Historia i struktura produkcji
Kultury in vitro wykorzystywane są powszechnie do wegetatywnego rozmnażania gatunków ogrodniczych, głównie ozdobnych. W Stanach Zjednoczonych i w Europie Zachodniej metoda ta stosowana jest od lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku, ale najintensywniej rozwinęła się w latach 1980–85. W tym samym czasie także w Polsce cieszyła się dużym zainteresowaniem. Powstawały liczne laboratoria produkcyjne, które rozmnażały głównie gerberę, potem także wiele innych gatunków ozdobnych roślin doniczkowych. Obecnie w Holandii i w USA produkuje się najwięcej mikrosadzonek tych ostatnich, kolejne miejsca zajmują ozdobne rośliny cebulowe oraz uprawiane na kwiaty cięte.
Udział gatunków drzewiastych i bylin w produkcji nie jest duży, nawet w Holandii czy w USA. W tym pierwszym kraju wynosi on bez bylin około 2,4% (byliny — 2%) łącznej produkcji in vitro, w USA — 12,7% (byliny — 9,4%). W ostatnich latach w Holandii, a także w Polsce przybywa jednak drzew, krzewów i bylin rozmnażanych tą metodą, także do naszej pracowni trafiają kolejne gatunki trwałe (tabela). Struktura polskiej produkcji in vitro jest podobna do holenderskiej (nasze laboratoria rozmnażają materiał zamawiany przez ogrodnicze firmy holenderskie, a także z innych krajów UE). Stosunkowo mały udział gatunków szkółkarskich w światowej produkcji in vitro wiąże się z wysokimi kosztami rozmnażania tą metodą oraz brakiem wydajnych technologii nadających się do towarowego zastosowania.
Drzewa i krzewy
Metoda in vitro trafiła do produkcji szkółkarskiej dopiero w latach osiemdziesiątych. Jednymi z pierwszych ozdobnych krzewów, które rozmnażano na skalę produkcyjną były gatunki i odmiany z rodzaju Rhododendron. W USA badania nad mikrorozmnażaniem różaneczników i innych gatunków z rodziny Ericaceae trwały kilka lat i były finansowane przez jedną z firm szkółkarskich. Obecnie różaneczniki rozmnaża się masowo tym sposobem w USA
(fot. 1) i w Europie (Belgia, Niemcy, Polska). W Stanach Zjednoczonych różaneczniki, azalie i inne rośliny wrzosowate (rodzaje: Kalmia, Pieris, Leucothoe, Vaccinium — fot. 2) stanowią ponad 23% całkowitej produkcji in vitro drzew i krzewów. Metodą tą rozmnaża się tam również gatunki i odmiany z rodzajów: Acer, Amelanchier, Betula, Clematis, Magnolia, Malus, Nandina, Prunus, Ulmus, Syringa, Fothergilla, Hydrangea, Viburnum, Photinia. Sadzonki otrzymane z mikrorozmnażania wykorzystywane są także do zakładania plantacji drzew przeznaczonych na produkcję biomasy oraz do produkcji papieru (Populus sp., Eucalyptus sp.).
Europejskie laboratoria in vitro rozmnażają masowo wiele gatunków drzew i krzewów, również tych, które są produkowane w USA. Są to m.in. gatunki i odmiany z rodzajów: Rhododendron, Acer, Betula, Prunus, Magnolia, Malus, Hydrangea, Syringa, Kalmia, Pieris, Potentilla, Halesia, Clematis. Na naszym kontynencie metodą tą rozmnażane są też podkładki i drzewa, a także krzewy owocowe: Prunus persica, Malus sp., Pyrus sp., Prunus domestica, Prunus sp., Prunus armeniaca, Actinidia chinensis, Citrus sp., Vaccinium sp., Rubus sp.
