Что делать сразу после покупки растения. Растения что делают
Растения — WomanWiki - женская энциклопедия
Растения — самая представительная часть живой жизни на нашей планете. Если следовать некоторым существующим версиям происхождения жизни на земле, то растения, наряду с простейшими организмами являются самыми древними представителями земной жизни, зародившейся в морских толщах планеты. Многоликость растительного мира не поддаётся числовым подсчётам, поражая и восхищая воображение человека. Жизнестойкость, виртуозная приспособляемость, умение сосуществовать с другими видами даёт любознательному человеку бесценные уроки о правилах жизни на Земле.
Оседлый образ жизни
В отличие от животных и человека, всю жизнь кочующих по Земному шарику в поисках лучших земель и более вольготной жизни, большинство растений привязаны своими корнями к одному месту, умудряясь при этом проделывать очень важную работу для себя, своего потомства и всей окружающей их природы.
Срок жизни у растений разный. Одни живут всего лишь год, возлагая на свои семена надежду на продолжение своего присутствия на планете, другие радуют мир своими листьями, цветением и плодами до нескольких лет, а есть растения-долгожители (дуб, секвойя, сосна и другие), живущие несколько веков, а иногда и тысячелетий. При этом их устраивает одно и то же место на Земле, и совсем не привлекают заморские дали.
Есть такие растения, которые человек считал вымершими много веков назад, находя их окаменелые останки при археологических раскопках, а они вдруг обнаруживались где-нибудь в труднодоступных для человека точках Земного шара. Одним из таких растений является дерево с названием «Гинкго билоба», обладающее листьями необычной формы, похожей на раскрытые крылья летящей бабочки, и таящее в себе кладовую активных веществ, полезных для человека. Конечно, ведь за миллионы лет своей жизни на планете дерево хорошо приспособилось к здешним условиям, научившись накапливать в себе ценные питательные вещества и мужественно сопротивляясь природным катаклизмам.
Что умеют делать растения
За десятки и сотни миллионов лет жизни на Земле растения научились очень многим делам, которыми они поддерживают всё живое на планете, а также украшают нашу, пока что самую уникальную, планету во всей Вселенной. Вот что они умеют делать:
- Пока животные и люди отдыхают под покровом ночи, растения восстанавливают количество кислорода в атмосфере, потреблённое дневной жизнью, не требуя ничего взамен и не ожидая комплиментов.
- Растения устанавливают дружеские отношения с микоризой грибов, обмениваясь с ними питательными веществами к обоюдной выгоде. Такие содружества мы видим у многих деревьев, дружащих с определённым видом грибов, а потому идём за подберёзовиками в березняк, за подосиновиками - к дрожащим под ветром осинкам, а за царём трубчатых грибов — белым грибом, отправляемся в ближайший тенистый бор.
- Растения семейства Бобовые дают приют микроскопическим бактериям, которые располагаются на их корнях и, в обмен на питание, обогащают почву азотом, очень нужным для развития и роста растений.
- Многие цветущие растения создают цветочный нектар, которым они делятся с пчёлами в обмен на опыление. Полакомится пчёлка цветочным нектаром, который она превратит затем в целительный мёд, а попутно перенесёт пыльцу с тычинок, являющихся мужским органом растения, на рыльце, женский орган. Завяжется плод растения, являющийся гарантом продолжения жизни данного растения на Земле.
Причём, дружат растения со строго определённым видом насекомых, отчего случаются парадоксы, когда человек желает перехитрить природу. Например, цветки орхидеи с названием «Ваниль» подпускают к своей пыльце только чёрных пчёл, живущих в Латинской Америке. В других местах Земного шара подобных пчёл не встретишь. Все попытки людей развести пчёл данной породы в других местах закончились неудачей. Но речь наша не о пчёлах, а о растении с названием «Ваниль». Это один из многочисленных видов тропических орхидей, живущих на деревьях (эпифиты), плодовые стручки которых источают знакомый всем аромат с одноимённым названием. То есть, высушенные стручки орхидея и есть та самая пряность «ваниль», которую добавляют во многие кулинарные изделия и десертные блюда.
Растут такие орхидеи в дикой природе только в Латинской Америке, где их и опыляют чёрные пчёлы. Предприимчивые люди решили расширить площади по выращиванию ценной пряности и посадили растение на острове Мадагаскар. Растения прекрасно прижились на новом месте, обильно цвели, наполняя воздух приятным ароматом, но категорически отказывались завязывать плоды, ради которых и затевалось всё это мероприятие. Так бы и окончилась ничем эта инициатива, если бы ни мальчик двенадцати лет, бывший рабом у садовода. Он понял загадочное поведение цветка и сделал простое орудие из соломинки тростника, которым приподнимал защитную цветочную стеночку, за которой прятались пестик и тычинки, и вручную опылял цветок. Конечно, это очень трудоёмкая работа, которая делает цену настоящей природной ванили очень высокой.
- Растения, живущие в пустынях, научились запасаться влагой на весь сухой сезон. Это, так называемые, суккулентные растения и кактусы.
И ещё много разных способностей есть у земных растений, наблюдая за которыми, человек многому учится, многое перенимает и использует в своей жизни, делая жизнь удобнее, комфортнее, дружелюбнее, красивее и счастливее.
См. также
Ссылки
womanwiki.ru
Цветок женское счастье - желтеют листья, что делать, как спасти спатифиллум
Спатифиллум в простонародье называется «женское счастье». Это вечно зелёное тропическое растение обладает удивительной красотой. В дикой природе оно произрастает по берегам водоёмов в Южной Америке и Новой Гвинее.
Статья познакомит вас с удивительным растением спатифиллум, правилами ухода и размножения, даст несколько полезных советов.
Содержание
Описание растения
Это комнатное растение можно с лёгкостью определить среди остальных жителей зимнего сада. Оно не имеет стебля, листья растут прямо из земли, имеют насыщенно зелёную окраску. На листовой пластине хорошо видна серединная жилка.
Цветок представляет собой початок желтовато-белого цвета, окружённый листом, имеющим белоснежную окраску, в виде капли, расположенный на высоком цветоносе. Белое покрывало иногда украшают зеленоватые вкрапления. За время цветения оно приобретает однородную зелёную окраску.
