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Gewebekulturtechniken in Pflanzen, Verfahren zur Einrichtung eines Darlehens für die Einrichtung von Gewebekulturen und Gewebekulturen.
Was ist Gewebekultur? Gewebekultur ist die Kultivierung einer Pflanze unter Verwendung eines Stecklings oder eines anderen Pflanzengewebes. Die Gewebekultur ist die häufigste Form der Pflanzenreproduktion und des Klonens im Gewächshaus. Gewebekulturen können verwendet werden, um Pflanzen zu reproduzieren, die eine außergewöhnliche Krankheitsresistenz aufweisen, oder eine andere gewünschte Eigenschaft. Das kultivierte Gewebe kann aus einer einzelnen Zelle bestehen, eine Population von Zellen, und ein Teil einer Orgel. Zellen in Kultur können sich vermehren; Größe ändern, Form, spezialisierte Tätigkeit ausstellen; oder mit anderen Zellen interagieren.
Gewebekulturtechniken werden häufig für die kommerzielle Herstellung von Pflanzen sowie für die Pflanzenforschung verwendet. Bei der Gewebekultur werden kleine Pflanzengewebestücke verwendet, die in einem Nährmedium unter sterilen Bedingungen kultiviert werden. Unter Verwendung der geeigneten Wachstumsbedingungen für jeden Explantattyp, Pflanzen können dazu gebracht werden, schnell neue Triebe zu bilden, und, mit der Zugabe von richtigen Hormonen neue Wurzeln. Diese Pflänzchen können geteilt werden, große Mengen neuer Pflänzchen zu produzieren. Die neuen Pflanzen können dann in Erde gesetzt und wie gewohnt angebaut werden. Gewebekulturmedien , es ist eine Gruppe von Systemen, die verwendet werden, um Pflanzenzellen zu züchten, Gewebe oder Organe unter sterilen Bedingungen auf einem Nährkulturmedium bekannter Zusammensetzung. Pflanzengewebekulturen werden weit verbreitet verwendet, um Klone einer Pflanze in einem als Mikropropagation bekannten Verfahren zu erzeugen.
Die Saatkultur ist die Art der Gewebekultur, die hauptsächlich für Pflanzen wie Orchideen verwendet wird. Für diese Methode, Explantate werden aus einer in vitro gewonnenen Pflanze gewonnen und in eine künstliche Umgebung eingebracht, wo sie sich vermehren.
Embryokultur ist die Art der Gewebekultur, die die Isolierung eines Embryos aus einem bekannten Organismus für das In-vitro-Wachstum beinhaltet. Die Embryokultur kann die Verwendung eines reifen oder unreifen Embryos beanspruchen. Während reife Embryonen in Kultur hauptsächlich aus reifen Samen gewonnen werden, beinhaltet die Verwendung von unreifen Embryonen aus Hybridsamen, die nicht keimten. Dabei der Embryo ist schließlich in der Lage, eine lebensfähige Pflanze zu schaffen. Für die Embryokultur, die Eizelle, Samen, aus dem der Embryo gewonnen werden soll, sterilisiert werden, und der Embryo muss nicht erneut sterilisiert werden. Salzsaccharose kann verwendet werden, um dem Embryo Nährstoffe zu geben. Die Embryokultur wird mit organischen oder anorganischen Verbindungen angereichert, anorganische Salze sowie Wachstumsregulatoren.
Die Kalluskultur wird durch die Proliferation des Elterngewebes gebildet. Die Zellen eines Kallus sind parenchymatös, amorph und unorganisiert. Allgemein, Kalluskultur entsteht als Folge einer Verletzung an den abgeschnittenen Enden eines Stängels oder einer Wurzel. Ein lokalisiertes Aktivitätszentrum wird in einem Kallus aufgezeichnet.
Dies kann eine Differenzierung und Erhaltung der Architektur ermöglichen. Die Organkultur bezieht sich auf die In-vitro-Kultur und Erhaltung eines herausgeschnittenen ursprünglichen Organs oder des ganzen oder eines Teils eines Organs in Bezug auf Art und Funktion.
Androgenese ist die In-vitro-Entwicklung haploider Pflanzen, die aus potenten Pollenkörnern durch eine Reihe von Zellteilungen und Differenzierungen hervorgehen.
