuszeniu i/lub otoczkowaniu
wykorzystywane jako tzw. sztuczne nasiona
(someseed, artifficial seed, synthetic seed).
Embriogeneza somatyczna i
zygotyczna - podobieństwa i różnice
Embriogeneza in vivo Embriogeneza in vitro
gametyczna
zygotyczna somatyczna
z mikrospor
z zapłodnionej
z komórek
komórki jajowej
somatycznych
z izolowanych i
kalus połączonych gamet
apomiktyczna
z niezapłodnionych
komórek woreczka
zalążkowego
Etapy embriogenezy
Embriogeneza somatyczna i zygotyczna -
różnice
1. Zarodki zygotyczne in vivo
1. Zarodki somatyczne
rozwijają się w woreczku
rozwijają się w warunkach
zalążkowym w wyniku
in vitro bezpośrednio lub
fuzji gamet.
pośrednio z komórek
2. Zarodki zygotyczne
eksplantatu pierwotnego.
podczas rozwoju w
2. Zarodki somatyczne nie
stadium
mają suspensora.
wczesnoglobularnym
rozwijają suspensor, który
3. Globularne stadia
zanika w stadium torpedy
zarodków somatycznych są
lub pozostaje w stadium
większe niż zygotycznych.
szczątkowym.
4. Merystem wierzchołkowy
3. Globularne stadia
zarodków somatycznych
zarodków zygotycznych są
jest słabiej rozwinięty.
mniejsze niż
somatycznych.
4. Merystem wierzchołkowy
zarodków zygotycznych
jest lepiej rozwinięty.
5. Zarodki zygotyczne
5. Zarodki somatyczne
wytwarzają jeden liścień
wytwarzają dwa i więcej
(rośliny jednoliścienne) lub
liścieni i często są one drobne.
dwa liścienie (rośliny
6. W rozwoju zarodka
dwuliścienne).
somatycznego nie ma procesu
6. Rozwojowi zarodka
tworzenia się bielma.
zygotycznego towarzyszy
7. Zarodki somatyczne nie są
rozwój bielma.
okryte okrywą nasienną, stąd
7. Zarodki zygotyczne otoczone są
nie ma stadium liścieniowego w
zawsze okrywą nasienną.
postaci  laski .
8. Rozwój zygotycznego zarodka
8. Zarodki somatyczne naturalnie
kończy się powolnym
nie przechodzą procesu
odwodnieniem, które powoduje
uśpienia, kiełkują
stopniową redukcję
przedwcześnie.
metabolizmu, zatem wraz z
9. Zarodki somatyczne produkują
utrata wody z tkanek nasienia
takie same materiały zapasowe
zarodek przechodzi w stan
jak zygotyczne, ale w innym
spoczynku.
czasie i w innych ilościach.
Geneza zarodków powstających w
wyniku embriogenezy somatycznej:
1. Pojedyncza komórka zarodek
2. Pojedyncza komórka PEM zarodek
Pojedyncza komórka zarodek
" Większość zarodków somatycznych
wywodzi się bezpośrednio z pojedynczej
komórki.
" Jest to możliwe, gdy eksplantatami są
zarodki zygotyczne, komórki ośrodka,
synergidy lub epiderma liścieni.
Pojedyncza komórka PEM zarodek
" Pojedyncza komórka dzieląc się doprowadza do
wytworzenia niewielkiej grupy komórek zwanej
proembriogeniczną masą komórek  PEM (ang.
pre-embryogenic mass).
" Cechą charakterystyczną komórek tworzących
PEM jest to, że nie rozłączają się po podziałach i
wszystkie komórki wchodzące w skład
pojedynczego PEM-u uczestniczą w formowaniu
jednego lub kilku zarodków somatycznych.
" Jest to możliwe w przypadku zawiesin
komórkowych, kultur kalusa lub protoplastów.