Популярные разновидности
Спатифиллум – это не только декоративное растение, но и полезное:
- способно очистить воздух помещения от присутствия в нём токсичных веществ, как: угарный газ, ксилол, формальдегид, трихлорэтилен, бензол
- повышает влажность воздуха, выделяя в него вещества, препятствующие развитию плесневых грибов.
Почти пятьдесят разновидностей Женского счастья известны цветоводам на сегодняшний день, из которых на подоконниках и в зимних садах наиболее часто встречаются:
Обильноцветущий
Представляет собой невысокий кустик. Имеет кремовые цветки с приятным нежным ароматом. Покрывало значительно больше початка. Начинает цвести в марте, а заканчивает в октябре. Именно эта особенность стала причиной подобного названия.
Уоллиса
Имеет меньшие размеры в сравнении с Обильноцветущим представителем этого семейства. Цветы имеют узкие, вытянутые, заострённые покрывала.
Каннолистный
Блоснежное покрывало цветка окутывает початок жёлто-зелёного цвета. Листья крупные, цвет их окраски насыщенный, напоминают канны. Имеет выраженный аромат.
Прелестный
У растения крупные листья удлинённой формы. Покрывало зеленовато-белого цвета напоминает флаг. Что послужило поводом для второго названия «флаголит». Цветёт обильно.
Геликониелистный
Представители данной разновидности достигают в высоту до ста сантиметров. Их листовые платины имеют волнистые края, глянцевый блеск, окрашены в тёмно-зелёный цвет. Початок меньше, чем овальное покрывало почти в два раза.
Представленные виды были использованы в качестве основы для выведения гибридных видов, среди которых есть гиганты и карлики. Гибридные сорта выносливы, длительно и обильно цветут.
Правила ухода
Покупая цветок в магазине, специализирующемся на реализации комнатных цветов, его необходимо пересадить, а для этого требуется:
- тщательно подготовить грунт
- грунтовая смесь должна состоять из торфа, песка, листовой почвы и навозного перегноя, взятых в одинаковых пропорциях. В смеси так же обязательно присутствие керамической крошки и толчёного берёзового угля
- горшок по диаметру должен превышать предыдущий на пару-тройку сантиметров. Нужно помнить, что цветок требуется пересаживать один раз в год. Горшок нужно увеличивать при каждой пересадке
- отверстие, предназначенное для удаления лишней жидкости нужно прикрыть черепком с выпуклостью, а сверху насыпать гальку или шарики керамзита;
Для размножения Женского счастья куст можно во время пересадки разделить на части. Упростить эту процедуру поможет размачивание земляного кома. Корневую шейку нельзя заглублять, потому что спатифиллум перестанет цвести. Размер горшка должен иметь такой размер, чтобы было немного тесно корням. Посадив росток, субстрат уплотнить и тщательно полить.
Если краешки листьев слегка подсохнут – это не страшно, ведь цветку необходима адаптация.
Женское счастье предпочитает северные окна, но зимой можно располагать и на подоконниках южных окон. Нельзя забывать - попадание прямых лучей солнца способно нанести цветку ожоги и стать причиной заболевания корневой системы.
Главное условие для поддержания декоративного вида растения – купание. Оно любит душ. Его листву нужно орошать из пульверизатора. Ему очень нравится находиться в тени, тепле, только не в духоте. Летом для цветка будет комфортной температура +22-24 градуса, а зимой – не ниже +17 градусов.
Женское счастье предпочитает влагу, но её излишки могут вызвать загнивание корневой системы. Опытные цветоводы обычно ждут, когда растение само попросит воды: опустив листья. Подобный период засухи не вреден ему. При наступлении зимы полив делают реже, душевые процедуры не проводят, только изредка опрыскивают.
Растению необходимы регулярные подкормки.
Их нужно проводить, когда оно наращивает зелёную массу и цветёт. Для этого прекрасно подходят жидкие удобрения, их разводят в дозе, указанной на упаковке и поливают предварительно увлажнённый земляной ком. Удобрение в зимний период Женского счастья не нужно производить так часто, как летом. Будет достаточно всего одного раза за весь период.
Спатифиллумы боятся сквозняков.
Располагать горшки с этими цветами необходимо в дали от дверей и форточек. Чтобы увеличить продолжительность цветения старые цветоносы нужно срезать у самого грунта. Это даст возможность выпустить новые стрелки. Несложный, но обязательный уход продлит сроки цветения.
Болезни спатифиллума
Желтеют листья
Что же делать, когда у Женского счастья листья меняют свою привычную окраску на жёлтую? Причиной этого становится несоблюдение режима полива: или цветок долго не поливали, или же слишком часто лили воду. Для лечения нужно упорядочить полив.
Другая причина пожелтения листвы – потребность растения в витаминах и минеральных веществах. Этот цветок обычно страдает от недостатка магния. Ему поможет подкормка сульфатом магния.
Чернеют листья
Подобное явление происходит, при недостаточности или избыточности удобрений, при низкой влажности воздуха в помещении, где находится растение, при поливе растения неправильной водой.
Для предотвращения таких проявлений нужно:
- удобрять растение каждые десять дней с весны до осени, а в зимний период только один раз;
- поливать только мягкой отстоявшейся водой;
- подберите спатифиллуму хорошее место.
Желтеют или чернеют цветы
Когда появляется такой признак нужно обработать грунт растворённым в воде фундазолом. Растворить две капли препарата в литре воды и полить растение.
Сохнут листья
Когда у цветка Женское счастье начинают сохнуть листья – говорит о том, что в комнате, где он находится слишком низкая влажность. Сухой воздух – главная причина по которой листья растения начинают сохнуть.
Спатифиллумы часто подвергаются нападениям трипсов, паутинных клещей, мучнистых червецов. Использование обычного мыльного раствора поможет избавиться от вредоносных насекомых.
Нужно просто обмыть листву приготовленным раствором. Если случай заражения вредителями уже запущен, то нужно применить специальные химические средства, которые можно купить в цветочном магазине.
