Клонирование растений

КЛОНИРОВАНИЕ, в биологии – метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. Таким способом на протяжении миллионов лет размножаются в природе многие виды растений и животных. Однако сейчас термин «клонирование» обычно используется в более узком смысле и означает копирование клеток, генов, антител и даже многоклеточных организмов в лабораторных условиях. Появившиеся в результате бесполого размножения экземпляры по определению генетически одинаковы, однако и у них можно наблюдать наследственную изменчивость, обусловленную случайными мутациями или создаваемую искусственно лабораторными методами.

ДНК.

Говоря о клонировании, происходящем в природе или в лаборатории, необходимо представлять себе, что вся генетическая, т.е. наследственная, информация, необходимая для роста, развития, обмена веществ и размножения организмов, передается от родителей потомству в форме дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
См. также НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ; НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

ДНК упакована в хромосомах, которых в клетке бывает от одной у некоторых одноклеточных до нескольких десятков у высших растений и животных. Генетического материала, находящегося всего в одной хромосоме крошечного одноклеточного существа вроде амебы, достаточно для осуществления всех его жизненных функций. Однако сложно устроенному животному для этого необходимо примерно 100 000 различных генов.

Прокариоты.

Прокариоты – это самые простые по строению одноклеточные организмы типа бактерий, в клетках которых нет оформленного ядра и многих органелл, свойственных клеткам эукариотов, т.е. эволюционно более продвинутых организмов. Обычно прокариоты размножаются бесполым путем, а именно простым делением клетки надвое. В результате они образуют клоны.
См. также КЛЕТКА; РАЗМНОЖЕНИЕ.

Эукариоты и многоклеточные животные.

Эукариоты характеризуются тем, что их клетки обладают многочисленными органеллами и ядром, в котором заключены хромосомы, т.е. ДНК. Некоторые из этих организмов – одноклеточные, но в большинстве случаев это многоклеточные формы, состоящие из многих различных по структуре и функциям эукариотных клеток. Некоторые простейшие, например амебы и парамеции, способны быстро размножаться путем деления надвое.

У многоклеточных животных произошла специализация клеток и сформировались половые клетки (гаметы), предназначенные для полового размножения. У низкоорганизованных многоклеточных встречается как половое, так и бесполое размножение. С усложнением и увеличением подвижности животных половое размножение стало преобладать. Оно обеспечивает сочетание в потомстве признаков обоих родителей, т.е. исключает образование клонов.

Партеногенез.

Клонирование в природе наблюдается в случае т.н. партеногенеза, когда потомство развивается из неоплодотворенной женской гаметы (яйцеклетки). Этот процесс широко распространен среди насекомых. Поскольку родительская особь всего одна, она генетически идентична потомкам и составляет с ними клон. У млекопитающих партеногенез можно искусственно стимулировать, но эмбрион погибает на ранних стадиях своего развития.
См. также ЯЙЦО; РАЗМНОЖЕНИЕ.

Размножение растений и получение рассады.

У растений известны различные формы бесполого размножения, обычно называемого вегетативным. Самостоятельный организм может развиться у них из частей листьев, стеблей и корней. Если эти части получены от одного растения, то образуется клон. Для вегетативного размножения у многих видов используются специальные структуры, к которым относятся, например, подземные корневища у золотой розги, надземные столоны («усы») у земляники, луковицы у чеснока, клубни у картофеля и клубнелуковицы у гладиолусов. Таким способом размножают не только травянистые, но и многие древесно-кустарниковые виды. К относительно новым методам коммерческого клонирования некоторых растений относится выращивание их из культуры ткани.

Среди сельскохозяйственных культур вегетативно размножают, например, бананы, ананасы, виноград и землянику. Особый способ клонирования, называемый прививкой, применяют в случае плодовых деревьев, в частности пекана, яблони и персика. Черенки, вырезанные из ветвей ценного в хозяйственном отношении экземпляра (привои), приращивают к укорененным растениям (подвоям) того же вида, а иногда и другого – близкого таксономически. Привой нормально растет и приносит плоды, не уступающие по качеству тем, что развиваются на материнском дереве.

Лабораторное клонирование антител.

Все позвоночные для защиты от инфекций вырабатывают особые белки – антитела. Разработаны методы их клонирования, позволяющие получать большие количества идентичных молекул. Произведенные таким образом антитела называются моноклональными. Эти высокоспецифичные вещества используются для определения концентрации ряда белков в жидкостях тела, например белковых гормонов, или для выявления раковых клеток (и возможного воздействия на них), что очень важно в научных исследованиях, а кроме того, является относительно недорогим методом диагностики некоторых заболеваний.

Клонирование генов.