Dies ist der Prozess, bei dem eine einzelne oder eine Gruppe von Zellen den Wachstumsweg einleitet, der zur reproduzierbaren Regeneration von eineiigen Embryonen führt, die keimfähig sind, um vollständige Pflanzen zu bilden.
Lebende Kulturen können direkt mit einem Mikroskop untersucht werden, oder sie können mit Hilfe von Fotografien und bewegten Bildern beobachtet werden, die durch das Mikroskop aufgenommen wurden. Zellen, Gewebe, und Organe können getötet werden, Fest, und zur weiteren Untersuchung gefärbt. Nach der Fixierung, Proben können eingebettet und in dünne Abschnitte geschnitten werden, um zusätzliche Details unter einem Licht- oder Elektronenmikroskop zu offenbaren.
Zellen in Pflanzengewebekulturen werden einem breiten Spektrum experimenteller Behandlungen unterzogen. Zum Beispiel, Viren, Drogen, Vitamine, der Kultur können krankheitserregende Mikroorganismen zugesetzt werden. Wissenschaftler beobachten dann die Zellen, Suche nach globalen Veränderungen im Zellverhalten nach Veränderungen in bestimmten Molekülen, wie Veränderungen in der Expression eines bestimmten Proteins.
Die Pflanzengewebekultur hat zahlreiche Entdeckungen in den biologischen Wissenschaften ermöglicht. Es hat sich ergeben, grundlegende Informationen über Zellen bezüglich ihrer Zusammensetzung und Form; ihre biochemische, genetisch, und reproduktive Aktivität; und ihre Ernährung, Stoffwechsel, spezialisierte Funktionen. Es sind auch Alterungs- und Heilungsprozesse; die Auswirkungen von körperlichen, chemisch, und biologische Mittel; und die Unterschiede zwischen normalen Zellen und abnormalen Zellen, wie Krebszellen. Die Arbeit mit Pflanzengewebekulturen hat geholfen, Infektionen zu erkennen, und Chromosomenanomalien, Tumore kategorisieren, und um Medikamente und Impfstoffe zu formulieren und zu testen.
Seit der Entdeckung, dass bestimmte Viren in Gewebekulturen wachsen, die Technik wurde verwendet, um Impfstoffe gegen Poliomyelitis herzustellen, Masern, Mumps, und andere Infektionskrankheiten. Zellkulturen haben virale Inhibitoren produziert, einschließlich Interferon. Hormone werden aus Zell- oder Organkulturen hergestellt. Kultivierte weiße Blutkörperchen von zwei Personen können verwendet werden, um die Kompatibilität zwischen potenziellen Spendern und Empfängern von Gewebetransplantaten zu bestimmen.
Die Initiationsphase ist der erste Teil der Pflanzengewebekultur. Hier, das interessierende Gewebe wird entnommen und sterilisiert, um zu verhindern, dass Mikroorganismen den Prozess negativ beeinflussen. In dieser Phase wird das Gewebe in die Kultur eingeleitet.
Die Vermehrungsphase ist der zweite Schritt der Gewebekultur, bei dem das in vitro-Pflanzenmaterial erneut aufgeteilt und dann in das Medium eingebracht wird. Hier, das Medium aus geeigneten Komponenten für das Wachstum besteht, einschließlich Regulatoren und Nährstoffen. Diese sind für die Vermehrung des Gewebes und die Bildung von Mehrfachtrieben verantwortlich.
Pflanzen werden wieder übertragen, in der Laminar-Flow-Haube, auf ein Medium, das die Triebe verlängert. Dies ist das Stadium, in dem die Stängel der Pflanzen in die Länge wachsen und beginnen, kleinen Pflanzen zu ähneln.
In diesem Stadium werden Wurzeln gebildet. Hier, Hormone werden benötigt, um die Wurzelbildung zu induzieren, &folglich komplette Pflänzchen. Dies kann bei der Gewebekulturarbeit im Gewächshaus vorkommen, je nach Sorte. Die länglichen Triebe werden vom Grundgewebe abgeschnitten und auf Medien gelegt, die Auxine enthalten, zum Rooten. Sobald Wurzeln sichtbar sind, die Pflanzen können ins Gewächshaus gepflanzt werden. Pflanzen aus der Laborumgebung wachsen bei hoher relativer Luftfeuchtigkeit und sind sehr zart. Sie müssen beim Transport ins Gewächshaus sehr genau untersucht werden, um sicherzustellen, dass sie sich richtig akklimatisieren.
Die Vermehrung durch Gewebekultur erfordert eine Reihe von Laborgeräten. Die verschiedenen Geräte und ihre Funktionen sind;
Autoklav: Die Sterilisation aller Glasapparaturen und Kulturmedien kann mittels Dampf im Autoklaven erfolgen.
Analysen- oder Top-Pan-Waagen: Zur genauen Messung verschiedener Bestandteile von Kulturmedien, diese Salden wären erforderlich. Aufsatzwaage wird zum Abmessen größerer Mengen verwendet, während die Analysenwaage zum Messen kleinerer Mengen verwendet wird.
pH-meter: Es wird zum Messen und Einstellen der Wasserstoffionenkonzentration des Kulturmediums oder der Lösung verwendet. Die Wasserstoffionenkonzentration möchte genau aufrechterhalten werden, um ein optimales Pflanzenwachstum zu erreichen.
Laminar Air-Flow-Schränke: In diesen Kabinetten werden auf Explantaten entwickelte Sprosse von Clustern getrennt und unter sterilen Bedingungen auf frisches Medium übertragen.
Destillationssets: Das zur Herstellung von Nährmedien zu verwendende Wasser muss frei von allen Verunreinigungen und Salzen sein.
Klimaanlagen mit Stabilisatoren: Aufrechterhaltung der bevorzugten Temperatur im Wachstumsraum, Impfraum oder Kulturtransferraum wäre mit Klimatisierung dieser Bereiche möglich.
Mikroskope: a) Stereomikroskop:Dies würde es ermöglichen, kleine Meristeme aus den Triebspitzen herauszutrennen, indem die Schutzhüllen der Blattprimordien entfernt werden.
Flaschenwaschanlage: Da eine große Anzahl von Flaschen oder Gefäßen, in denen Pflanzen entwickelt werden sollen, vor der Verwendung wiederholt gewaschen werden müssen, eine automatische Flaschenwaschanlage wäre hilfreich.
Tabletts: Tragkonstruktion für Kulturflaschen oder Gefäße.
Luken: Durchgangsboxen, die als Gateway zwischen Reinraum und Halbreinraum für den Austausch von Materialien dienen.
Seziersets: Diese sind für die Trennung von Trieben und die Vorbereitung von Mikrostecklingen erforderlich.
Pflanzengewebekulturen werden verwendet, um Tausende genetisch identischer Pflanzen aus einer einzigen Elternpflanze, den sogenannten Soma-Klonen, zu vermehren. Da dieser Mikrovermehrungsprozess zu Tausenden neue Pflänzchen hervorbringt, Es wurde weit verbreitet für die Herstellung von kommerziell wichtigen Pflanzen verwendet, einschließlich Nahrungspflanzen wie Tomate , Banane , und Apfel , usw. Ein Beispiel für die Anwendung der Mikropropagation wurde in der Orchideenzucht beobachtet, da sie aufgrund der Zugänglichkeit von Millionen von Pflänzchen dank Gewebekulturmethoden exponentiell zunahm. Warum ist Pflanzengewebekultur wichtig? In dieser Kultur, Das Wachstumsmedium oder die Kulturlösung ist sehr wichtig, da es zum Aufwachsen von Pflanzengewebe verwendet wird, da es verschiedene Pflanzennährstoffe in Form von "Gelee" enthält, die als Agar und Pflanzenhormone bekannt sind und für das Pflanzenwachstum notwendig sind.
Umfang und Ausbildung der Pflanzengewebekultur, es bezeichnet die In-vitro-Kultivierung von Pflanzen, Samen und verschiedene Pflanzenteile (Organe, Embryonen, Gewebe, einzelne Zellen, und Protoplasten).