Zainteresowanie mikrorozmnażaniem drzew i krzewów wzrasta, jednakże dla wielu gatunków nadal brakuje metod możliwych do użycia w produkcji. Prace badawcze prowadzone są nie tylko na potrzeby szkółkarstwa ozdobnego, ale i leśnictwa (głównie w Kanadzie i krajach skandynawskich). Dotychczas uzyskano regenerację in vitro u około 70 gatunków drzew okrytozalążkowych (fot. 3) i ponad 30 nagozalążkowych z różnych stref klimatycznych. Do gatunków tych należą m.in.: Alnus spp., Corylus avellana, Fagus sylvatica, Fraxinus spp., Hamamelis spp., Ilex spp., Juglans spp., Liriodendron tulipifera, Morus spp., Quercus spp., Robinia pseudoacacia, Sorbus aucuparia, Tilia cordata, Ulmus spp., Abies alba, Larix decidua, Picea abies, P. engelmannii, P. glauca, P. mariana, Pinus banksiana, P. contorta, P. ponderosa, P. rigida, P. strobus, P. sylvestris, Pseudotsuga menziesii, Taxus sp., Thuja plicata, Tsuga heterophylla.
U roślin nagozalążkowych regeneracja zachodziła najczęściej drogą bezpośredniej organogenezy (pędy przybyszowe powstawały z izolowanych eksplantatów), w przypadku roślin okrytozalążkowych — poprzez pobudzanie do wzrostu pąków kątowych. U niektórych gatunków pędy przybyszowe powstawały pośrednio z kalusa. Od kilkunastu lat trwają intensywne badania nad rozmnażaniem drzew nago- i okrytozalążkowych poprzez zarodki somatyczne. Pomimo pozytywnych wyników, metoda ta nadal nie jest w produkcji in vitro często spotykana. Zwiększenie udziału drzew i krzewów w produkcji metodą kultur tkankowych będzie możliwe wtedy, gdy zostaną rozwiązane podstawowe problemy towarzyszące regeneracji. Umożliwi to podniesienie wydajności metody, przy zachowaniu wysokiej jakości produkowanych roślin. Bardzo ważny jest efekt ekonomiczny — koszty produkcji powinny być niższe w porównaniu z tradycyjnymi metodami rozmnażania.
Byliny
Do asortymentu bylin produkowanych metodą mikrorozmnażania wprowadza się coraz więcej nowych gatunków. Czołowe miejsce pod względem wielkości produkcji w Polsce i Holandii zajmuje wiele gatunków i odmian z rodzaju Hosta, w USA — Hosta i Hemerocallis (także Ajuga, Stokesia, Campanula, Gypsophila, Heuchera, Pulmonaria, Tiarella, Leucanthemum i Rudbeckia). Asortyment bylin rozmnażanych in vitro w Holandii i w Polsce jest podobny. Nasze laboratoria sprzedają sadzonki na rynku krajowym, ale większość eksportują do Holandii i innych krajów UE. Wiele gatunków i odmian rozmnaża się w laboratoriach europejskich od lat, np. z rodzajów Heuchera, Bergenia, Hemerocallis, Astilbe, Delphinium i Geranium, ostatnio dołączyły do nich także Helleborus, Brunnera, Pulmonaria (fot. 4), Astrantia, Lavandula, Miscanthus, Ligularia, Primula, Gentiana, Verbascum, Euphorbia griffithii, Salvia nemorosa, Yucca filamentosa i inne.
Podobnie, jak w przypadku drzew i krzewów, ciągle brakuje efektywnych metod mnożenia in vitro wielu gatunków bylin, co ogranicza stosowanie tej metody w produkcji. Dąży się do jej wdrożenia zwłaszcza u roślin, których rozmnażanie metodami tradycyjnymi jest długotrwałe i mało wydajne (np. z rodzaju Paeonia — fot. 5).
Spoczynek
Podczas rozmnażania in vitro u wielu gatunków drzew, krzewów i bylin obserwuje się objawy spoczynku (np. Malus sp., Paeonia sp., Helleborus sp., Lilium sp.), który jest niepożądany w fazie mnożenia pędów, gdyż obniża współczynnik namnażania i zmniejsza wydajność. Z drugiej strony, dla normalnego wzrostu i rozwoju roślin w warunkach polowych, spoczynek powinien być zaindukowany na właściwym poziomie, aby rośliny nie przemarzły w trakcie chłodzenia lub podczas zimy. Z tego względu drzewa, krzewy i byliny, inaczej niż pozostałe gatunki roślin rozmnażanych in vitro, wymagają specjalnego traktowania, w którym uwzględniona jest indukcja i przerwanie spoczynku. Tylko to umożliwi produkcję materiału wysokiej jakości, który po posadzeniu w gruncie będzie rósł i rozwijał się, jak rośliny rozmnażane w warunkach naturalnych.