Становится известно все больше специфических генов, связанных с развитием определенных болезней. Эти гены научились выделять из организма и присоединять к ним соответствующие промоторы, т.е. участки ДНК, управляющие их работой. Получаемые генные комплексы можно клонировать несколькими способами. Один из них – полимеразная цепная реакция (ПЦР), т.е. размножение нужного участка ДНК с помощью фермента полимеразы, что позволяет удваивать количество генных копий каждые несколько минут (см. также ПОЛИМЕРАЗНАЯ ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ). Клонированные таким образом гены можно затем ввести в организм животного (получив т.н. трансгенную особь), которое в результате приобретет способность синтезировать нужное вещество, например ценный фармацевтический продукт. Трансгенные животные служат также моделями для изучения ряда тяжелых болезней человека, в частности муковисцидоза.

Клонирование млекопитающих.

Выше уже приводились примеры разных типов клонирования в природе. Если любому зверю порезать кожу, клоны новых клеток быстро приходят на смену поврежденным. Однако клонирование целых высокоорганизованных организмов – процесс гораздо более сложный, чем заживление раны.

Зачем вообще клонировать животных? Во-первых, можно было бы воспроизводить ценные с той или иной точки зрения особи, например чемпионов пород крупного рогатого скота, овец, свиней, скаковых лошадей, собак и т.п. Во-вторых, превращение обычных животных в трансгенных сложно и дорого: клонирование позволило бы получать их копии. Проектируется производить трансгенных млекопитающих, способных синтезировать факторы свертывания человеческой крови и другие жизненно важные для нас продукты и выделять их в составе своего молока. Широкомасштабное развитие такой биотехнологии сэкономило бы огромные количества донорской крови, запасы которой ограничены и могли бы использоваться более эффективно.

Первые опыты.

Первый опыт клонирования земноводных датируется 1952. Впоследствии удалось клонировать также мышей, кроликов, овец, свиней, коров и обезьян. Все успешные эксперименты такого рода начинались с клеток эмбриона, изолируемых на ранних стадиях развития до начала их дифференцировки в т.н. зародышевые листки, дающие начало специализированным тканям и органам. Эти клетки (бластомеры) разделяют, пока их число в зародыше не превысило 32 или 64, и с помощью особых микрохирургических методов помещают по одной в ооциты (неоплодотворенные яйцеклетки), из которых предварительно удаляют ядро. У всех бластомеров одного эмбриона одинаковый набор генов, а ооциты служат для них как бы инкубатором. После соответствующей электрической и/или химической стимуляции и культивирования из этих клеток можно получить идентичные зародыши и перенести их (имплантировать) в матку готовых к зачатию самок того же вида. В конечном итоге такие «приемные матери» родят почти идентичных детенышей, однако вся процедура в целом остается с практической точки зрения крайне неэффективной. Вместо вынашивания всех эмбрионов из первого клона практикуют также их разделение на бластомеры и повторный цикл клонирования, получая в итоге гораздо большее количество пригодных для имплантации зародышей.

Клонирование взрослых млекопитающих.

По мере роста и развития животного соответствующие его гены «включаются» и «выключаются» в строго определенное время, что обеспечивает гармоничное формирование и функционирование всех частей сложного организма. У взрослой особи гены, регулирующие процессы в специализированных (дифференцированных) клетках, должны работать без сбоев, выполняя характерную именно для этой части тела программу: малейшее нарушение здесь чревато болезнью, а то и гибелью всей особи. Следовательно, если вырезать кусочек, скажем, уже сформировавшегося подбородка, нос из него не разовьется. Правда, клетки могут терять специализацию (дедифференцироваться), что наблюдается при возникновении раковых опухолей. Таким образом, клонирование животных из их взрослых клеток путем перепрограммирования последних на нормальное эмбриональное развитие представляет собой хотя и выполнимую теоретически, но крайне сложную задачу, которую многие специалисты считали неразрешимой.

В 1997 шотландский эмбриолог Ян Уилмат со своими сотрудниками сообщил об успешном клонировании ягненка из дифференцированной клетки молочной железы шестилетней овцы. Культивируя клетки этого типа на т.н. минимальной (содержащей лишь минимум необходимых для поддержания жизни веществ) питательной среде, не позволявшей им выполнять свои «взрослые» функции, удалось добиться их дедифференцировки до эмбрионального состояния. Затем такую клетку слили с энуклеированной (лишенной ядра) яйцеклеткой другой овцы и имплантировали начавший развитие эмбрион в матку третьей самки. В результате исходная клетка молочной железы повторила и самостоятельно отрегулировала все этапы, которые в норме проходит оплодотворенное яйцо, превращаясь во многие миллиарды специализированных клеток взрослого млекопитающего. Через некоторое время эти исследователи сообщили о клонировании овцы с введенным в нее человеческим геном, а специалисты из США заявили о создании клонов взрослых коров.

Важно подчеркнуть, что особи получаемых описанным способом клонов не достигают того уровня идентичности друг другу, который свойствен однояйцовым близнецам. Во-первых, развитие их происходит в разных ооцитах, каждый из которых сохраняет некоторое количество собственной ДНК в митохондриях (органеллах дыхания). Во-вторых, эмбрионы вынашиваются различными «приемными матерями», и, наконец, после рождения каждый детеныш попадает в условия среды, неизбежно являющиеся в той или иной степени уникальными.