Если цветку Женское счастье не помогли перечисленные способы, и он продолжает умирать, можно попробовать его оживить таким способом, как пересадка. Вынуть растение из горшка. Размочить земляной ком и освободить корни от земли. Разделить куст на части, если это возможно и каждую из них поставить в непрозрачную ёмкость с водой.
Растения должны находиться в воде пока у них не начнут расти новые корешки. После чего их можно высадить в новый субстрат.
Приметы, связанные с цветком Женское счастье
Этот цветок не просто так называют Женским счастьем. Есть мнение, что это комнатное растение способно принести своей хозяйке удачу и семейное благополучие. Свой личный спатифиллум отдавать кому бы то ни было нельзя, потому что таким образом вы передадите своё счастье в чужие руки.
Существует примета, что желание начнёт исполняться, когда распустится бутон. Если растение засохнет – это плохо и сравнивается с утратой счастья.
В доме, в котором есть спатифиллум, категорически нельзя ссориться и скандалить. Он чувствует негативную энергию и это у него вызывает стресс, что может привести его к гибели.
При бережном обращении с растением, можно его попросить об исполнении желания. В благодарность за любовь и ласку растение исполнит просьбу. Женское счастье можно купить самостоятельно или получить в качестве подарка. Покупать нужно в среду, пятницу, субботу – так называемые женские дни. Можно дарить только отростки.
А цветок, специально приобретённый для того, чтобы подарить способен помочь любой женщине исполнить её желания. К примеру, незамужняя найдёт свою любовь, бездетная – забеременеет и родит здоровое дитя.
Выращивать спатифиллум дома не трудно. Для этого нужно правильно за ним ухаживать. Быть любящей и заботливой по отношению к нему, и он ответит тем же.
О том, почему желтеют и чернеют листья у спатифиллума и как избежать подобных проблем, более подробно - при просмотре видео:
ogorodsadovod.com
Что делать после покупки растения – Flowertimes.ru
Вот вы и стали счастливым владельцем нового растения. И надеюсь, послушаете меня и не поместите его возле окна поближе к теплу и солнцу. Скорее всего, каждый начинающий цветовод так бы и поступил. Ссылаясь на то, что растению будет хорошо, после долгого пребывания в магазине. И наверное, это было бы сделано из самых лучших намерений. Но вашему растению после магазина нужно адаптироваться к другой окружающей его среде. Как и каждое живое существо, комнатные растения переживают некий шок от изменений обстановки. Поэтому излишний свет, полив или (упаси Бог!) удобрения, могут сгубить вашего нового любимца. Дайте растению недельку постоять не на самом солнечном месте и дайте подсохнуть, так как в магазине, скорее всего оно было изрядно полито.
И когда своего рода карантин окончен, пора размещать его на новоиспеченное место, которое, я надеюсь, вы заранее тщательно подобрали. Существуют универсальные места, являющиеся комфортным местом обитания для ваших растений. Это, несомненно, окна расположенные с западной и восточной стороны, вернее подоконники. Располагать растения, нужно таким образом, чтобы листочки не прикасались к стеклу. И делать это следует не только из-за того, что они будут пачкать стёкла, но и по другой веской причине. В зимнее время года листья могут примерзать к стеклу, а летом – обжигаться об него.
Возьмите в руку горшочек с вашим растением (надеюсь, вы купили не трехметровый фикус?) и взгляните снизу на дно горшка. Через дренажное отверстие технического горшка вы можете хорошо увидеть, что происходит внизу кома. Если же корешки уже начинают пробиваться наружу, то растение следует пересадить в более просторный горшок. И, конечно же, сделать это нужно как можно скорее. К данному процессу нужно отнестись с осторожностью, так как не каждое растение можно сразу пересаживать.
Что же может привести к отсрочке по пересадке? В первую очередь, нельзя пересаживать растения во время их цветения. Также многое зависит от времени года, возраста растения и его вида. И если вы столкнулись с такой проблемой, то на помощь придёт «перевалка». Другими словами, нужно извлечь растение из тесного горшка и перенести в другой, более просторный, при этом, не нарушая земляной ком и проросшие корни. Проводить эту процедуру следует таким образом.
Для начала требуется полить ком до полного его намокания. После того, как вода немного стечет, левой рукой возьмитесь за основание растения, чтобы оно было между средним и указательным пальцами. Выглядеть это должно так, будто вы прикрываете ладошкой землю в горшке. Теперь, переверните горшок кверху дном и осторожно снимите его с кома. Если корни и ком с землей окажутся в ладони, то вы сделали все правильно. Пока растение находится в таком положении, проверьте корни на наличие гнили, червячков, жучков и прочих нежелательных обитателей.
Если же вы не успели приготовить новый горшок для перевалки, переживать по этому поводу не стоит. Поставьте растение на некоторое время на ком, таким образом, чтобы оно не упало. Новый горшочек должен быть в диаметре на 10-12 мм больше того, из которого было изъято растение. Можно взять глиняный или пластиковый горшок. Глиняный лучше пропускает влагу и воздух, что предостерегает растение от загнивания корней. Но он тяжелее по сравнению с пластиковым, да и по цене будет дороже.
Пластиковые горшки имеют более широкий ассортимент, небольшой вес и сравнительно низкую цену. Когда новый горшочек уже у вас под рукой, сделайте дренажные отверстия и насыпьте на дно дренаж, так чтобы он покрыл всё дно горшка. Не так давно я отказался от керамзита в качестве дренажа и предпочитаю вермикулит, который лучше по качеству. Также в качестве дренажа можно использовать кусочки пенопласта.
Но всегда нужно помнить, что для каждого растения есть свои методы по перевалке и пересадке. Поэтому в данной статье я даю общие советы. В дальнейшем буду описывать методы содержания и других растений. Это большой объем работы, поэтому на просторах «Всемирной паутины» всегда можно найти множество статей по отдельному растению. Но все же вернемся к теме.
