Poliploizi: Obținerea și Utilizarea Colchicinei La Domiciliu

2024 Autor: Sebastian Paterson | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 13:53

Poliploidie experimentală în bucătărie

Există multe plante cultivate în grădinile noastre, care sunt în esență otrăvitoare - aconit, lumbago (vis-iarbă), crinul văii, colchicum - colchicum etc. Dar nimeni nu se grăbește să le refuze - la urma urmei, obținerea de substanțe chimice pure din aceste plante este un proces complicat și nu le folosim pentru hrană. Ce este atât de interesant la alcaloidul colchicină, care este conținut, de exemplu, în colchicumul preferat al tuturor?

Să începem cu elementele de bază ale biologiei din programa școlară, pe care probabil că le-am uitat deja. Când o celulă se împarte, ADN-ul se dublează mai întâi, iar apoi celula se împarte în două cu aceleași seturi de cromozomi. Deci, chiar această colchicină interferează cu diviziunea celulară normală. ADN-ul se dublează, cvadruplează etc., iar celula este întârziată în divizarea sa.

Când se desparte, atunci în procesul de creștere în celulele unei plante noi, chiar aceste seturi de cromozomi nu mai sunt 2n (diploid standard), ci 4n, 8n etc. Acesta este poliploidul nostru. S-a stabilit acum că 1/3 din toate angiospermele de pe pământ sunt poliploide. Aceste mutații naturale au apărut din diverse motive - șoc de temperatură, traume, boli, radiații solare.

Omul folosește de mult timp poliploidia pentru a dezvolta soiuri de plante agricole foarte productive. La început, acest lucru a fost făcut inconștient: exemplarele cele mai mari au fost pur și simplu înmulțite, dând o mulțime de cereale sau mai ales fructe mari. Odată cu apariția geneticii, a devenit clar că astfel de giganți sunt poliploizi. Peste 500 de poliploizi sunt cunoscuți în cultivarea plantelor (sfeclă, struguri, ridichi, ceapă etc.).

În floricultură se observă o mare varietate de poliploizi: dacă o formă originală în 2n = 18 cromozomi, atunci plantele cultivate din această specie pot avea 36, 54 și până la 198 de cromozomi. Puteți obține o himeră absolut miraculoasă, atunci când, în procesul de perturbare a diviziunii normale cu colchicina, obținem celule cu diferite seturi de cromozomi într-o plantă.

Astfel de plante sunt neobișnuite și, la vârsta adultă, diferite părți ale plantei au caracteristici diferite. Oamenii au observat de mult astfel de mutații naturale, iar o parte detașată a unei plante cu trăsături interesante a dat naștere unui nou soi. Astfel, de exemplu, au fost obținuți mai întâi meri coloanari, iar fondul genetic spulberat al gazdei în sine este baza a nenumărate soiuri ale acestei plante. Mutațiile naturale, împreună cu polenizarea încrucișată și selecția nesfârșite, au fost, de fapt, baza selecției în orice moment al omenirii.

Dar trăim în secolul XXI - știința a pășit cu mult înainte, iar timpul pare să zboare din ce în ce mai repede. Ei bine, nu avem mai multe generații în rezervă pentru așa-numita selecție „populară”, acum și mai repede vreau să văd ceva nou și chiar mai interesant - să încerc să experimentăm și să vedem cu mândrie rezultatele propriei noastre lucrări.

Știința serioasă pentru selecția experimentală și accelerată are un număr imens de posibilități în arsenalul său - tratament cu laser, radiații, raze X, mutageni și supermutageni. Dar un grădinar curios și entuziast? Unde pot obține colchicină pură pentru experimentele mele?

Hai să săpăm crocusul

Vom fi în continuare la timp pe vremea asta, iar timpul de însămânțare nu este departe. Conținutul de colchicină din bulb este de 0,25%, în flori - 0,8%, în semințe - 1,2%. Bineînțeles, este mai convenabil să lucrați cu becul. Apoi totul este simplu - obțineți sucul (radeți, râșniți într-o mașină de tocat carne, mortar, orice doriți), strângeți, filtrați, puneți în frigider. Este mai bine să preparați sucul chiar înainte de însămânțare. Nu uitați de măsurile de siguranță! Este necesară o mască, mănuși; spălați-vă pe mâini și unelte - nu beți suc!

Procentul optim de colchicină în soluția pentru obținerea poliploizilor este de 0,1-0,2% - în consecință, soluția noastră (suc) trebuie diluată cu apă la jumătate sau un sfert. Timpul de înmuiere a semințelor într-o soluție pentru diferite plante este diferit, dar de obicei pentru plantele uscate - o zi, pentru răsaduri - 8-12 ore. Dar acestea sunt doar principii generale. Experiment.