Открывающиеся перспективы.

Работы Уилмата и других биологов служат основой для новых исследований, которые могли бы значительно расширить наши представления о функционировании генов в ходе нормального развития, а также при воздействии на них ряда лекарственных веществ и стрессовых факторов. Это позволило бы усовершенствовать медицинское обслуживание путем создания и применения новых недорогих инструментов ранней диагностики и лечения. Если бы таким путем удалось разработать методы генной терапии, т.е. «исправления» аномальных генов, ответственных за опасные для жизни врожденные нарушения, человечество смогло бы избавиться от некоторых наследственных заболеваний, серьезно снижающих трудоспособность и сокращающих жизнь людей.

О ценности клонирования для создания трансгенных и элитных животных уже говорилось. При его широком применении можно было бы накапливать в замороженном виде неограниченные количества эмбрионов и другого материала, сохраняя таким образом ныне существующую «зародышевую плазму» во всем ее разнообразии.

Клонирование появилось более пятидесяти лет назад, и технология после этого развивалась очень динамично. Сами эксперименты и новости из этого мира до сих вызывают очень много споров — и с точки зрения этики, и с точки зрения принятия обществом. Несмотря на то, что в США формально разрешили клонировать сельскохозяйственных животных и употреблять в пищу продукты, произведенные из них, американское общество выступает категорически против. В большинстве стран создание идентичных особей вызывает опасения и страх, а критики отмечают, что учеными до сих пор неизвестно, каких именно животных нужно клонировать, и как защитить целое стадо одинаковых животных от одного патогена, если речь идет об особях без генетического разнообразия. «Хайтек» изучил как развивалось клонирование и к чему мы пришли сейчас.

Что такое «клон» и бывает ли клонирование в природе

Термин «клонирование» — очень широкий, им можно описать сразу несколько методов, которые используют для получения генетически идентичных копий биологического объекта. Если перевернуть определение: материал или организм, имеющий тот же генетический состав, что и оригинал — это и есть клон.

Причем клонирование происходит и в природе — некоторые растения и одноклеточные организмы производятгенетически идентичных потомков бесполым размножением. Природные клоны — это, например, идентичные близнецы, которые встречаются у людей и других млекопитающих. Они образуются в случае, когда оплодотворенная яйцеклетка расщепляется, образуя два или несколько эмбрионов, несущих почти идентичную ДНК. Однако зародыши не обязательно полностью идентичны друг другу, они могут отличаться набором приобретенных в процессе деления мутаций.

Тот же процесс можно повторить искусственно, он бывает трех типов: клонирование генов, репродуктивное и терапевтическое клонирование. Генное клонирование производит копии генов или сегментов ДНК. Репродуктивное позволяет получить копии целых животных. Терапевтическое позволяет получать эмбриональные стволовые клетки для экспериментов по созданию тканей, заменяющих поврежденные или больные. Клонирование генов, также известное как клонирование ДНК, — это процесс, сильно отличающийся от репродуктивного и терапевтического клонирования. Репродуктивное и терапевтическое имеют много общих техник, но они применяются для разных целей.

Можно ли клонировать своих питомцев и какими получатся их клоны

За последние 50 лет ученые провели эксперименты по клонированию животных с использованием различных методов. В 1979 году исследователи создали первых генетически идентичных мышей, разделив эмбрионы в пробирке и имплантировав их в матки взрослых мышей. Вскоре после этого ученые создали первых генетически идентичных коров, овец и цыплят, переместив ядро клетки, взятое из раннего эмбриона, в яйцо, которое было лишено ядра.

Однако только в 1996 году исследователям удалось клонировать первое млекопитающее из зрелой клетки взрослого животного. После 276 попыток шотландские исследователи наконец-то вывели Долли — поп-пример достижения технологии искусственного клонирования. Исследователи взяли клетку вымени овцы и генетический материал этой клетки «подсадили» в яйцеклетку, взятую у другой овцы. При этом свой генетический материал из этой яйцеклетки был предварительно удален. Ее перенесли в матку третьей овцы, которая выносила Долли. Через два года японские исследователи клонировали восемь телят от одной коровы, но только четыре из них выжили. Помимо крупного рогатого скота и овец, из соматических клеток ученые смогли клонировать кошек, оленей, собак, лошадей, мулов, волов, кроликов, крыс и других млекопитающих.

Голливудская звезда, двукратная обладательница премии «Оскар» Барбра Стрейзанд призналась, что клонировала свою собаку Саманту, которая умерла в 2017 году. Сэмми была редкой породы котон-де-тулеар. Актриса получила её от своего супруга, актера Джеймса Бролина, на пятую годовщину свадьбы. Саманта прожила 14 лет. Генетический материал для клонирования был взят из пасти и желудка незадолго до смерти.