Когда дренаж уже на дне горшка, сверху засыпайте грунт, подходящий именно для вашего растения. Грунта стоит сыпать такое количество, чтобы после помещения растения в горшок, расстояние от края горшка до верха грунта было не меньше 5 мм. Такое расстояние следует оставлять, для предотвращения протекания воды при поливе на подставку, подоконник или другие места, где будет стоять ваше растение. Теперь осторожно опустите растение с комом в новый горшок. Если есть возможность, то желательно предварительно снять несколько сантиметров земли с верхушки кома.
Далее равномерно засыпайте землю в пустоты между комом и стенками горшка. Чтобы утрамбовать землю, можно пользоваться палочкой или другим удобным предметом. А при маленьком размере горшка и растения, землю можно засыпать ложкой, так будет меньше просыпаний мимо. Также для более плотного утрамбовывания, следует слегка постукивать дном горшка о стол или пол. Другими словами, земли должно быть столько, чтобы в коме не осталось пустот. Поливаем растение. И ждем, пока вода вытечет через отверстия для дренажа. Ставим его на выбранное вами место и радуемся.
Если же вы решили обойтись без переваливания, то хотя бы снимите верхний слой кома. Избавиться от неприглядного вида технического горшка, можно поставив его в кашпо или другой горшок большего размера.
Советы новичкамflowertimes.ru
Из чего делают растения
Все выполнимо на свете!
Словно молоденький ствол,
Раз под рукою поэта
Посох цветами зацвел...
Новелла Матвеева
Материалы и методы
Садовод покупает черенок яблони; любитель узамбарских фиалок бережно несет домой мохнатый листок, подаренный единомышленником; в метре от тополя с обломанной вершиной из земли лезет целая роща молодых побегов — все это примеры вегетативного размножения у растений.
А вегетативное размножение - это, согласно словарю, образование новой особи из многоклеточной части тела родительской особи. Многоклеточная часть может быть как специально предназначенной для размножения (клубень, луковица), таки неспециализированной (побег, почка, участок стебля иликорня). Но в любом случае это будет бесполое размножение, при котором растение-потомок генетически идентичноматеринскому. 
У многоклеточных животных вегетативное размножение - скорее редкость, а в царстве растений оно широко распространено. Широко, однако не повсеместно. Кто из нас не огорчался в детстве, когда узнавал, что сорванные полевые цветы не могут пустить корни и обязательно завянут! Некоторые растения ни в какую не желают размножаться вегетативно, другие «согласны» только на определенные спо-собы (скажем, луковица, но не лист). Почему так и от чего это зависит - важный вопрос как для теоретической биологии, так и для практических нужд.
Зададим чисто теоретический вопрос: а каков минимальный размер этой самой многоклеточной части, способной дать жизнь новому растению? (Для практических целей, понятно - чем меньше, тем лучше бы.) Чисто теоретический ответ: в пределе должно хватить и одной клетки. В ней имеется вся необходимая генетическая информация, да и при половом размножении зародыш развивается из одной клетки, которая образована слиянием яйцеклетки и спермия, проникшего в завязь из пыльцевой трубки... На самом деле в так называемом двойном оплодотворении у цветковых растений участвуют минимум пять клеток (яйцеклетка плюс один спермий дают зародыш, две полярные материнских клетки плюс еще один спермий - эндосперм, источник питательных веществ для зародыша в семени, подробности смотри в школьном учебнике ботаники). Как мы увидим далее, это важно. Но в принципе все верно: каждое живое существо, а значит, и каждое растение, от фиалки до секвойи, начиналось с единственной клетки. И даже десяток клеток с точки зрения быстрого и дешевого размножения выгоднее, чем целый клубень.
Лабораторные эксперименты подтвердили: целое растение можно вырастить из крохотного кусочка ткани in vitro - в пробирке, колбе или чашке Петри, в стерильных условиях. Эксплантом, то есть родоначальником культуры, может быть и почка, и побег, и фрагмент стебля или корня.
Идеи о возможности культивировать растительные клетки впервые возникли еще на рубеже XIX и XX веков, но, чтобы воплотить их в жизнь, потребовалось много экспериментов. Способность культур растительных тканей к неограниченно-му росту в 30-е годы показал французский исследователь Роже Готре и независимо от него - американец Филипп Уайт. (Пишут, что культура каллусной ткани моркови, полученная Готре, сохранила жизнеспособность до наших дней.) К перспективной теме обратилось множество ученых по всему миру, и в следующие два десятилетия были достиг-нуты значительные успехи. Американский ученый Фредерик Стюард, работая с тканью моркови, получил из нее в 1958 году целые растения. В монографии Готре «Культура растительных тканей», вышедшей годом позже, упоминаются уже 142 вида высших растений, выращиваемых in vitro (эта монография впервые была издана на русском языке в 1949 году). Сегодня, если вы наберете в окошке поисковика «тканевая культура», а лучше «tissue culture», то найдете подробные инструкции для учителей биологии, желающих повторить в классе опыты Готре и Стюарда, и сайты любителей редких растений, испытывающих на своих любимцах современные биотехнологии. Теперь это возможно, но тогда все было впервые.
В нашей стране технологии культивирования клеток высших растений также появились в конце 50-х. Здесь в пер-вую очередь следует упомянуть Раису Георгиевну Бутенко (1920—2004), члена-корреспондента АН СССР с 1974 года, в 1984-м получившую вместе с коллегами Государственную премию за «разработку фундаментальных основ клеточной (генетической) инженерии растений». В конце 50-х годов под ее руководством была создана лаборатория изолированных тканей и органов растений Института физиологии растений им. К.А.Тимирязева. Сейчас это отдел биологии клетки и биотехнологии ИФР РАН - именно там были выполнены многие из тех пионерских работ, о которых мы будем говорить дальше.
Идея культуры растительных клеток кажется простой: возьмите кусочек растительной ткани, по возможности свободной от посторонних микроорганизмов, и поместите эксплант на специальную среду. Наибольшее распространение получила среда Мурасиге - Скуга (она названа в честь Тосио Мурасиге и Фольке Скуга, работавших в университете Висконсин - Мэдисон) и ее модификации. Среда содержит агар-агар (по консистенции она похожа на твердый холодец), сахарозу и минеральные вещества. В нее также добавляют антибиотики, чтобы подавить размножение бактерий, и, главное, растительные гормоны, или фитогормоны, — вещества, регулирующие рост и направление развития клеток.
