組織培養技術;プロセス;セットアップローン

組織培養技術

植物の組織培養技術、 組織培養および組織培養開発セットアップローンの手順。

序章：

組織培養とは何ですか？ 組織培養は、切断または他の植物組織の使用中に植物を培養することです。組織培養は、温室環境での植物の繁殖とクローニングの最も一般的な形態です。組織培養は、並外れた耐病性を示す植物を繁殖させるために使用できます。 または他の望ましい特性。培養組織は、単一の細胞で構成されている場合があります。 細胞の集団、 と臓器の一部。培養中の細胞は増殖する可能性があります。サイズ変更、 形、 専門的な活動を展示する。または他の細胞と相互作用します。

組織培養技術は、植物の商業的製造や植物研究によく使用されます。組織培養には、植物組織の小片の利用が含まれます。 滅菌条件下で栄養培地で培養されます。各外植片タイプに適した成長条件を使用して、 植物は、新しい芽を急速に作り出すように誘導することができます、 と、 適切なホルモンの新しい根の追加で。これらの苗木は分割することができます、 多数の新しい苗木を生産します。その後、新しい植物を土壌に入れ、通常の方法で育てることができます。 組織培養培地 、 それは植物細胞を成長させるために使用されるシステムのグループです、 既知の組成の栄養培地上の無菌条件下での組織または器官。植物組織培養は、マイクロプロパゲーションとして知られる方法で植物のクローンを生成するために広く使用されています。

組織培養の重要性：

• 比較的短い時間とスペースで、 単一の外植片から始めて、多数の苗木を生産することができます。
• 外植片を取ることは一般的に母植物を破壊しません、 非常に希少で絶滅の危機に瀕している植物は安全にクローンを作ることができます。
• 培養設定（invitro）から直接望ましい特性を選択することは簡単であり、それによって必要なスペースの量を減らします、 実地試験用。
• 確立されると、 組織培養ラインは、年間を通じて若い植物を継続的に供給することができます。
• 必要な時間が大幅に短縮され、 シード開発のライフサイクル全体を待ちたくありません。生成時間が長い種の場合、 種子生産の低段階、 または容易に発芽しない種子、 迅速な伝播が可能です。
• 通常、invitroで成長する植物は無料です。 細菌性および真菌性疾患から。ウイルスの根絶とウイルスのない状態の植物の維持。これにより、国境を越えたプラントの進歩が促進されます。
• 植物組織培養バンクは、凍結してから組織培養によって再生することができます。それは植物が繁殖するかもしれない花粉と細胞のコレクションを保存します。

組織培養の種類：

種子文化

種子培養は、主にランなどの植物に使用される組織培養の一種です。この方法では、 外植片はinvitro由来の植物から得られ、人工環境に導入されます。 彼らが増殖する場所。

胚培養

胚培養は、invitroでの増殖のために既知の生物から胚を分離することを含む組織培養のタイプです。胚培養は、成熟または未成熟胚の使用を占める場合があります。培養中の成熟胚は主に熟した種子から得られますが、 発芽に失敗した雑種種子からの未熟胚の使用を含みます。そうすることで、 胚は最終的に実行可能な植物を作成することができます。胚培養の場合、 胚珠、 胚を採取する種子を滅菌し、 胚を再度滅菌する必要はありません。塩ショ糖は、胚に栄養素を与えるために使用される場合があります。胚培養は、有機または無機化合物で強化されています、 無機塩および成長調節剤。

カルス文化

カルス培養は、親組織の増殖によって形成されます。カルスの細胞は実質性であり、 アモルファスで組織化されていません。一般的、 カルス培養は、茎または根の切断端の損傷の結果として形成されます。ローカライズされた活動の中心はカルスに記録されます。

器官培養：

これにより、アーキテクチャの差別化と保存が可能になる場合があります。器官培養とは、切除された器官の原始的または器官の全体または一部の方法および機能におけるインビトロ培養および維持を指す。

葯の文化

アンドロジェネシスは、一連の細胞分裂と分化を介して強力な花粉粒に由来する一倍体植物のinvitroでの発達です。

体細胞胚形成

これは、単一またはグループの細胞が成長経路を開始するプロセスであり、発芽して完全な植物を形成することができる一卵性胚の再現可能な再生につながります。

培養細胞および組織の処理：

生きている培養物は顕微鏡で直接調べることができます、 または、顕微鏡で撮影した写真や動画で観察することもできます。細胞、 組織、 臓器が殺される可能性があります、 修繕、 さらに検査するために染色しました。固定後、 サンプルを埋め込んで薄いセクションにカットし、光学顕微鏡または電子顕微鏡で詳細を明らかにすることができます。

植物組織培養中の細胞は、幅広い実験的処理を受けます。例えば、 ウイルス、 薬物、 ビタミン、 病気の原因となる微生物が培養物に加えられることがあります。その後、科学者は細胞を観察し、 特定の分子の変化に対する細胞の挙動の全体的な変化を探して、 特定のタンパク質の発現の変化など。

生物学的洞察：

植物組織培養は、生物科学における多くの発見を可能にしました。それが明らかにした、 細胞の組成と形態に関する基本的な情報。彼らの生化学的、 遺伝的、 および生殖活動;そして彼らの栄養、 代謝、 特殊な機能。それは老化と癒しのプロセスでもあります。物理的な細胞への影響、 化学、 および生物剤;正常細胞と異常細胞の違い、 癌細胞など。植物組織培養での作業は、感染症の認識に役立ちました。 および染色体異常、 腫瘍を分類するには、 薬やワクチンの処方とテストを行います。

特定のウイルスが組織培養で増殖するという発見以来、 この技術は、ポリオに対するワクチンの製造に使用されてきました。 麻疹、 おたふく風邪、 およびその他の感染症。細胞培養はウイルス阻害剤を生成しました、 インターフェロンを含む。ホルモンは、細胞や臓器の培養物から生成されます。 2人の個人からの培養白血球を使用して、組織移植の潜在的なドナーとレシピエントの間の適合性を判断できます。

植物組織培養の主なステップ：

開始フェーズ：

開始段階は、植物組織培養の最初の部分です。ここ、 微生物がプロセスに悪影響を与えるのを防ぐために、目的の組織が取得され、滅菌されます。組織が培養に開始されるのはこの段階です。

増殖段階：

増殖段階は、組織培養の2番目のステップであり、in vitroの植物材料が再分割され、培地に導入されます。ここ、 培地は成長に適した成分で構成されており、 レギュレーターと栄養素を含みます。これらは、組織の増殖と複数の芽の作成に責任があります。

伸長：

植物は再び移されます、 層流フード内で、 芽を伸ばす媒体に。これは、植物の茎が長くなり、小さな植物に似始める段階です。

根の形成：

根が形成されるのはこの段階です。ここ、 発根を誘発するためにホルモンが必要です、 ＆その結果、苗木を完成させます。これは、温室内の組織培養作業で発生する可能性があります。 種によって異なります。細長い芽は、基部組織から切り取られ、オーキシンを含む培地に配置されます。 応援のため。根が見えるようになったら、 植物は温室に植えることができます。実験室環境から来る植物は、高い相対湿度で成長しており、非常に柔らかいです。それらが適切に順応していることを確認するために、それらが温室に移動されるとき、それらは非常に注意深く見られなければなりません。

組織培養に使用される機器：

組織培養による増殖には、多くの実験装置が必要です。さまざまな機器とその機能は次のとおりです。

オートクレーブ： すべてのガラス器具と培地の滅菌は、オートクレーブで生成された蒸気によって行うことができます。

分析またはトップパンバランス： 培地のさまざまな成分を正確に測定するために、 これらのバランスが必要になります。トップパン天びんは、より多くの量を測定するために使用されます、 一方、分析天びんは少量の測定に使用されます。

pHメーター： 培地や溶液の水素イオン濃度の測定・調整に使用します。水素イオン濃度は、植物の最適な成長を達成するために正確に維持されることを望んでいます。

層流キャビネット： これらのキャビネットでは、外植片で発育した新芽がクラスターから分離され、無菌条件下で新鮮な培地に移されます。

蒸留セット： 培地の調製に使用する水は、不純物や塩分をすべて含まないようにする必要があります。

スタビライザー付きエアコン： 成長室での好ましい温度の維持、 これらのエリアを空調することで、接種室や培養物移送室が可能になります。

顕微鏡： a）実体顕微鏡：これにより、葉の原基の保護カバーを取り外すことにより、シュートの先端から小さなサイズの分裂組織を解剖することができます。

1. b）複合顕微鏡：これにより、培養および植物組織中の細菌および真菌の検出が可能になります。

ボトル洗浄ユニット： 植物が育つボトルや容器は、使用前に何度も洗う必要があるため、 自動ボトル洗浄ユニットが役立ちます。

トレイ： 培養ボトルまたは容器の支持構造。

ハッチ： クリーンエリアとセミクリーンエリアの間のゲートウェイとして使用される、材料を交換するためのボックスを通過します。

解剖キット： これらは、シュートの分離とマイクロカッティングの準備に必要です。

植物組織培養の使用：

植物組織培養は、相馬クローンと呼ばれる単一の親植物から数千の遺伝的に同一の植物を増やすために使用されます。このマイクロプロパゲーションプロセスは、数千のスコアで新しい苗木を生成するため、 それはのような食用植物を含む商業的に重要な植物の製造に広く使用されてきました トマト 、 バナナ 、 と アップル 、 マイクロプロパゲーションの適用例は、組織培養法のおかげで何百万もの小植物にアクセスできるために指数関数的に上昇したランの栽培で観察されました。 なぜ植物組織培養が重要なのですか？ この文化では、 成長培地または培養液は、植物の成長に必要な寒天および植物ホルモンとして知られる「ゼリー」の形でさまざまな植物栄養素を含んでいるため、植物組織の上昇に使用されるため、非常に重要です。

植物組織培養の要件：

植物組織培養の範囲とトレーニング、 それは植物のinvitro培養と呼ばれ、 種子と植物のさまざまな部分（器官、 胚、 組織、 単一セル、 およびプロトプラスト）。

植物組織培養は、改良された作物や観賞植物を開発する可能性が高いため、バイオテクノロジーの最も急速に成長している分野の1つです。組織培養の進歩により、 テクノロジー、 現在、実験室であらゆる植物の種を再生する可能性があります。新しい植物または望ましい特性を持つ植物を作成するという目標を達成するには、 組織培養はしばしば組換えDNA技術と組み合わされます。植物組織培養の技術は、作物の収量と品質を改善することにより、緑の革命に大きく貢献してきました。植物組織培養から得られた情報は、代謝の理解に貢献しています。 成長、 植物細胞の分化と形態形成。幅広い用途のため、 植物組織培養は、分子生物学者の注目を集めています。 植物育種家および実業家。 植物組織培養を導入したのは誰ですか？ 19世紀には、 制御された実験室条件下で植物の組織や器官を実験するというアイデアが生まれました。 1902年に初めて、 ドイツの生理学者、 Gottlieb Haberlandt、 invitro細胞培養の理論を開発しました。

組織培養増殖の技術と目的に沿って、 以下にもさまざまな設備が必要になる場合があります。

土地： 研究所を設立する必要があります、 母植物ユニット、 温室＆オフィス。チューブ井戸や掘り井戸の設置、車両の駐車にはスペースが必要になる場合があります。

母植物： 母植物は組織の源を提供するでしょう。それらの性能は、使用前にテストする必要があります。 外植片の源として。老舗研究所と提携する場合は、 母植物の試験からの外植片は無料で入手できます。さもないと、 コレクション、 優れた母植物の維持と試験が必要になるでしょう。

ラボ： 組織培養実験室は通常、培地調製室で構成されています。 メディア保管室、 接種室、 文化移転室、 洗濯エリア、 など。フロアプランは、最大の効率を促進するように設計する必要があります。設計は、最適な温度の維持を容易にする必要があります。 湿度、 照明と換気。実験室の正しい設計は、汚染を減らすだけでなく、作業性能の高い効率を達成します。適切に計画および設計されたラボは、運用コストとエネルギーコストの両方を削減できます。

組織培養における温室： 組織培養の増殖では、 特に観賞用の場合に組織培養に適した器官の成長が最大になり、自然環境で定期的に小植物を硬化させるために、母植物を育てて維持するために温室が必要になる場合があります。温室は、光の強度と湿度の制御を可能にします、 これは植物の硬化に不可欠です。

電気： 前の段落から明らかなように、 電気なしでは組織培養実験室は機能しません。電気は、成長中の組織やシュートが実験室にいる間に必要な強度の光を提供するために不可欠です。 さまざまな機器や設備を操作するために、 エアコンが含まれています。

水： 母植物を育てる水、 苗木の硬化、 食堂、 トイレ、 培地や試薬の調製には蒸留水が必要です。

原材料： 組織培養プロジェクトに必要な原材料、 外植片は別として、 培地のさまざまな構成要素です。

熟練した人材： 植物組織培養は非常に熟練した操作です。それは、 したがって、 実験室と温室の労働者は、技術に十分な資格と経験を持っている必要があります。確立された商業研究所での彼らの訓練は役に立つでしょう。

植物組織培養段階：

どの植物が組織培養によって育てられますか？ その後、新しい植物を土壌に入れ、通常の方法で育てることができます。多くの種類の植物が教室での使用に適しています。 カリフラワー 、 バラの挿し木、 セントポーリアの葉とカーネーションの茎はすべて、組織培養によって簡単にクローンを生成します。

栄養培地の調製

半固体培地は、マクロ元素を含む再蒸留水で調製されます。 マイクロエレメント、 アミノ酸、 ビタミン、 鉄源、 ショ糖や植物ホルモンなどの炭素源。培地を加熱して寒天を溶解し、25mlから50mlを各広口ボトルに分注します。次に、培地を含む容器を密閉し、オートクレーブ滅菌します。

無菌文化の確立

手順の出発材料は、一般に、補助芽または末端芽の活発に成長しているシュート先端または植物のシュート先端である。植物組織培養の手順は、所望の特性を有する母植物の選択から始まる。

可能であれば、選択した母植物の分裂組織を外植します。切除された組織/外植片は水で洗浄され、次にサブロンまたはデトール溶液などの消毒剤ですすがれ、続いて滅菌水で洗浄されます。次に、組織を10％漂白剤溶液に10分間浸して、植物組織材料を消毒します。 ほとんどの真菌および細菌の有機体を殺します。外植片の滅菌手順は、植物の種類と外植片の種類によって異なります

接種

接種プロセスは無菌状態で行われます。この手順では、外植片またはマイクロシュートを滅菌栄養培地に移します。

成長室での植物の開発

植物組織の接種後、 ボトルは密封されて成長室に移され、23〜27°C、相対湿度50〜60％の拡散光の下で発育プロセスが開始されます。光と温度の要件は種によって異なり、場合によっては開発のさまざまな段階で異なります。

培養物は、成長および感染または汚染の兆候がないか毎日観察されます。文化、 優れた成長を示さない、または感染していない、 破棄されます。健康な文化は小さな芽に成長します。これらは4週間後に新鮮な培地で継代培養されます。必要な継代培養の数は、植物種に固有です。 標準化されています。芽は一般的に4週間後に発達します。各コンテナで十分な数のシュートが発生した後、 発根の手順を開始するために、2cm以上の高さまでそれらを別の培地に移します。各植物種の発根基準の構成要素は特定です。根は一般的に2〜4週間以内に形成されます。この段階の植物は繊細であり、注意深い取り扱いが必要です。

マイクロプラントの硬化

培養容器内の湿度が非常に高く、人工的な開発条件があるため、 苗木は柔らかく、したがって畑の状態に対処する準備ができていません。滅菌培地から取り出された植物は洗浄され、断続的な霧の下で維持されるか、きれいな透明なプラスチックで覆われます。高湿度下で10〜15日後、 植物は温室に移され、さらに4〜6週間維持されます。その後、それらは新しい家または畑に移されるために完成します。通常は、 植物組織培養植物は、元寒天植物または温室からの硬化植物のいずれかとして販売されています。

植物組織培養の手順：

培養に使用される植物の部分は外植片と呼ばれます。外植片は、その栄養要求を完了するために食料調達する栄養培地上でインビトロで培養される。栄養培地は以下を与えなければなりません：-

1. 主要栄養素–これには窒素（N）などの元素が含まれます。 リン（P）、 カリウム（K）、 カルシウム（Ca）、 適切な成長と形態形成に必要な硫黄（S）。
2. 微量栄養素–鉄（Fe）などの元素、 マンガン（Mn）、 亜鉛（Zn）、 NS。、 これは組織の成長に不可欠です。
3. 炭素またはエネルギー源–これは栄養培地の主要な重要な成分の1つです。ショ糖は、他の炭水化物の中でも広く使用されている炭素源です。
4. ビタミン、 アミノ酸、 ＆その他の無機塩。

培地はまた、必要に応じてそれらの形態形成をもたらす問題に植物成長調節因子を供給するための培地としても機能します。外植片の組織は最初に特異性を失い、カルスと呼ばれる硬い茶色のしこりを形成します。次に、カルスは分裂して、供給された植物ホルモンの量と組成に応じて、植物器官またはまったく新しい植物を増やします。単一の汚染が植物のバッチ全体を台無しにする可能性があるため、手順全体では、常に厳格な無菌状態を維持する必要があります。 なぜ組織培養はinvitroでマイクロプロパゲーションと呼ばれるのですか？ 組織培養は、無菌条件下で植物を生成するために使用される繁殖方法です。これは、invitroマイクロプロパゲーションと呼ばれます。 なぜなら、 外植片は培地で育てられ、遺伝資源はの形で保存されます。微小繁殖植物はウイルスがなく、生産性と収量の向上を示します。

植物組織培養の利点：

エリートクローンの大量増殖： マイクロプロパゲーションは、母植物の小片から多数の植物の作成を可能にします。植物を育てるには、適度に短い期間で生産されます。生産中の種に応じて、 1つの元植物は1年以内に数千の植物に増殖することができます。

Plant improvement through tissue culture: Creation of superior varieties of agricultural crops is possible through plant tissue culture method, which otherwise is not possible during conventional plant breeding methods.

True to Type production: a Large number of true to the type plants can be propagated within a short time and space and that too throughout the year.例えば、 it may be possible to propagate 2 to 4 lakhs of tissue cultured plants from a single bush or rose against 10 to 15 plants by conventional means.また、 it may take about 2 to 4 months to produce a healthy planting material by tissue culture means, whereas a minimum of 6 to 8 months is required for most species by the latest method of plant propagation.

Higher yields: Tissue Culture Plants may have increased branching &flowering, greater vigor and higher yield, mostly due to the possibility of elimination of diseases.

Beneficial when conventional propagation is difficult: The process may succeed to propagate plants where seeds or conventional propagation is not possible or undesirable.

Flexible method: The flexibility of nurseries can be better. As the capital investment on the mother plant is reduced to almost zero, it can be easier to adapt to changing conditions.

The innovation of new varieties: Plant tissue culture can be utilized for breeding new varieties.

Financial assistance in Tissue culture:

The tissue-culture export-oriented developments are eligible for refinance support by NABARD. Banks can provide loans for the activity provided the scheme is technically feasible &financially viable.

Bank Loan:

A bank loan of 75 to 80 % of the total cost of development shall be available from the financing institution. Bank loan considered in the model is 75%.

The rate of interest:

Banks are free to choose the rate of interest within the overall RBI guidelines issued from time to time.しかし、 the final lending rate has been considered as 12% for working out the bankability of the model project.