Теперь у актрисы живут три собаки: два клона Саманты и еще одна котон-де-тулеар по кличке Мисс Фанни.

При этом клоны не всегда выглядят одинаково. Хотя они имеют один и тот же генетический материал. Окружающая среда также играет большую роль в том, каким получается организм. Например, первая клонированная кошка выглядела совсем не так, как ее мать. Цвет и рисунок шерсти кошек связан не только с генами. Это может быть плохой новостью для тех, кто горько скорбит по поводу смерти своих питомцев и хочет дать им вторую жизнь с помощью клонирования — компаний, которые этим занимаются этим за $100–150 тыс., достаточно много по всему миру.

Безопасно ли молоко клонированных коров и почему в магазинах еще нет продуктов от клонов

Репродуктивное клонирование — другой метод, который позволяет исследователям делать копии животных с потенциальной выгодой для медицины и сельского хозяйства.

Например, те же шотландские исследователи, которые клонировали Долли, создали клоны других овец, подвергшихся генетической модификации для получения молока, содержащего человеческий белок, необходимый для свертывания крови. Есть надежда, что когда-нибудь этот белок может быть очищен от молока и отдан людям, чья кровь не свертывается. На животных можно тестировать лекарства — их преимущества в том, что новые методы и вещества будут действовать на них так же, как и на их предков.

Сельское хозяйство тоже делает ставку на клонирование: после консультаций со многими независимыми учеными и экспертами, Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами США (FDA) в январе 2008 года приняло решение о том, что мясо и молоко клонированных животных являются безопасными. Это значило, что исследователи теперь могут свободно использовать методы клонирования для создания копий животных с нужными характеристиками, такими как высокое производство молока или нежирное мясо. Но поскольку клонирование все еще очень дорогостоящее, вероятно, потребуется много лет, прежде чем продукты питания от клонированных животных появятся в супермаркетах. Скорее всего, быстрее там окажутся продукты, которые получили от потомков клонов.

Критики — например, из общества Human Society высказали возражения, считая, что исследования FDA были «неадекватными, неоправданно ограниченными и сомнительными с научной точки зрения». Несколько групп потребителей-консультантов работают над созданием программы отслеживания, которая позволит потребителям лучше узнать о продуктах клонированных животных в их пище.

При этом эти продукты даже не будут маркироваться, по крайней мере в США. Политика маркировки Управления по контролю за продуктами питания и медикаментами требует этого только в том случае, если произошли «существенные изменения в их составе питания или если произошли какие-либо изменения в других связанных со здоровьем характеристиках», таких как аллергенность или токсичность. Но молоко и мясо клонированных животных и их потомков эквивалентны их аналогам.

Ученые надеются клонировать и животных, которые почти вымерли или давно вымерли — такие эксперименты уже успешно проводились. Хотя некоторые эксперты считают, что клонирование может спасти многие виды, которые иначе исчезли бы, другие утверждают, что в результате клонирования образуется популяция генетически идентичных особей, не имеющих изменчивости, необходимой для выживания.

Почему люди выступают против клонирования животных и причем тут человеческие клоны

Большая часть этических вопросов возникает потому, что ту же технологию можно использовать для клонирования человека. Основные мировые религии не имеют выраженного отношения к клонированию животных. Ведущие мусульманские и еврейские мыслители также сходятся во мнении, что клонирование приемлемо для соответствия стандартам кошерности и халяльности.

При этом общество в России довольно радикально относится к клонированию: 40% россиян считает клонирование живых организмов «опасным экспериментом с непредсказуемыми последствиями». Среди женщин этот процент еще выше. Однако 47% участников исследования убеждены в том, что клонирование — научный прорыв. Среди молодёжи до 20 лет этот показатель достигает 60%.

При этом в России формально эксперименты по клонированию животных не запрещены. В то же время в 2015 году Европарламент проголосовал за постоянный запрет на клонирование любых сельскохозяйственных животных, импорт и продажу продуктов питания из таких животных и их потомства. Парламентарии отмечали, что «технология клонирования несовершенна, и ее последствия недостаточно изучены, много рождённых с его помощью животных мучаются и быстро умирают». Против употребления их в пищу выступает, согласно опросам, большинство граждан ЕС.

Согласно исследованиям Университета Пью, американские потребители мало что знают о биотехнологиях, но более решительно выступают против клонирования животных — гораздо резче, чем против генетически модифицированных растений. В их докладе отмечается, что 64% американцев испытывают дискомфорт в связи с клонированием животных, в то время как 22% считают, что эта технология бесспорно полезна.

Сторонники этого процесса утверждают, что клонирование животных тщательно изучалось на протяжении десятилетий и было доказано, что является безопасным. Пол Томпсон, доктор философии, заведующий кафедрой сельскохозяйственной, пищевой и общественной этики университета штата Мичиган, считает, что противодействие клонированию животных можно частично объяснить негативными чувствами, связанными с концепцией клонирования человека. По его словам, общественность может также рассматривать клонирование как неестественную практику, при которой животные воспринимаются «больше как вещи, чем как существа».