Die Pflanzengewebekultur ist aufgrund ihres hohen Potenzials zur Entwicklung verbesserter Nutz- und Zierpflanzen einer der am schnellsten wachsenden Bereiche der Biotechnologie. Mit den Fortschritten in der Gewebekultur, Technologie, es ist nun wahrscheinlich, dass Arten jeder Pflanze im Labor regeneriert werden. Um das Ziel zu erreichen, eine neue Anlage oder eine Anlage mit gewünschten Eigenschaften zu erstellen, Gewebekultur wird oft mit rekombinanter DNA-Technologie gekoppelt. Die Techniken der Pflanzengewebekultur haben bei der grünen Revolution maßgeblich geholfen, indem sie den Ernteertrag und die Qualität verbessert haben. Die aus Pflanzengewebekulturen gewonnenen Informationen haben zu unserem Verständnis des Stoffwechsels beigetragen. Wachstum, Differenzierung &Morphogenese von Pflanzenzellen. Aufgrund des breiten Anwendungsspektrums, Pflanzengewebekultur erregt die Aufmerksamkeit von Molekularbiologen, Pflanzenzüchter und Industrielle. Wer hat die Pflanzengewebekultur eingeführt? Im 19. Jahrhundert, die Idee, mit Geweben und Organen von Pflanzen unter kontrollierten Laborbedingungen zu experimentieren, war geboren. Zum ersten Mal im Jahr 1902, ein deutscher Physiologe, Gottlieb Haberlandt, entwickelte die Theorie der In-vitro-Zellkultur.
Im Einklang mit der Technologie und dem Ziel der Gewebekulturvermehrung, verschiedene Einrichtungen können auch unten erforderlich sein;
Land: Es ist erforderlich, ein Labor einzurichten, Mutterpflanzeneinheit, Gewächshaus &Büro. Für die Installation von Rohrschacht oder Schachtbrunnen und das Abstellen von Fahrzeugen kann Platz erforderlich sein.
Mutterpflanzen: Mutterpflanzen würden eine Gewebequelle darstellen. Ihre Leistung muss vor der Verwendung getestet werden, als Quelle für Explantate. Im Falle einer Zusammenarbeit mit etablierten Labors, Explantate aus getesteten Mutterpflanzen können kostenlos zur Verfügung gestellt werden. Andernfalls, Sammlung, Wartung und Tests von überlegenen Mutterpflanzen wären notwendig.
Labor: Ein Gewebekulturlabor besteht normalerweise aus einem Raum für die Medienvorbereitung, Medienlagerraum, Impfraum, Kulturtransferraum, Waschplatz, etc. Der Grundriss muss auf maximale Effizienz ausgelegt sein. Das Design muss die Aufrechterhaltung der optimalen Temperatur ermöglichen, Feuchtigkeit, Beleuchtung &Belüftung. Die richtige Gestaltung eines Labors wird nicht nur die Kontamination reduzieren, sondern auch eine hohe Effizienz bei der Arbeitsleistung erzielen. Richtig geplante und gestaltete Labore können sowohl die Betriebs- als auch die Energiekosten senken.
Gewächshaus in Gewebekultur: Bei der Vermehrung von Gewebekulturen ein Gewächshaus kann erforderlich sein, um Mutterpflanzen aufzuziehen und zu pflegen, damit das Wachstum der für die Gewebekultur geeigneten Organe, insbesondere bei Zierpflanzen, maximal ist und die Pflänzchen regelmäßig in einer natürlichen Umgebung abhärten. Das Gewächshaus ermöglicht die Kontrolle über Lichtintensität und Feuchtigkeit, was für die Aushärtung der Pflanzen unerlässlich ist.
Elektrizität: Wie aus den vorhergehenden Absätzen hervorgeht, kein Gewebekulturlabor kann ohne Strom funktionieren. Elektrizität ist unerlässlich, um den wachsenden Geweben und Trieben die erforderliche Lichtintensität bereitzustellen, während sie sich im Labor befinden. verschiedene Geräte und Einrichtungen zu bedienen, zu denen Klimaanlagen gehören.
Wasser: Wasser für wachsende Mutterpflanzen, Aushärtung von Pflänzchen, Kantine, Toiletten, etc. Zur Herstellung von Kulturmedien und Reagenzien wird destilliertes Wasser benötigt.