Первое, что происходит с клетками в культуре, - дедифференциация. Они утрачивают характерные признаки клеток листа или корня и становятся «просто клетками», способными дать начало каждой из тканей растения. Фактически этому способствует само отделение кусочка ткани, освобождающее клетки от диктата организма. Известно, что судьбу клетки в значительной мере определяют ее окружение, характер контактов с другими клетками, хотя механизм этого влияния изучен не до конца.
Многие растительные гормоны хорошо знакомы современным цветоводам и огородникам, и для них не будет неожиданностью, что клетки в культуре заставляет делиться определенная комбинация ауксинов и цитокининов. Сравнительно высокие концентрации ауксинов стимулируют рост, причем особенно активно влияют на корнеобразование. Гиббереллины также стимулируют рост, ускоряют развитие листвы, созревание семян. Абсцизовая кислота, напротив, - гормон покоя: она останавливает созревание плодов, тор-мозит прорастание, уменьшает испарение влаги листьями, замедляет синтез ферментов, участвующих в фотосинтезе, а название ее происходит от abscission - «опадение листьев». Созреванием плодов и листопадом управляет также этилен. На самом деле об эффектах растительных гормонов, об их взаимодействиях между собой можно сказать еще многое, но главное понятно: это инструменты, с помощью которых биотехнолог может работать с культурой клеток, как скульптор с глиной и металлом. То есть получать все, что ему угодно, в пределах возможностей материала.
Из делящихся клеток в культуре образуется каллусная ткань (до эры клеточных биотехнологий каллусом называли аморфные шрамы и наплывы, закрывающие раны растений). Через определенный срок часть каллуса пересаживают на новую среду. Иногда бывает удобно вместо твердой среды использовать жидкую и растить культуру в колбе на качалке - тогда клетки и их небольшие скопления образуют в растворе суспензию. В некоторых случаях клетки обрабатывают специальными ферментами, разрушающими твердую клеточную стенку, - такие «голые» клетки называют протопластами (для чего это бывает нужно, расскажем позже).
Интересно, что не все клетки в культуре одинаковы, несмотря на генетическую идентичность исходного материала и, казалось бы, идентичные для всех условия. В культуре действуют свои факторы отбора. Вот лишь один пример, который приводит в популярной статье заведующий отделом биологии клетки и биотехнологии ИФР доктор биологических наук, профессор А.М.Носов: «Культура клеток может существовать только в цепи последовательных пересадок. В подобных условиях вероятность “попадания” в следующий цикл роста выше у потомства интенсивно делящихся клеток. Другими словами, в условиях пересадочной культуры изолирован-ных клеток происходит их отбор по признаку интенсивной пролиферации, то есть деления. Достаточно большое число пересевов приведет к тому, что в культуре будут преобладать клетки, темп деления которых будет повышен по сравнению с исходным» («Биология в школе» 2004, № 5).
Клетки в пересеваемой культуре различаются по множеству признаков: форме и размеру клетки, способности к синтезу и накоплению различных веществ и даже генетически - например, по числу наборов хромосом. (Это установили Р.Г.Бутенко и З.Б.Шамина в Институте физиологии растений.) С одной стороны, это замечательно: есть гетерогенность - значит, есть рычаги воздействий на клетки и материал для отбора. С другой стороны, необходимо иметь в виду, что растение, выращенное из культуры, может и не быть в точности таким же, как исходное.
Выращивать новые растения из культуры клеток (такие растения называют регенерантами) можно различными способами. Если из каллуса развиваются органы растения - корни или побеги, а из побега, в свою очередь, вырастает целостное растение, то говорят об органогенезе. Одна из возможных схем - микропобеги укореняют в растворе или среде с ауксином, а когда корневая система становится достаточно развитой, маленькое растение извлекают пинцетом или специальным крючком и высаживают в простерилизованный грунт. Этот сценарий напоминает вегетативное размножение в природе. Но есть и другой путь: соматический эмбриогенез. При этом из клеток культуры в определенных условиях формируются зародыши растений - эмбриоиды, почти такие же, как в семенах, и уже из них получают растения-регенеранты.
А теперь от теоретических вопросов перейдем к практике. Для чего нужны методы клеточной инженерии, позволяющие выращивать и размножать растения «в пробирке»?
Технологии природных лекарств
Цена на дикорастущий женьшень в Китае громадная и, по рассказам манз, простирается до двух тысяч рублей сере-бром на наши деньги за один фунт корня. Возделываемый же на плантациях женьшень стоит несравненно дешевле и продается только по 40—50 руб. серебром за фунт
Н.М.Пржевальский. Путешествие в Уссурийском крае. 1868—1869.
Первая и, может быть, самая важная задача - получение растений или растительных тканей, из которых можно добывать полезные вещества. Их называют веществами вторичного метаболизма, в отличие от первичных метаболитов, которые необходимы самому растению в его «домашнем хозяйстве» и встречаются в клетках всех растений. (Термин «вторичные метаболиты» ввел в 1891 году известный немецкий биохимик и физиолог Альбрехт Коссель.) В основном это вещества, ответственные за контакты с внешним миром, - например, эфирное масло или горечь, отпугивающие травоядных животных, либо компоненты аромата цветка. Они нужны растению, но без них оно прожить может, а вот без глюкозы - никак. Биохимические пути синтеза вторичных метаболитов - как бы надстройка над системой жизненно необходимых реакций. Но именно среди них встречаются уникальные лекарственные соединения.
В XIX веке европейцы знали о корне женьшеня в основном из книг знаменитых путешественников. Теперь препараты женьшеня продаются в каждой аптеке, его экстракты добавляют в косметику и тонизирующие напитки, и все это стоит совсем не дорого. На вопрос, каким образом целебный таежный корень попал из легенды на прилавки, покупатель в аптеке, подумав, отвечает: «Ну, его же окультурили, не собирают в тайге, а выращивают». Правильно, только растет женьшень восемь лет, и все это время посадки должна обслуживать целая армия людей. Гораздо практичнее выращивать в реакторах биомассу, производящую целебные вещества. В культуре можно получить до двух граммов сухой биомассы с одного литра среды за сутки (масса одного корня женьшеня на плантации увеличивается на 1—2 г в год).
Пионерские работы по введению женьшеня в культуру в Институте физиологии растений Р.Г.Бутенко с сотрудниками начали еще в 1957 году. Они не только получили культуру клеток и тканей женьшеня, но и начали искать штаммы - суперпродуценты активных веществ. Приоритет промышленного получения биомассы культуры клеток женьшеня также принадлежит России. (Кстати, и вообще производство растительной биомассы в промышленных масштабах впервые было налажено в нашей стране.) Сегодня большие успехи в этой области достигнуты в отделе биологии клетки и биотехнологии ИФР под руководством А.М.Носова.
Для промышленной биотехнологии мало нарастить каллусную ткань или суспензию, нужно еще настроить ее метаболизм на производство нужных веществ. В этом биотехнологам помогает целые корпус наук. Фитохимия изучает строение вторичных метаболитов и их локализацию в растениях - каждому травнику известно, что у одного растения полезен корень, у другого цветы, и ни в коем случае не наоборот. Биохимия растений исследует пути синтеза лекарственных веществ, физиология — их роль в жизнедеятельности рас-тения. Все это необходимо знать, чтобы грамотно работать с культурами клеток.
Перечислять лекарственные растения, выращиваемые в биореакторах, можно долго, и список их все время растет. Культуры женьшеня настоящего, американского и японского производят тритерпеновые гликозиды гинзенозиды (панак-созиды). Из тиса ягодного получают таксол, или паклитаксел, для лечения рака (см. статью «Лекарства из растений» в этом же номере). Тис в Европе, как пишут ботанические энциклопедии, распространен спорадически, в России не особенно популярен, и растет он исключительно медленно - а между тем только во время испытаний нового противоракового препарата было уничтожено 12 тысяч деревьев. Мы писали о стевии, из которой получают перспективный подсластитель стевиозид (см. «Химию и жизнь», 2005, № 4). Стевия растет только в Южной и Центральной Америке, а в наших широтах ее культивировать затруднительно: она не переносит температуры ниже +12оС. В таких случаях биореакторы — вообще единственный выход. Диоскорея дельтовидная в культуре производит фуростаноловые гликозиды и диосгенин, из которого, в частности, получают гормональные препараты, раувольфия змеиная - алкалоид аймалин, применяемый как антиаритмическое средство... Чаще всего для последующей экстракции в пробирках выращивают не растения, а каллусную ткань. В качестве экспланта берут ткань, богатую нужным веществом и способную к каллусогенезу. Например, у тиса это хвоя, у можжевельника сибирского, который не так давно ввели в культуру в Красно-ярске (кандидат технических наук Е.Н.Аёшина, Сибирский государственный технологический университет), - почки, побеги. Затем самое важное - подбор условий для оптимального биосинтеза и поиск штаммов-суперпродуцентов. А уже после этого приходит время переместиться из лабораторного сосуда в промышленный биореактор.
Букет клонов
Он протянул мне пластиковый контейнер, разделенный на две части. Нижняя часть была заполнена какой-то жидкостью, в которую спускался стебель. В другой по-ловине была большая, только что распустившаяся роза. В ту ужасную ночь она показалась мне бокалом кларета.
Роджер Желязны. Роза для Экклезиаста
Замечали, как много стало на городских улицах киосков с надписью «Цветы»? Пессимисты даже волнуются: каждый день привозят целые снопы безупречных роз и хризантем, и к вечеру они не до конца раскупаются - это ж какой убыток, раньше такого не бывало, да вправду ли это цветочная торговля или, может, прикрытие для криминальных структур? Насчет криминальных структур не знаем, но раньше такого действительно не было. Одна из тех незаметных перемен, которые принесли в нашу жизнь биотехнологии: розы для каждого в любое время суток.
Здесь уже речь идет не о получении каллуса, а о клональном микроразмножении. Клональное - потому что все растения, выращенные таким путем, будут генетическими копиями «прародителя», от которого взят эксплант. (Да-да, если вы купили для своей девушки пять роз, то, возможно, это пять клонов одной и той же розы.) Микроразмножение - потому что из одного листа можно получить десятки растений.
Конечно, не всегда это бывает лист. Можно побудить к развитию уже существующую меристему, то есть растущую ткань - верхушку стебля, пазушные и спящие почки. Можно добиться того, чтобы почки появлялись уже в ткани экспланта, или же индуцировать соматический эмбриогенез - чтобы ткань порождала зародыши растения. Еще один метод - дифференциация почек из каллуса.
Эта технология произвела революцию в цветоводстве и садоводстве. Вегетативное размножение всегда имело огромную коммерческую значимость, а для некоторых видов цветов и плодовых деревьев оно практически не имело альтернативы. Никто не выращивает яблоню из косточки или тюльпаны из семян, все здравомыслящие люди приобретают саженцы и луковицы. К тому же семена - это результат по-лового размножения, а при половом процессе, как известно со времен Менделя, смешиваются признаки отцовского и материнского организмов. Для отбора и выживания наиболее приспособленных это полезно, поскольку повышает разнообразие, порождая новые комбинации признаков. Но садоводы обычно предпочитают стабильность - что изображено на фотографии в каталоге, то и должно вырасти, и никакой генетической лотереи. Стабильность признаков при размножении семенами обеспечивается поддержанием чистых линий (которые получают, например, путем само-опыления), но вегетативное размножение зачастую бывает технически проще.
Однако не у всех видов оно возможно. Сосны не черенкуются вообще, у разных видов орешника укореняется лишь 15—20% черенков. Договориться с такими упрямыми растениями можно в лаборатории. Теоретически в любом растении есть клетки, которые могут проявить тотипотентность, если суметь подобрать к ним ключик.
Принципиальную возможность клонального микроразмножения впервые показал на орхидеях французский ученый Жорж Морель (1960). Из одного протокорма - шарообразной структуры, которая образуется после прорастания семени орхидеи, - за год он получил миллионы растений. В то же время велись работы по клональному микроразмножению картофеля, и выяснилась еще одна перспективная возможность: растение можно избавить от вируса, взяв в качестве экспланта незараженный фрагмент. Инфекции - бич культурных растений, и избавиться от них обычными способами бывает очень сложно. Проделать ряд не таких уж сложных лабораторных манипуляций и на выходе получить незараженный сортовой экземпляр - такая игра стоит свеч. Ранее считалось, что от вирусов свободен конус роста, так как вирусы распространяются по проводящим тканям, а они в меристеме еще не развиты. Потом стало известно, что вирусы перемещаются и по межклетникам, а это значит, что заражен может быть и конус роста. Но проверить, инфицирован ли эксплант, сегодня можно с помощью таких лабораторных методов, как иммуноферментный анализ или ПЦР.
Итак, клональное микроразмножение - это возможность получать генетически однородный и свободный от инфекций посадочный материал, причем быстро, в огромном количестве при небольших затратах, независимо от сезона, и метод подходит даже для тех растений, которые плохо размножаются обычными способами. Нетрудно представить и то, какие возможности клональное микроразмножение дает для исследований, для селекции и гибридизации. Было бы странно, если бы фирмы, торгующие цветами, декоративными и плодовыми культурами, не ухватились бы за эти технологии. «На одном квадратном метре можно разместить десять штативов, в каждом штативе 75 пробирок, и в каждой пробирке может быть от одного до трех растений, - рассказывает доктор биологических наук, Елена Анатольевна Калашникова, профессор кафедры генетики и биотехнологии Российского государственного аграрного университета - Тимирязевской сельскохозяйственной академии. - В итоге примерно полторы тысячи растений мы можем спокойно получать на квадратном метре». Этот первый этап экономит очень много труда и места.
В производстве цветов сейчас лидируют Нидерланды, Эквадор, Польша. (Можно поспорить о том, хорошо это или плохо, что в крупные российские города цветы доставляют международными авиарейсами, но что имеем, то имеем.) «Голландия маленькая, примерно как Московская область, но зайдите в любой цветочный магазин, и вы увидите культуры голландского происхождения, - говорит Е.А.Калашникова. — Голландия практически отказалась от традиционных технологий и получает посадочный материал in vitro. Оборот цветов в ней колоссальный, голландские цветы поступают не только в Россию, во все страны земного шара. Статистики подсчитали, что эта маленькая страна может обеспечить экземплярами любого растения из тех, что там продаются, каждого жителя Земли, от грудных младенцев до стариков».
Все сказанное касается, конечно, не только цветов, но и кустарников, и деревьев. Сосны, которые размножаться черенками категорически не хотят, удалось размножить в культуре (хотя это один из самых сложных объектов). Лидеры в этой области — скандинавские страны и Канада: размножение сосен для них уже не проблема. Размножением хвойных in vitro занимаются и в Тимирязевской сельскохозяйственной академии. Деревья хвойных пород, как рассказывает Е.А.Калашникова, таким способом можно получить за 10—12 лет вместо 60. Кстати, в красноярском Институте леса СО РАН успешно работают над сохранением уникальных сибирских видов хвойных с помощью биотехнологий.
А почему же эти розы, которые продают в киосках, совсем не пахнут? - возмущаются горожане. Запах где? Запах в тканевой культуре шиповника морщинистого (он же роза ругоза), из которой получают эфирные масла. Искусственный отбор, как и естественный, не всегда может преследовать две цели сразу. Или впечатляющий внешний вид, крупный размер и быстрый рост — или благоухание. Хотя гвоздики из тех же киосков пахнут неплохо...
Создание нового, сохранение старого
...Или в пробирке, как в саду,
Вырастить новую еду
И применять взамен обычной
Или с обычной наряду.
Михаил Щербаков
Теперь поговорим о направлениях, не столь коммерциализованных, но тем не менее важных и перспективных. Прежде всего это технологии, связанные с селекцией.
В начале статьи мы рассказывали о протопластах - растительных клетках без жесткой стенки, «освобожденных из деревянной тюрьмы», по выражению американского ученого Артура Галстона. Разработаны специальные методы, с помощью которых можно заставить два протопласта слиться. Это называют соматической гибридизацией. С ее помощью можно получать не только межвидовые, но и межродовые гибриды! При этом гибридизуются как ядерные, так и цитоплазматические геномы. (Цитоплазматические — это собственные геномы митохондрий и пластид: в обычном случае потомство наследует их, как и все, что содержится в цитоплазме, от крупной материнской клетки, но не от спермия, который несет лишь ядерные хромосомы.) Если у одного из протопластов инактивировать или удалить ядро, получится цибрид - растение, гибридное только по цитоплазматическим геномам. Подобными методами создают сельскохозяйственные растения с новыми ценными свойствами — например, «заимствуют» у диких видов картофеля устойчивость к болезням и вредителям, которой так не хватает культурным сортам. Соматическая гибридизация в своем роде не менее эффективна, чем создание ГМО.
Кстати, создание генно-модифицированных растений тоже предполагает работу с культурами клеток. В культуре гораздо быстрее можно разобраться и с биохимией нового растения - к примеру, проверить, синтезируется или нет вещество, которое будет защищать его от вредителей, или провести первичные испытания на безопасность. А если результаты будут удовлетворительными, быстрее можно получить новые растения в большом количестве.
С другой стороны, для некоторых клеточных технологий новые возможности предоставляет генная модификация. Искусственные семена — такое красивое называние получили соматические эмбриоиды растений, заключенные в гелевую оболочку (это впервые проделали Шерри Китто и Жюль Янник, публикация 1985 года). Но можно обойтись и без зародышей, если использовать культуру ткани корня, трансформированную бактериями Agrobacterium rhizogenes, они же Rhizobium rhizogenes, — это близкий родственник Agrobacterium tumefaciens, чаще всего используемой в генной инженерии растений. Поражая корни растений, эти агробактерии тоже внедряют в клетки свой генетический материал в виде плазмид и заставляют ткань хозяина продуцировать опины - источник пищи для «гостей», а также бурно расти. А бурно растущую ткань особенно удобно культивировать. Ее выращивают в биореакторах для синтеза вторичных метаболитов, а кроме того, изготавливают из такой трансформированной ткани вегетативные искусственные семена - кусочки корня в гелевой оболочке. Задачи все те же: размножение, хранение, оздоровление, транспортировка. В одном из последних номеров журнала «Физиология растений» (2011, т. 58, № 3) опубликована статья сотрудников ИФР РАН, посвященная «корневым» искусственным семенам шлемника байкальского и руты душистой.