Этик Бернард Роллин, доктор философии, отмечает, что клонирование животных может иметь непредвиденные последствия — например, ускорение монокультуры в животноводстве. Новый патоген может уничтожить все стада из-за отсутствия генетического разнообразия среди животных. Более того, откуда можно точно знать, какое животное нужно клонировать? «После многочисленного клонирования может выясниться, что у него есть генетическое заболевание», — объясняет доктор Роллин, профессор философии в Университете штата Колорадо.

Оба ученых при этом сходятся в том, что сторонники клонирования в научном и деловом сообществе не могут надлежащим образом информировать общественность об инновациях, что приводит к непониманию и страху. «Важно не просто объявить о таком замечательном открытии, как клонирование, — отмечает доктор Томпсон, но действительно объяснить, почему эта технология важна и что она может изменить».

Размножение комнатных растений с помощью микротехнологий

Новая биотехнология получила название «клонального микроразмножения». Термином «микроразмножение» называют некоторые методы размножения растений в лабораторных или искусственно созданных условиях. Проще говоря, культуру размножают «в пробирке».

  • Статьи по размножению комнатных растений
  • Общие сведения о размножении и черенковании

В основе метода лежит уникальная способность каждой растительной клетки давать начало новому растению. Достаточно взять образец ткани с определённых участков растения — маточника (растение с ценными признаками, которое необходимо размножить) и поместить в стерильные условия на питательную среду. Из него получат микроскопическое растение, которое позже разовьется в нормальный отросток и который можно вернуть в условия естественного произрастания.

Метод клонального микроразмножения растений имеет ряд преимуществ перед существующими традиционными способами размножения.

  • Сохрание редких видов растений орхидеи, насекомоядные, бромелии и др.);
  • Стабильное сохранение сортовых особенностей;
  • Возможность обогатить рынок новыми интересными растениями;
  • Можно получить большое количество молодых растений;
  • Методы биотехнологии позволяют снизить стоимость посадочного материала, что делает доступным его для большинства покупателей.
  • Освобождение растений от вирусов за счет использования меристемной культуры (оздоровление растений);
  • Высокий коэффициент размножения;
  • Получение генетически однородного посадочного материала;
  • Клональное микроразмножение позволит значительно сократить селекционный процесс и размножить уникальные формы за 2-3 года вместо 10-12 лет, необходимых при обычных подходах.
  • Ускорение цветения растений;
  • Размножение медленно растущих и трудно размножающихся культур;
  • Возможность проведения работ в течение круглого года.
  • Растения, полученные методом клонального микроразмножения, безопасны для человека и окружающей среды.

Коллекция редких и эндемичных растений, собранная в пробирках, занимает значительно меньше места, чем традиционные коллекции. Кроме того, трудозатраты на содержание такого «банка» ниже, чем на ежегодное полевое культивирование. Микроклонирование позволяет сохранить тысячи образцов, сохранив на будущее внутривидовое разнообразие.

При размножении возможно использовать практически все части растения: меристематические (ростовые, побегообразовательные) участки растения (точки роста, боковые почки, кончики корней, основания молодых листьев, цветоносов и т.д. Для луковичных хорошо подходят чешуи луковицы, для роз и хризантем — почки на стебле, для комнатных декоративно-лиственных бегоний, сенполий, глоксиний — части листа. Можно использовать даже части цветка. Размер выбранных фрагментов составляет около 1 кв. см. Затем они дезинфицируются специальными растворами и помещаются на питательную среду в пробирки или любые другие сосуды с добавлением различных регуляторов роста. Таким образом на этом этапе, стерильные «кусочки» растения-маточника располагают на питательной среде в пробирках, и они начинают расти.

Термин «клон» был предложен в 1903 году Уэбстером (от греческого klon — черенок или побег, пригодный для размножения растений. В соответствии с научной терминологией клонирование подразумевает получение идентичных организмов из единичных клеток.

Первые работы в области клонального микроразмножения были проведены в конце 50-х годов XX столетия и связаны с именем Жоржа Мореля, которому удалось получить первые растения-регенеранты орхидей. Культивируя в стерильных условиях верхушку побега орхидеи, размером всего 0,5 мм, он наблюдал формирование сферических структур, напоминающих видоизмененные почки. Эти структуры можно было делить, подращивать на искусственной питательной среде, опять делить и получать из них целые растения. Французские фирмы, занимающиеся разведением орхидей, использовали этот метод, и очень скоро орхидеи из мериклонов появились на цветочном рынке в огромном количестве, превратив орхидею из дорогого и редкого цветка в широко распространенное растение.

Меристемный способ размножения растений требует особого подхода к организации процесса. Это создание стерильных условий и наличие спец.оборудования. Пробирки, колбы, скальпели и даже поверхности столов должны быть стерильны. Затратно, но только так можно в кратчайшие сроки получить наибольшее количество молодых побегов. Путь от меристемы до «грядки» растение проходит за несколько недель.

