Înmulțirea ferigilor in vitro

Ciurea Anamaria

Peisagistică, anul III

Grupa 2

Definirea culturilor in vitro

În trecut multiplicarea vegetativă se rezuma doar la obținerea unui număr cât mai mare de plante identice pornind de la o parte a plantei intregi; în prezent, datorită tehnicilor puse la dispoziție de practica culturilor in vitro, impactul major al multiplicării vegetative nu se mai adresează doar la simpla propagare propriu zisă ci la manipularea controlată, până la nivel celular, a speciilor vegetale.

Cultura de țesuturi vegetale este știința cultivării celuleor, țesuturilor sau organelor vegetale izolate de planta mamă, pe un mediu artificial. Această știință utilizează tehnici și metode apropiate cercetării din domeniile Botanicii, Fiziologiei, Geneticii (Cătană C, 2005)

Introducere

Creșterea cererii pentru ferigile ornamentale presupune dezvoltarea unor tehnici de propagare care sa garanteze obținerea unei cantitați suficiente de plante.

Ferigile populează Pământul de mai bine de 300 de milioane de ani. Diversitatea lor este mare și se dezvoltă în multe habitate. În Carbonifer, ferigile constituiau partea dominantă a vegetației. Multe specii au disparut de-a lungul milioanelor de ani, în timp ce altele au evoluat devenind ferigile care sunt astăzi cunoscute, în numar de aproximativ 12000 de specii.

Ferigile trec prin doua etape distincte în dezvoltarea lor: faza simpla, haploidă numită gametofit și faza complexă din punct de vedere morfologic, numită sporofit. Trecerea de la gametofit la sporofit și invers coincide cu fertilizarea și sporogeneza.

Faza de gametofit începe odata cu germinarea sporilor. Gametofitul se numește protal datorită organizării sale simple; acesta trece prin diferite stadii: filamentos, spatulat și cordiform. Gametofitul matur este o structură cu forma neregulata, diferențiat într-o regiune bazală săracă în clorofilă și câțiva lobi distali cu țesut meristematic bine dezvoltat. Gametofitul prezintă o zonă îngroșată care conține anteridiile care formează gameții masculini și arhegoanele, cele care formează gameții feminini, precum și o zonă cu rizoizi pe partea inferioară a acestuia. În condiții de umiditate crescută, anteridiile se umflă și crapă, eliberând anterozoizii care vor fecunda oosfera produsă de arhegoane.

Valoarea economică a frigilor este dată de utilizarea lor ca plante decorative prin frunze. Aceste plante sunt propagate atât pe cale sexuată cât și vegetativă. Metoda vegetativă de propagare presupune utilizarea rizomilor sau a altor organe vegetative ale plantei ca material de inițiere a culturii. Aceasta este o metodă eficientă de obținere a unor plante identice din punct de vedere genetic cu planta mamă. Pe lângă rizomi, pot fi folosite și alte părți ale plantei precum: bulbi (Asplenium bulbiferum) , vârfuri de frunze (Adiantum caudatum), stoloni (Nephrolepis), muguri de rădăcină (Ophioglossum) etc. Înmulțirea sexuată presupune obținerea plantelor cu ajutorul sporilor, metodă considerată mai avantajoasă din punct de vedere economic decât cea vegetativă. Cu toate acestea, succesul culturilor inițiate din spori depinde de mai mulți factori: viabilitatea sporilor, mediul de cultură, temperatură, pH, sterilizarea și dimensiunea sporilor (Kaur, 1991).

Metodele de propagare a ferigilor in vitro sunt utilizate acum pentru producerea plantelor la scară industrială. Conform Pierik (1991), 157 de milioane de plante, adica 74% din producția totală a plantelor obținute prin micropropagare, erau specii ornamentale. Dintre acestea, aproximativ 40 de milioane erau plante pentru cultura in ghivece, prima fiind Nephrolepis cu 17.8 milioane de plante obținute prin înmulțire in vitro.

Cultura de spori

Înmulțirea ferigilor in vitro a început prin cultura sporilor pe medii artificiale în condiții axenice. Germinarea sporilor în aceste condiții, permite evitarea infectării culturii cu bacterii, ciuperci, alge și mușchi, ceea ce reprezintă o problemă în condițiile unei culturi obișnuite.

Tipurile de sterilizanți variază, cel mai utilizat în cazul ferigilor este hipocloritul de sodiu. Timpul de expunere și concentrația variază mult în funcție de materialul vegetal utilizat. Pentru sterilizare, sporii pot fi lasați pe frunze sau separați de acestea și plasați în soluția sterilă. După sterilizare, sporii sunt transferați în apă distilată prin centrifugare.

Majoritatea sporilor de la speciile de ferigi necesita expunere la lumina pentru a germina și crește, însă exista specii care necesită absența luminii pentru a germina, de exemplu Botrychium și Ophioglosum (Whittier, 1981). Abilitatea de a germina în întuneric poate varia cu varsta specimenului, temperatura și tratamentele hormonale aplicate plantei (Miller, 1968).

Timpul de germinare la sporii de feriga variază de la cateva zile, până la un an. Conform Smith și Yee, sporii de Nephrolepis germinează în 3-4 zile pe mediul de cultură, în timp ce la Ophioglossaceae germinarea are loc după șase luni în condiții de întuneric iar unele specii de Helminthostachys necesita 8 luni pentru a germina.

Mediile de cultură utilizate pentru germinarea sporilor variază, cele mai cunoscute fiind Knop (1865) și Knudson (1946).

Cerințele nutritive

Nutrienții, precum și alți factori fizici și chimici ( lumina, pH-ul, calitațile mediului de cultură), influențiază toate procesele implicate în creșterea și dezvoltarea protalului (Hotta și Osawa, 1958; Mohr, 1962; Kato, 1964; Bopp, 1968). Cerințele față de nutrienți diferă de la o specie la alta. De exemplu speciile Asplenium nidus, Dryopteris affinis, Pteris ensiformis, preferă mediile bogate în nutrienți precum Murashige și Skoog (1962). La polul opus se află speciile precum Osmunda regalis care crește mai bine pe medii sărace în nutrienți precum mediul Knop (1865)