Rohes Material: Rohstoffe, die für das Gewebekulturprojekt benötigt werden, außer Explantation, sind unterschiedliche Bestandteile von Kulturmedien.
Fachpersonal: Die Kultur von Pflanzengewebe ist eine hochqualifizierte Operation. Es würde, deshalb, erforderlich sein, dass Labor- und Gewächshausarbeiter gut qualifiziert und in der Technologie erfahren sind. Ihre Ausbildung in etablierten kommerziellen Labors wäre hilfreich.
Welche Pflanzen werden durch Gewebekultur gezüchtet? Die neuen Pflanzen können dann in Erde gesetzt und wie gewohnt angebaut werden. Viele Pflanzenarten eignen sich für den Einsatz im Klassenzimmer. Blumenkohl , Rosenstecklinge, Usambaraveilchenblätter und Nelkenstängel produzieren alle leicht Klone durch Gewebekultur.
Ein halbfestes Medium wird in doppelt destilliertem Wasser hergestellt, das Makroelemente enthält, Mikroelemente, Aminosäuren, Vitamine, Eisenquelle, Kohlenstoffquelle wie Saccharose und Phytohormone. Das Medium wird zum Auflösen des Agars erhitzt und 25 ml bis 50 ml werden in jede Weithalsflasche abgefüllt. Die Gefäße mit Kulturmedien werden dann versiegelt und durch Autoklavieren sterilisiert.
Ausgangsmaterial für das Verfahren ist in der Regel eine aktiv wachsende Triebspitze einer Hilfs- oder Endknospe oder Triebspitze einer Pflanze. Das Verfahren der Pflanzengewebekultur beginnt mit der Auswahl von Mutterpflanzen mit den gewünschten Eigenschaften.
Ex-Pflanze, wenn möglich, wird das meristematische Gewebe der ausgewählten Mutterpflanze isoliert. Das ausgeschnittene Gewebe/Explantat wird mit Wasser gewaschen und dann mit einem Desinfektionsmittel wie Savlon- oder Dettol-Lösung gespült, gefolgt von einer Waschung mit sterilem Wasser. Das Gewebe wird dann zehn Minuten lang in eine 10%ige Bleichlösung getaucht, um das Pflanzengewebematerial zu desinfizieren. Abtöten der meisten Pilz- und Bakterienorganismen. Das Sterilisationsverfahren von Explantaten hängt von der Pflanzenart und den Arten der Explantate ab
Der Impfprozess wird unter aseptischen Bedingungen durchgeführt. Bei diesem Verfahren werden Explantate oder Mikrosprossen auf das sterilisierte Nährmedium übertragen.
Nach der Inokulation des Pflanzengewebes Die Flaschen werden verschlossen und in den Wachstumsraum überführt, um einen Entwicklungsprozess unter diffusem Licht bei 23 bis 27 °C und 50 bis 60 % relativer Luftfeuchtigkeit auszulösen. Licht- und Temperaturanforderungen variieren von Art zu Art und manchmal während der verschiedenen Entwicklungsstadien.
Die Kulturen werden täglich auf Wachstum und Anzeichen einer Infektion oder Kontamination beobachtet. Kulturen, die kein ausgezeichnetes Wachstum zeigen oder infiziert sind, werden verworfen. Die gesunden Kulturen entwickeln sich zu kleinen Triebknospen. Diese werden nach vier Wochen auf dem frischen Medium subkultiviert. Die Anzahl der notwendigen Subkulturen ist pflanzenartspezifisch, die standardisiert sind. Die Triebe entwickeln sich in der Regel nach vier Wochen. Nachdem sich in jedem Behälter eine ausreichende Anzahl von Trieben entwickelt hat, bis zu einer Mindesthöhe von 2 cm werden sie auf ein anderes Medium übertragen, um den Bewurzelungsprozess einzuleiten. Der Bestandteil des Bewurzelungsstandards für jede Pflanzenart ist spezifisch. Wurzeln bilden sich in der Regel innerhalb von zwei bis vier Wochen. Pflanzen in diesem Stadium sind empfindlich und erfordern eine sorgfältige Behandlung.