Historia i struktura produkcji
Kultury in vitro wykorzystywane są powszechnie do wegetatywnego rozmnażania gatunków ogrodniczych, głównie ozdobnych. W Stanach Zjednoczonych i w Europie Zachodniej metoda ta stosowana jest od lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku, ale najintensywniej rozwinęła się w latach 1980–85. W tym samym czasie także w Polsce cieszyła się dużym zainteresowaniem. Powstawały liczne laboratoria produkcyjne, które rozmnażały głównie gerberę, potem także wiele innych gatunków ozdobnych roślin doniczkowych. Obecnie w Holandii i w USA produkuje się najwięcej mikrosadzonek tych ostatnich, kolejne miejsca zajmują ozdobne rośliny cebulowe oraz uprawiane na kwiaty cięte.
Udział gatunków drzewiastych i bylin w produkcji nie jest duży, nawet w Holandii czy w USA. W tym pierwszym kraju wynosi on bez bylin około 2,4% (byliny — 2%) łącznej produkcji in vitro, w USA — 12,7% (byliny — 9,4%). W ostatnich latach w Holandii, a także w Polsce przybywa jednak drzew, krzewów i bylin rozmnażanych tą metodą, także do naszej pracowni trafiają kolejne gatunki trwałe (tabela). Struktura polskiej produkcji in vitro jest podobna do holenderskiej (nasze laboratoria rozmnażają materiał zamawiany przez ogrodnicze firmy holenderskie, a także z innych krajów UE). Stosunkowo mały udział gatunków szkółkarskich w światowej produkcji in vitro wiąże się z wysokimi kosztami rozmnażania tą metodą oraz brakiem wydajnych technologii nadających się do towarowego zastosowania.
Drzewa i krzewy
Metoda in vitro trafiła do produkcji szkółkarskiej dopiero w latach osiemdziesiątych. Jednymi z pierwszych ozdobnych krzewów, które rozmnażano na skalę produkcyjną były gatunki i odmiany z rodzaju Rhododendron. W USA badania nad mikrorozmnażaniem różaneczników i innych gatunków z rodziny Ericaceae trwały kilka lat i były finansowane przez jedną z firm szkółkarskich. Obecnie różaneczniki rozmnaża się masowo tym sposobem w USA
(fot. 1) i w Europie (Belgia, Niemcy, Polska). W Stanach Zjednoczonych różaneczniki, azalie i inne rośliny wrzosowate (rodzaje: Kalmia, Pieris, Leucothoe, Vaccinium — fot. 2) stanowią ponad 23% całkowitej produkcji in vitro drzew i krzewów. Metodą tą rozmnaża się tam również gatunki i odmiany z rodzajów: Acer, Amelanchier, Betula, Clematis, Magnolia, Malus, Nandina, Prunus, Ulmus, Syringa, Fothergilla, Hydrangea, Viburnum, Photinia. Sadzonki otrzymane z mikrorozmnażania wykorzystywane są także do zakładania plantacji drzew przeznaczonych na produkcję biomasy oraz do produkcji papieru (Populus sp., Eucalyptus sp.).
Europejskie laboratoria in vitro rozmnażają masowo wiele gatunków drzew i krzewów, również tych, które są produkowane w USA. Są to m.in. gatunki i odmiany z rodzajów: Rhododendron, Acer, Betula, Prunus, Magnolia, Malus, Hydrangea, Syringa, Kalmia, Pieris, Potentilla, Halesia, Clematis. Na naszym kontynencie metodą tą rozmnażane są też podkładki i drzewa, a także krzewy owocowe: Prunus persica, Malus sp., Pyrus sp., Prunus domestica, Prunus sp., Prunus armeniaca, Actinidia chinensis, Citrus sp., Vaccinium sp., Rubus sp.