В лабораторных условиях весь цикл размножения разделён на четыре этапа. Вначале с побегообразовательных участков растения берутся срезы тканей. Они помещаются в пробирки с жидким раствором (гормоны, витамины, микроэлементы). В таких условиях кусочек листа или корня быстро «превращается» в самостоятельное растеньице с зачатками всех вегетативных органов. На втором этапе будущее растение переносят из пробирки в колбу с питательным желе. Оно имеет несколько составов, которые часто у специалистов держатся в секрете. Как только корни и листья сформировались — наступает время третьего этапа. Побег вновь вынимают из колбы и при помощи скальпеля отрезают выросшие корни и листья. Они будут использованы для дальнейшего размножения. Оставшуюся «точку роста» помещают в другую колбу с питательным желе. Там проведёт ещё некоторое время, пока не станет полноценным растением.

Колбы с побегами хранятся в отдельной комнате, в которой созданы все необходимые условия. Главное в этом процессе — стерильность. Пробирки, колбы, скальпели и даже поверхности столов… Все тщательно дезинфицируется. Питательная среда внутри колбы благоприятна для размножения грибка. Если произошло заражение — весь материал уничтожается. Четвёртый — заключительный этап — новое растение высаживают в общую кану, где оно подращивается до нужного размера. Вот таким замысловатым способом тут, за относительно короткий отрезок времени, из небольшого листика или корешка получают несколько десятков полноценных экземпляров.

Эту технику размножения можно практиковать и в домашних условиях, что позволит получить растения, которые другими способами размножаются с трудом, а также новые разновидности.

Для создания маленькой лаборатории по микроразмножению можно использовать самые простые предметы, например: закрытый шкаф, оснастив его освещением, обогревом и вентиляцией. Желательно, чтобы он был изготовлен из металла, оборудован лампой дневного света (1000 — 1500 лк), установленной в верхней части, системой обогрева (обычно электропанель дает возможность поддерживать температуру 20-25С) и системой аэрации (достаточно электровентилятора).

Понадобится стерилизатор, дезинфицирующие растворы, дистиллированная вода и резиновые перчатки. Стерилизатор необходим для стерилизации режущих инструментов, контейнеров и субстрата. Дезинфицирующий отбеливатель из имеющихся в продаже (9-11%-ный гипохлорит натрия), разведенный в дистиллированной воде до 5%-ной концентрации, используют для стерилизации рабочей поверхности, после чего промывают ее дистиллированной водой. 1-2%-ный раствор служит для дезинфекции микрочеренков, которые затем обмывают дистиллированной водой. На всех этапах работать следует в перчатках.

Для получения микрочеренков определенных размеров можно применять обычные лезвия для безопасной бритвы; в качестве рабочих емкостей используют стеклянные сосуды с широким горлышком. Кроме того, рекомендуется (хотя можно обойтись и без него) пользоваться бинокулярным микроскопом, который поможет наблюдать за маленькими растениями, полученными в результате микроразмножения.

Субстраты, стимуляторы роста и специальные удобрения
Субстрат, обычно используемый для микроразмножения, — агар-агар – лучший природный гелеобразователь, получаемый из красных морских водорослей. К субстрату (питательной среде) добавляют гормоны и удобрения. Уже готовые среды можно найти в аптеках с широким ассортиментов препаратов или на фирмах, продающих химические вещества для медицинского или фармацевтического использования. Полученные растеньица — всходы высаживают в торфяной почвогрунт с рН 5.5. Используют фитогормоны двух типов: для пролиферации побегов и почек (например, фитохинин) и для укоренения.

Первая стадия: наполняют сосуды питательной средой, обогащая ее гормонами. Лезвия и стеклянные баночки с субстратом помещают в стерилизатор с водой и стерилизуют при температуре 110-120С в течении 20 мин. Одновременно подготавливают рабочий стол, промывая его 5%-ным гипохлоритом натрия и дистиллированной водой. Затем берут самую верхушку растения, которое собираются выращивать, выбрав для начала простые растения, например сенполию (если у вас есть микроскоп, ее помещают на предметный столик), и удаляют покрывающие ее самые мелкие листочки. Прежде чем поместить эту часть растения в сосуд, ее дезинфицируют 1-2%-ным гипохлоритом натрия и промывают дистиллированной водой. Сосуд закрывают и ставят в шкаф, где выдерживают в течение 20-40 дней с освещением 14 ч в сутки.

Вторая стадия: когда микрочеренок подрастет и предстанет зеленым сгустком размером с горошину с образовавшимся зачатком органов, подготавливают новые емкости, заполнив их субстратом для укоренения, и стерилизуют, поместив в стерилизатор вместе с режущими инструментами. Тем временем сосуд вынимают из шкафа и извлекают из него растеньица, которые делят лезвием на части. Их помещают в новые сосуды, которые вновь помещают в шкаф, где они и остаются, пока не образуются корешки (20-30 дней), ежедневно на 14 ч включая освещение.