Durch sehr hohe Luftfeuchtigkeit im Kulturgefäß &künstliche Entwicklungsbedingungen, die Pflänzchen sind zart und daher den Feldbedingungen nicht gewachsen. Die aus dem sterilen Medium entnommenen Pflanzen werden gewaschen und unter intermittierendem Nebel gehalten oder mit sauberem transparentem Kunststoff bedeckt. Nach 10 bis 15 Tagen bei hoher Luftfeuchtigkeit die Pflanzen werden in ein Gewächshaus überführt und weitere 4 bis 6 Wochen gehalten. Sie sind dann fertig, um in ein neues Haus oder auf das Feld gebracht zu werden. Normalerweise, die Pflanzengewebekulturpflanzen werden entweder als Ex-Agar-Pflanzen oder gehärtete Pflanzen aus dem Gewächshaus verkauft.
Die zur Kultivierung verwendeten Pflanzenteile werden als Explantate bezeichnet. Die Explantate werden in-vitro auf einem Nährmedium kultiviert, das den Nährstoffbedarf deckt. Das Nährmedium muss folgendes enthalten:
Die Kulturmedien dienen auch als Medium, um Pflanzenwachstumsregulatoren zu den Stoffen zuzuführen, die ihre Morphogenese nach Bedarf bewirken. Die Gewebe der Explantate verlieren zunächst ihre Spezifität und bilden einen harten braunen Klumpen namens Kallus. Der Kallus teilt sich dann auf, um ein Pflanzenorgan oder eine ganz neue Pflanze zu vergrößern, abhängig von der Menge und Zusammensetzung der zugeführten Phytohormone. Das gesamte Verfahren erfordert zu jeder Zeit die Einhaltung strenger aseptischer Bedingungen, da eine einzelne Kontamination eine ganze Reihe von Pflanzen ruinieren kann. Warum heißt Gewebekultur in vitro Mikropropagation? Gewebekultur ist eine Vermehrungsmethode, die verwendet wird, um Pflanzen unter sterilen Bedingungen zu erzeugen. Es wird als In-vitro-Mikropropagation bezeichnet, da, die Explantate werden auf Medium gezüchtet und die genetischen Ressourcen in Form von konserviert. Mikrovermehrte Pflanzen sind frei von Viren und zeigen eine erhöhte Produktivität und Ausbeute.
Massenvermehrung von Elite-Klonen: Die Mikrovermehrung ermöglicht die Erzeugung einer großen Anzahl von Pflanzen aus kleinen Stücken der Mutterpflanze. Die Produktion erfordert mäßig kurze Zeiträume, um Pflanzen zu züchten. Je nach Art der Produktion, eine Ex-Pflanze kann sich in weniger als einem Jahr zu mehreren tausend Pflanzen vermehren.
Pflanzenverbesserung durch Gewebekultur: Creation of superior varieties of agricultural crops is possible through plant tissue culture method, which otherwise is not possible during conventional plant breeding methods.
True to Type production: a Large number of true to the type plants can be propagated within a short time and space and that too throughout the year. Zum Beispiel, it may be possible to propagate 2 to 4 lakhs of tissue cultured plants from a single bush or rose against 10 to 15 plants by conventional means. Ebenfalls, it may take about 2 to 4 months to produce a healthy planting material by tissue culture means, whereas a minimum of 6 to 8 months is required for most species by the latest method of plant propagation.
Higher yields: Tissue Culture Plants may have increased branching &flowering, greater vigor and higher yield, mostly due to the possibility of elimination of diseases.
Beneficial when conventional propagation is difficult: The process may succeed to propagate plants where seeds or conventional propagation is not possible or undesirable.
Flexible method: The flexibility of nurseries can be better. As the capital investment on the mother plant is reduced to almost zero, it can be easier to adapt to changing conditions.
The innovation of new varieties: Plant tissue culture can be utilized for breeding new varieties.
The tissue-culture export-oriented developments are eligible for refinance support by NABARD. Banks can provide loans for the activity provided the scheme is technically feasible &financially viable.
A bank loan of 75 to 80 % of the total cost of development shall be available from the financing institution. Bank loan considered in the model is 75%.
Banks are free to choose the rate of interest within the overall RBI guidelines issued from time to time. Jedoch, the final lending rate has been considered as 12% for working out the bankability of the model project.