Zainteresowanie mikrorozmnażaniem drzew i krzewów wzrasta, jednakże dla wielu gatunków nadal brakuje metod możliwych do użycia w produkcji. Prace badawcze prowadzone są nie tylko na potrzeby szkółkarstwa ozdobnego, ale i leśnictwa (głównie w Kanadzie i krajach skandynawskich). Dotychczas uzyskano regenerację in vitro u około 70 gatunków drzew okrytozalążkowych (fot. 3) i ponad 30 nagozalążkowych z różnych stref klimatycznych. Do gatunków tych należą m.in.: Alnus spp., Corylus avellana, Fagus sylvatica, Fraxinus spp., Hamamelis spp., Ilex spp., Juglans spp., Liriodendron tulipifera, Morus spp., Quercus spp., Robinia pseudoacacia, Sorbus aucuparia, Tilia cordata, Ulmus spp., Abies alba, Larix decidua, Picea abies, P. engelmannii, P. glauca, P. mariana, Pinus banksiana, P. contorta, P. ponderosa, P. rigida, P. strobus, P. sylvestris, Pseudotsuga menziesii, Taxus sp., Thuja plicata, Tsuga heterophylla.
U roślin nagozalążkowych regeneracja zachodziła najczęściej drogą bezpośredniej organogenezy (pędy przybyszowe powstawały z izolowanych eksplantatów), w przypadku roślin okrytozalążkowych — poprzez pobudzanie do wzrostu pąków kątowych. U niektórych gatunków pędy przybyszowe powstawały pośrednio z kalusa. Od kilkunastu lat trwają intensywne badania nad rozmnażaniem drzew nago- i okrytozalążkowych poprzez zarodki somatyczne. Pomimo pozytywnych wyników, metoda ta nadal nie jest w produkcji in vitro często spotykana. Zwiększenie udziału drzew i krzewów w produkcji metodą kultur tkankowych będzie możliwe wtedy, gdy zostaną rozwiązane podstawowe problemy towarzyszące regeneracji. Umożliwi to podniesienie wydajności metody, przy zachowaniu wysokiej jakości produkowanych roślin. Bardzo ważny jest efekt ekonomiczny — koszty produkcji powinny być niższe w porównaniu z tradycyjnymi metodami rozmnażania.
Byliny
Do asortymentu bylin produkowanych metodą mikrorozmnażania wprowadza się coraz więcej nowych gatunków. Czołowe miejsce pod względem wielkości produkcji w Polsce i Holandii zajmuje wiele gatunków i odmian z rodzaju Hosta, w USA — Hosta i Hemerocallis (także Ajuga, Stokesia, Campanula, Gypsophila, Heuchera, Pulmonaria, Tiarella, Leucanthemum i Rudbeckia). Asortyment bylin rozmnażanych in vitro w Holandii i w Polsce jest podobny. Nasze laboratoria sprzedają sadzonki na rynku krajowym, ale większość eksportują do Holandii i innych krajów UE. Wiele gatunków i odmian rozmnaża się w laboratoriach europejskich od lat, np. z rodzajów Heuchera, Bergenia, Hemerocallis, Astilbe, Delphinium i Geranium, ostatnio dołączyły do nich także Helleborus, Brunnera, Pulmonaria (fot. 4), Astrantia, Lavandula, Miscanthus, Ligularia, Primula, Gentiana, Verbascum, Euphorbia griffithii, Salvia nemorosa, Yucca filamentosa i inne.
Podobnie, jak w przypadku drzew i krzewów, ciągle brakuje efektywnych metod mnożenia in vitro wielu gatunków bylin, co ogranicza stosowanie tej metody w produkcji. Dąży się do jej wdrożenia zwłaszcza u roślin, których rozmnażanie metodami tradycyjnymi jest długotrwałe i mało wydajne (np. z rodzaju Paeonia — fot. 5).
Spoczynek
Podczas rozmnażania in vitro u wielu gatunków drzew, krzewów i bylin obserwuje się objawy spoczynku (np. Malus sp., Paeonia sp., Helleborus sp., Lilium sp.), który jest niepożądany w fazie mnożenia pędów, gdyż obniża współczynnik namnażania i zmniejsza wydajność. Z drugiej strony, dla normalnego wzrostu i rozwoju roślin w warunkach polowych, spoczynek powinien być zaindukowany na właściwym poziomie, aby rośliny nie przemarzły w trakcie chłodzenia lub podczas zimy. Z tego względu drzewa, krzewy i byliny, inaczej niż pozostałe gatunki roślin rozmnażanych in vitro, wymagają specjalnego traktowania, w którym uwzględniona jest indukcja i przerwanie spoczynku. Tylko to umożliwi produkcję materiału wysokiej jakości, który po posadzeniu w gruncie będzie rósł i rozwijał się, jak rośliny rozmnażane w warunkach naturalnych.