Заключительная стадия: когда у растеньица образуются корни, их извлекают из сосудов для микроразмножения и сажают в горшки, заполненные очень легким перегноем (торф с рН 5.5). Затем горшочки помещают в защищенную среду (достаточно маленькой пластиковой трубы), чтобы дать всходам возможность постепенно привыкнуть к естественным условиям. Как только они адаптируются (в зависимости от вида через 4-6 недель), следует соблюдать обычные условия выращивания для этого вида.

На страницу: Размножение комнатных растений

Понравилась информация? Поделитесь ей с друзьями!
И не забывайте про наш форум-сообщество! Вступайте в ряды цветоводов и любителей растений!;)

Что такое «клон» и бывает ли клонирование в природе

Термин «клонирование» — очень широкий, им можно описать сразу несколько методов, которые используют для получения генетически идентичных копий биологического объекта. Если перевернуть определение: материал или организм, имеющий тот же генетический состав, что и оригинал — это и есть клон.

Причем клонирование происходит и в природе — некоторые растения и одноклеточные организмы производят генетически идентичных потомков бесполым размножением. Природные клоны — это, например, идентичные близнецы, которые встречаются у людей и других млекопитающих. Они образуются в случае, когда оплодотворенная яйцеклетка расщепляется, образуя два или несколько эмбрионов, несущих почти идентичную ДНК. Однако зародыши не обязательно полностью идентичны друг другу, они могут отличаться набором приобретенных в процессе деления мутаций.

Тот же процесс можно повторить искусственно, он бывает трех типов: клонирование генов, репродуктивное и терапевтическое клонирование. Генное клонирование производит копии генов или сегментов ДНК. Репродуктивное позволяет получить копии целых животных. Терапевтическое позволяет получать эмбриональные стволовые клетки для экспериментов по созданию тканей, заменяющих поврежденные или больные. Клонирование генов, также известное как клонирование ДНК, — это процесс, сильно отличающийся от репродуктивного и терапевтического клонирования. Репродуктивное и терапевтическое имеют много общих техник, но они применяются для разных целей.

Можно ли клонировать своих питомцев и какими получатся их клоны

За последние 50 лет ученые провели эксперименты по клонированию животных с использованием различных методов. В 1979 году исследователи создали первых генетически идентичных мышей, разделив эмбрионы в пробирке и имплантировав их в матки взрослых мышей. Вскоре после этого ученые создали первых генетически идентичных коров, овец и цыплят, переместив ядро клетки, взятое из раннего эмбриона, в яйцо, которое было лишено ядра.

Однако только в 1996 году исследователям удалось клонировать первое млекопитающее из зрелой клетки взрослого животного. После 276 попыток шотландские исследователи наконец-то вывели Долли — поп-пример достижения технологии искусственного клонирования. Исследователи взяли клетку вымени овцы и генетический материал этой клетки «подсадили» в яйцеклетку, взятую у другой овцы. При этом свой генетический материал из этой яйцеклетки был предварительно удален. Ее перенесли в матку третьей овцы, которая выносила Долли. Через два года японские исследователи клонировали восемь телят от одной коровы, но только четыре из них выжили. Помимо крупного рогатого скота и овец, из соматических клеток ученые смогли клонировать кошек, оленей, собак, лошадей, мулов, волов, кроликов, крыс и других млекопитающих.

Голливудская звезда, двукратная обладательница премии «Оскар» Барбра Стрейзанд призналась, что клонировала свою собаку Саманту, которая умерла в 2017 году. Сэмми была редкой породы котон-де-тулеар. Актриса получила её от своего супруга, актера Джеймса Бролина, на пятую годовщину свадьбы. Саманта прожила 14 лет. Генетический материал для клонирования был взят из пасти и желудка незадолго до смерти.

Теперь у актрисы живут три собаки: два клона Саманты и еще одна котон-де-тулеар по кличке Мисс Фанни.

Клонированная собака Барбры Стрейзанд — Саманта

При этом клоны не всегда выглядят одинаково. Хотя они имеют один и тот же генетический материал. Окружающая среда также играет большую роль в том, каким получается организм. Например, первая клонированная кошка выглядела совсем не так, как ее мать. Цвет и рисунок шерсти кошек связан не только с генами. Это может быть плохой новостью для тех, кто горько скорбит по поводу смерти своих питомцев и хочет дать им вторую жизнь с помощью клонирования — компаний, которые этим занимаются этим за $100–150 тыс., достаточно много по всему миру.

Безопасно ли молоко клонированных коров и почему в магазинах еще нет продуктов от клонов

Репродуктивное клонирование — другой метод, который позволяет исследователям делать копии животных с потенциальной выгодой для медицины и сельского хозяйства.