Селекционерам, как и садоводам, нужны чистые линии - растения, гомозиготные по генам всех интересующих признаков. Высшие организмы (растения и животные) диплоидны (2n), то есть каждый ген у них существуют в двух экземплярах - один получен от материнской половой клетки, другой от отцовской. Если эти копии одинаковы, то организм гомозиготен по этому гену, если различаются - гетерозиготен. Селекционерам требуются линии с высокой степенью гомозиготности, потому что в них возможен более жесткий отбор - никаких сюрпризов, связанных с рецессивными генами. (Рецессивные - это гены скрытых признаков: когда такой ген стоит в паре с более «сильным» доминантным геном, его эффект незаметен, а вот когда в одном растении встретятся два рецессивных гена, новый, не всегда желательный признак проявится.) Чтобы сделать гибридную линию стабильной путем самоопыления, нужны годы, на создание нового сорта уходит в среднем 10-12 лет.
Однако у высших организмов есть и гаплоидные клетки, с одним набором хромосом (n) - это половые клетки. Из школьного курса ботаники мы знаем, что растения не так чувствительны к плоидности, как высшие животные, - и тетраплоидные (4n), и октаплоидные (8n) организмы встречаются нередко. А в лабораторных условиях, если изолировать гаплоидные клетки - завязь с семяпочкой либо пыльники с микроспорами - и вырастить их в культуре, можно получить гаплоидное растение, все свойства которого будут как на ладони. Это сильно ускоряет работу селекционера.
Способ получения гаплоидов из культуры пыльников открыли в 1964 году индийские исследователи Сипра Гуха и Сатиш Махешвари. Позднее были найдены и способы получения гаплоидных культур из неоплодотворенных зародышей. Чтобы проверить, действительно ли растение гаплоидное, можно напрямую подсчитать число хромосом в клетках (для этого хорошо подходят активно делящиеся клетки кончиков корней). Есть и косвенный метод подтверждения гаплоидности — у таких растений примерно вдвое меньше хлоропластов в клетках устьиц, открывающих и закрывающих поры на листе.
Гаплоидные растения стерильны, но получить семена от них можно, если обработать колхицином. Это вещество (кстати, тоже растительного происхождения - алкалоид безвременника) разрушает микротрубочки веретена деления. В результате хромосомы не расходятся к полюсам - происходит их удвоение без деления, и их количество в одной клетке удваивается. Технология проста: ватку, пропитанную раствором колхицина, кладут на верхушку гаплоидного растения. После цветения оно дает семена, идеально гомозиготные.
Сравнительно недавно в РСХА таким образом научились получать гаплоидные и дигаплоидные растения-регенеранты белокочанной капусты из культуры. (Дигаплоидов получают гаплоидизацией полиплоидных растений, для тех же целей, что и гаплоидные из диплоидных; кто запутался в терминологии, пусть посмотрит в учебнике.)
Получение чистых линий - это второй этап традиционной селекции. Новые признаки, нужные селекционеру, дает гибридизация. Но бывает так, что выбранные генотипы не скрещиваются in vivo (потому, что цветут в различное время или из-за «анатомической несовместимости» - скажем, пыльцевая трубка, прорастающая из пыльцевого зерна, слишком коротка и не дотягивается яйцеклетки.) Однако во многих случаях оплодотворение можно произвести in vitro. «Жаль, что селекционеры мало этим пользуются», - отмечает Е.А.Калашникова.
Но и получить гибридные семена - это только первый шаг, они должны еще успешно начать развиваться и прорасти. А с этим бывают проблемы: например, если генетическое несходство родительских растений достаточно велико, может получиться так, что зародыш и эндосперм, обеспечивающий питание зародыша, станут развиваться асинхронно. В итоге зародыш погибнет либо от недостатка питательных веществ, либо будет отравлен их избытком. Но этого можно избежать, если извлечь зародыш из незрелого семени и поместить его в питательную среду оптимального состава. (Как это делается, можно посмотреть на обложке журнала.)
Не менее важная задача, чем создание нового, - сохранение и приумножение того, что у нас есть: клональное микроразмножение ценных гибридов и сортов, а также диких видов и труднокультивируемых растений. О размножении мы уже сказали достаточно, теперь перейдем к хранению.
Как уже говорилось, в культуре мы волей-неволей ведем отбор в популяции клеток. Накапливаются мутации, изменяются свойства, и в конце концов не очевидно, что регенерант, выращенный из этой культуры, будет идентичен тому растению, от которого был взят эксплант. Если требуется неизменность в течение долгого времени, то гораздо эффективнее криоконсервация - хранение биообъектов in vitro в жидком азоте при —196°С. Разумеется, для этого необходимы специальная аппаратура, среды, содержащие криопротекторы, специальные режимы замораживания - размораживания и многое другое.
Во Всероссийской коллекции культур клеток высших растений (отдел биологии клетки и биотехнологии ИФР РАН) находятся десятки каллусных и суспензионных культур клеток. Созданный там же криобанк был одним из первых в мире. Культуры женьшеня, созданные в 70-е годы, хранятся в ИФР до сих пор, не потеряв жизнеспособности. Там «спят» при сверхнизких температурах и другие уникальные штаммы-продуценты, например диоскореи дельтовидной, а также фрагменты тканей ценных сортов картофеля, земляники, малины, черной смородины.
Великие фантасты не любят подолгу задерживаться в лабораториях, но, несомненно, славный ботаник Кейн из рассказа Желязны, чтобы вырастить цветок для марсианской танцовщицы, первым делом отправился в походное криохранилище за каллусной тканью Rosa sp. Хорошо, что она у него была, иначе так бы и погибла древняя мудрая цивилизация.
Оригинал статьи
Другие материалы с сайта журнала "Химия и жизнь"
plantgen.com