Din experiență pot spune că cu cât pielea sămânței este mai slabă, cu atât este nevoie de mai puțin timp. De exemplu, pentru primule, este suficientă o oră, iar soluția este mai slabă. Bineînțeles, nu începeți experimentele cu semințe scumpe (achiziționate): colchicina este un mutagen puternic, iar unele dintre semințe vor muri. Folosește-ți propriile semințe despre care știi că sunt proaspete și de genul cu care vrei să lucrezi.

Cel mai interesant lucru este că rezultatul științei „bucătăriei” noastre este vizibil suficient de repede. În stadiul răsadurilor, hipocotilul (locul dintre rădăcină și frunza primordială este genunchiul hipocotil) se îngroașă și devine ca un butoi mic, iar răsadurile poliploide se disting printr-o culoare verde mai strălucitoare și mai închisă; pliantele sunt mai rigide, pețiolurile frunzelor sunt scurtate. Acestea sunt în mod clar diferențe vizibile, permițând deja în stadiul răsadurilor de pe pervaz în timpul unei alegeri să facă selecția primară.

Fiți pregătiți pentru cea mai severă selecție în toate etapele, altfel supraestocarea plantelor experimentale din cabana dvs. de vară nu poate fi evitată. Într-adevăr, pentru a obține răsaduri promițătoare, care se pot transforma într-un nou soi, trebuie să așteptați ca planta să înflorească sau să fructifice, în funcție de ceea ce vă place.

Ei bine, de ce avem nevoie de toate acestea - bulbi de crocus ruinați, răzătoare, măști, glafuri, ocupate nu cu răsadurile obișnuite, ci cu unele (nu se știe încă dacă poliploizii rezultați)? A, dacă totul ar fi atât de simplu - înmulțiți numărul de cromozomi - și iată un clopote uriaș, iris, gladioli, zmeură cu pumnul sau coacăze cu un ou … Dar mâncărimea eternă a inventatorului-experimentator: dacă? Alții reușesc, dar de ce sunt mai rău?

Poliploizii dau descendenți diferiți - acesta este gigantismul (mai ales) și nanismul. Ei bine, haideți să o punem în mâinile noastre - dați o pantă înaltă de 20 cm pentru tobogane sau o agrișă înaltă de 3 metri - l-ați format ca un copac - și fără probleme cu spini … slab? Poliploizii sunt atât mărirea (în principal), cât și o scădere, precum și deformări ale unei flori. Există o singură rețetă - selecție.

Poliploizii sunt atât mărirea (în principal), cât și o scădere a dimensiunii fătului. Și aici totul se decide prin selecție. Apropo, toți iubiții căpșuni de grădină (căpșuni) avem în mod normal 2n = 14 cromozomi și cultivăm soiuri, care aproape toți au 7n = 98 cromozomi.

Poliploizii sunt atât o creștere (în principal) a numărului de flori pe un peduncul, cât și o scădere. A crescut, a apreciat, a luat - restul a fost aruncat nemilos. Amintiți-vă supraestocarea.

Poliploizii sunt o schimbare a rezistenței la iarnă a plantelor - aproape întotdeauna în sus. Ei bine, acest lucru este cu siguranță pentru noi - pentru Sankt Petersburg și alte regiuni din nord! Nu te mai linge de buze la cataloagele occidentale - dai trandafiri fără adăpost și multe altele - vreau piersici!

Apropo, cele mai rezistente specii de mesteacăn cu iarnă, cu un avans natural spre nord datorită poliploidiei naturale, au 84 de cromozomi (spre deosebire de omologii lor sudici cu 2n = 28 cromozomi).

Poliploizii sunt, de asemenea, modificări ale ciclului de viață al plantelor - bienalele se transformă adesea în tineri (3-4 ani). De exemplu, am obținut un clopot piramidal (C. pyramidalis) în creșa noastră. Prin apariția sa, el aparține copiilor de doi ani, dar locuiește cu noi de patru ani, continuăm să lucrăm cu el.

Poliploizii au adesea fertilitate redusă - formarea semințelor. Și, prin urmare - înainte pentru agrișele fără semințe - cum sunt strugurii noștri din nord (așa cum se numește adesea agrișele) mai rău decât kish-mishul din sud?

Poliploizii sunt atât o modificare a numărului de petale, atât frumusețile subdezvoltate, cât și cele terry. Rețeta este aceeași - selecție.

În orice caz, poliploizii nu sunt cu siguranță genuri noi în sensul în care cuvântul este folosit în Biblie. Irisurile și zmeura au rămas iris și zmeură în loc de palmieri și kiwi.

Acest articol oferă o idee foarte simplificată a unui fenomen atât de complex precum poliploidia (da, profesioniștii mă vor ierta), dar nu trebuie să mergem mai adânc, ne-ar plăcea să experimentăm, să obținem propria varietate și să ne bucurăm - lăudați-vă Apropo, cum numiți propria dvs. varietate de gladiole gigant sau zmeură de măr - v-ați decis deja?