Например, те же шотландские исследователи, которые клонировали Долли, создали клоны других овец, подвергшихся генетической модификации для получения молока, содержащего человеческий белок, необходимый для свертывания крови. Есть надежда, что когда-нибудь этот белок может быть очищен от молока и отдан людям, чья кровь не свертывается. На животных можно тестировать лекарства — их преимущества в том, что новые методы и вещества будут действовать на них так же, как и на их предков.

Сельское хозяйство тоже делает ставку на клонирование: после консультаций со многими независимыми учеными и экспертами, Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами США (FDA) в январе 2008 года приняло решение о том, что мясо и молоко клонированных животных являются безопасными. Это значило, что исследователи теперь могут свободно использовать методы клонирования для создания копий животных с нужными характеристиками, такими как высокое производство молока или нежирное мясо. Но поскольку клонирование все еще очень дорогостоящее, вероятно, потребуется много лет, прежде чем продукты питания от клонированных животных появятся в супермаркетах. Скорее всего, быстрее там окажутся продукты, которые получили от потомков клонов.

Врезка

Критики — например, из общества Human Society высказали возражения, считая, что исследования FDA были «неадекватными, неоправданно ограниченными и сомнительными с научной точки зрения». Несколько групп потребителей-консультантов работают над созданием программы отслеживания, которая позволит потребителям лучше узнать о продуктах клонированных животных в их пище.

При этом эти продукты даже не будут маркироваться, по крайней мере в США. Политика маркировки Управления по контролю за продуктами питания и медикаментами требует этого только в том случае, если произошли «существенные изменения в их составе питания или если произошли какие-либо изменения в других связанных со здоровьем характеристиках», таких как аллергенность или токсичность. Но молоко и мясо клонированных животных и их потомков эквивалентны их аналогам.

Ученые надеются клонировать и животных, которые почти вымерли или давно вымерли — такие эксперименты уже успешно проводились. Хотя некоторые эксперты считают, что клонирование может спасти многие виды, которые иначе исчезли бы, другие утверждают, что в результате клонирования образуется популяция генетически идентичных особей, не имеющих изменчивости, необходимой для выживания.

Почему люди выступают против клонирования животных и причем тут человеческие клоны

Большая часть этических вопросов возникает потому, что ту же технологию можно использовать для клонирования человека. Основные мировые религии не имеют выраженного отношения к клонированию животных. Ведущие мусульманские и еврейские мыслители также сходятся во мнении, что клонирование приемлемо для соответствия стандартам кошерности и халяльности.

При этом общество в России довольно радикально относится к клонированию: 40% россиян считает клонирование живых организмов «опасным экспериментом с непредсказуемыми последствиями». Среди женщин этот процент еще выше. Однако 47% участников исследования убеждены в том, что клонирование — научный прорыв. Среди молодёжи до 20 лет этот показатель достигает 60%.

Врезка

При этом в России формально эксперименты по клонированию животных не запрещены. В то же время в 2015 году Европарламент проголосовал за постоянный запрет на клонирование любых сельскохозяйственных животных, импорт и продажу продуктов питания из таких животных и их потомства. Парламентарии отмечали, что «технология клонирования несовершенна, и ее последствия недостаточно изучены, много рождённых с его помощью животных мучаются и быстро умирают». Против употребления их в пищу выступает, согласно опросам, большинство граждан ЕС.

Согласно исследованиям Университета Пью, американские потребители мало что знают о биотехнологиях, но более решительно выступают против клонирования животных — гораздо резче, чем против генетически модифицированных растений. В их докладе отмечается, что 64% американцев испытывают дискомфорт в связи с клонированием животных, в то время как 22% считают, что эта технология бесспорно полезна.

Сторонники этого процесса утверждают, что клонирование животных тщательно изучалось на протяжении десятилетий и было доказано, что является безопасным. Пол Томпсон, доктор философии, заведующий кафедрой сельскохозяйственной, пищевой и общественной этики университета штата Мичиган, считает, что противодействие клонированию животных можно частично объяснить негативными чувствами, связанными с концепцией клонирования человека. По его словам, общественность может также рассматривать клонирование как неестественную практику, при которой животные воспринимаются «больше как вещи, чем как существа».

Этик Бернард Роллин, доктор философии, отмечает, что клонирование животных может иметь непредвиденные последствия — например, ускорение монокультуры в животноводстве. Новый патоген может уничтожить все стада из-за отсутствия генетического разнообразия среди животных. Более того, откуда можно точно знать, какое животное нужно клонировать? «После многочисленного клонирования может выясниться, что у него есть генетическое заболевание», — объясняет доктор Роллин, профессор философии в Университете штата Колорадо.

Оба ученых при этом сходятся в том, что сторонники клонирования в научном и деловом сообществе не могут надлежащим образом информировать общественность об инновациях, что приводит к непониманию и страху. «Важно не просто объявить о таком замечательном открытии, как клонирование, — отмечает доктор Томпсон, но действительно объяснить, почему эта технология важна и что она может изменить».

Клонирование растений

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *