Kannabisa auga audi kultūra: Kas tas ir?

• 1. Audu kultūras vēsture
• 2. Audu kultūras pamati
• 3. Kas ir augu audu kultūra un kā tas darbojas?
• 4. Audu kultūra pret klonēšanu
• 4. a. Klonēšana
• 4. b. Augu audu kultūra
• 5. Pieci soļi audu kultūras procesā
• 5. a. Kā veikt augu audu kultūru mājās
• 5. b. Ķīmiskā sastāva vadlīnijas
• 6. Secinājums

Audukultūra sastāv no dzīva auga audu paņemšanas un šo audu izaudzēšanas par veselu augu sterilā vidē. Šis process aizsākās jau 1885. gadā un ir salīdzinoši jauns, runājot par kannabisa sēklām, taču tas ir ļoti efektīvs un piemērojams lielākajai daļai augu sugu. Audukultūras process rezultējas ar stabilizētu augu audu avotu, ko tehniķi spēj saglabāt, pavairojot augu šūnas. Uzturot šo ģermoplazmu tīros un drošos apstākļos, viņi var saglabāt un nepārtraukti pavairot noteiktas augu šķirnes un fenotipus. Šī tehnika palīdz saglabāt retus augus vai saglabāt ražīgus un spēcīgus fenotipus dzīvus un veselos, lai tos vēlāk izmantotu praksē. Audukultūras var uzskatīt par ģenētiskajām “bankām”, kas glabājas īpašos apstākļos līdz pat laika brīdim, kad tās nepieciešams pārstādīt konteineros vai dārzā.

1. Audu kultūras vēsture

Audukultūras vēsture sākas 1885. gadā, kad vācu zoologs mēģināja izaudzēt audus no cāļa embrija, taču tikai 1907. gadā amerikāņu zoologam pirmo reizi veiksmīgi izdevās kultivēt vardes nervu šūnu.

Vēlāk 1910. gadā franču ķirurgs šo tehniku uzlaboja un definēja, kas ir audu kultūra. Pēc tam, kad tehnika tika definēta un nostiprināta, vairāki citi eksperimenti guva panākumus un ļāva citiem zinātniekiem audzēt cilmes šūnas mākslīgi, kas noveda pie lielākām zināšanām par cilvēka bioloģiju un būtiskiem sasniegumiem reģeneratīvajā medicīnā. Bet jūs varētu jautāt – kā tas saistīts ar kannabisu?

2. Audu kultūras pamati

Pirms iedziļināmies audu kultūrā, tās darbībā un atšķirībās starp audiem un klonēšanu, apskatīsim audu kultūras pamatelementus.

Pētījumi

Ja plānojat izmēģināt audu kultūru mājās, vispirms izpētiet, vai šis process veiksmīgi veikts ar konkrēto šķirni, lai sekmīgi atkārtotu procedūru un, iespējams, izmantotu to kā vadlīniju, lai saprastu, ko darīt un ko nedarīt.

Auga audi

Tagad, kad zināt, kam sekot, tālāk nepieciešams iegūt augu, ar kuru strādāsiet audu kultūras procesā. Donora augam jābūt 100% veselam un bez slimībām. Kuru auga daļu izmantot, atkarīgs no konkrētās sugas, tāpēc ievērojiet jau minētās vadlīnijas, lai paaugstinātu panākumu iespēju. Atcerieties, ka šis process notiek sterilos apstākļos, tāpēc visu – apģērbu, materiālus un telpu – notīrīt un sterilizēt, jo piesārņojums ir galvenais neveiksmju iemesls.

Gaiss

Tālāk seko gaiss, jo augiem vajadzīgs tīrs gaiss. Lai nodrošinātu tīru vidi, var iegādāties speciālu cimdu kasti vai izgatavot pats, piemēram, izmantojot vecu akvāriju un PVC caurules.

Barotne

Viena no svarīgākajām audu kultūras procesa daļām ir barotne, jo tā vieta, kur augs tiks ievietots, kad kļūs pietiekami liels. Barotnei jābūt želatīnai līdzīgai vielai, kas nodrošina stabilitāti un atbalstu sakņu un auga attīstībai, kā arī sniedz nepieciešamās barības vielas, lai augam pietiktu enerģijas augšanai. Tieši šī iemesla dēļ viens no populārākajiem barotņu veidiem ir agars.

Tagad, kad Jums ir priekšstats, kas nepieciešams, turpiniet lasīt, lai saprastu, kā audzēt kannabisa augus un citus augus ar audu kultūru. Atcerieties: ja nav atbilstošu materiālu un aprīkojuma, tas var būt sarežģīti, bet nav jāuztraucas – augus vienmēr var arī klonēt. Kaut gan klonu skaits atkarīgs no zaru skaita jūsu augā, klonēšana ir daudz, daudz vieglāka un neprasa lielu pieredzi – viss, kas nepieciešams, ir klonēšanas gēls un šķēres. Un ar to pietiek!

3. Kas ir augu audu kultūra un kā tas darbojas? 

Audukultūra ir tieši tas, kas iepriekš aprakstīts – no neliela daudzuma auga audu vai šūnām iespējams attīstīt simtiem vai pat tūkstošiem identisku klonu. Šī metode ļauj audzētājiem gandrīz bezgalīgi saglabāt noteiktu šķirni, prasot minimālu vietu un piepūli. Tāpat kā parastā klonēšanā, audu kultūra sākas ar auga fragmentu, ko vēlas klonēt, taču, atšķirībā no klonēšanas, šis audu paraugs tiek apgriezts, sterilizēts, un pēc attīrīšanas ievietots barības vielu vidē, kas satur ne tikai barības vielas, bet arī hormonus un cukurus.

Barības vielu vide (kultūra) tiek pielāgota katram audu kultūras procesam, jo dažādas barības vielas un hormoni iedarbina atšķirīgus attīstības posmus – līdz ar to, ja vēlaties veicināt augšanu, sakņu veidošanos un/vai pavairošanu (kad augs tam gatavs), jānodrošina atbilstošs barības vielu komplekts. Līdz ar to audu gabaliņu, kad tas pietiekami liels, iespējams sadalīt simtos gabaliņu atsevišķai klonēšanai. Kad tie jau ir pietiekami attīstīti, tiek pievienota jauna barotne, kas veicinās sakuņošanos un tālāko augšanu.

4. Audu kultūra pret klonēšanu

Attīstoties kannabisa industrijai, komerciālie audzētāji meklē labākos risinājumus, kā iegūt lielāku ražu un stiprāku produktu īsākā laikā. Ja iespējams, audzētāji pāriet no klonēšanas uz audu kultūru – bet kāpēc?

Klonēšana 

Kā jau droši vien zināt, klonēšana ir tās procesa, kurā no auga nogriež zaru un sagaida sakņu attīstību, lai šo klonu tālāk audzētu – šis klons būs tieši tāds pats kā mātes augs.

Taču kloni var būt nenoturīgi kā stādi, jo nereti ir grūti nodrošināt labu izdzīvošanas rādītāju, turklāt tie ir uzņēmīgi pret kaitēkļiem, infekcijām, slimībām, un ar katru paaudzi palielinās arī ģenētisko mutāciju risks. Audukultūra šajā ziņā ir pavisam cita lieta.

Augu audu kultūra

Audukultūras process ir salīdzinoši vienkāršs, tomēr nepieciešama pastāvīga kontrole, lai nodrošinātu atbilstošus apstākļus. Audukultūras laboratorijām nepieciešams:

Sterilizācija

Audukultūrās nepieciešama ideāla vide augu augšanai, kam jānodrošina visu nepieciešamo auga vajadzībām viegli uzņemamā formā, tomēr šī vide ir lieliski piemērota arī baktērijām un kaitīgām sēnītēm, tāpēc viss obligāti jāsterilizē. Šī sterilizācija ir ļoti svarīga, jo sēnes vai baktērijas var nonāvēt augus – jāsterilizē ne tikai laboratorija, bet arī instrumenti, aprīkojums un arī paši auga audi (saukts arī par "ekspalantu").

Aseptiska vide  

Visam procesam jānotiek pilnīgi sterilā vidē – vislabāk īpašā kamerā, kur var apstrādāt jau sterilizētu aprīkojumu. Šī īpašā vide tiek izmantota katru reizi, kad jebkas – instrumenti, aprīkojums vai audi – tiek atklāti gaisā.

Slimības viegli var tikt darba telpā, sēņu sporas vienmēr atrodas gaisā. Lai novērstu in vitro augu (tie, kas aug traukos kā Petri šķīvjos) piesārņošanu, tehniķi bieži strādā speciālas plūsmas kastes priekšā vai zem tās. Šīs ierīces izmanto ventilatorus, kas gaisu pūš caur HEPA filtru—aprīkojums, kas spēj atfiltrēt pat ļoti sīkus piesārņotājus no gaisa, piemēram, vīrusus, baktērijas un sēņu sporas. Tīrais gaiss plūst pāri darba zonai laminārā plūsmā, tādējādi aizsargājot atvērtos Petri traukus no piesārņojuma.

Īpaša augšanas barotne

Audukultūrās sterila barotne nodrošina augam barības vielas, cukuru, ūdeni un vietu augšanai. Šī vidē ir viss nepieciešamais, lai augi izdzīvotu līdz brīdim, kad var kļūt par pilnvērtīgu augu. Mājas apstākļos to var pagatavot no gatava pulvera, cukura un demineralizēta ūdens pH 5,8 – process ir vienkāršs, bet prasa īpašus drošības pasākumus.

5. Pieci soļi audu kultūras procesā

Lūk, 5 vienkārši augu audu kultūras soļi laboratorijā; ņemiet vērā, ka tas ir tikai kopsavilkums visam procesam.

1. Izvēlieties augu, kuru vēlaties izmantot;
2. Ievietojiet audus sterilā vidē, noņemiet paraugu, notīriet un lieciet augt piemērotā vidē;
3. Nodrošiniet optimālus apstākļus un ļaujiet audiem vairoties (parasti ap 14 dienām);
4. Veiciniet sakņu veidošanos;
5. Pārstādiet gala traukā un ļaujiet augt tālāk.

Ja vēlaties izsmeļošu soli pa solim aprakstu, kā to izdarīt mājas apstākļos, iepazīstieties ar šo pamācību. Ņemiet vērā: pat ja tā ir DIY, jums vajadzēs dārgu aprīkojumu.

Kā veikt augu audu kultūru mājās

Ja jūs interesē ceļvedis, kā veikt augu audu kultūru ar kannabisu, šeit ir detalizēta soli pa solim instrukcija. Kā jau minēts, būs vajadzīgs īpašs aprīkojums, bet to var paveikt arī mājas apstākļos.

Iniciācijas fāze (1–2 nedēļas)

1. solis

Ieslēdziet lamināro plūsmas kasti un darbiniet vismaz 30 min pirms darba uzsākšanas. Ja tās nav, lietojiet spirta degli/lampu un strādājiet tuvu liesmai.

2. solis

Sterilizējiet lamināro plūsmas kasti ar 70% etanolu, bet nesmidziniet tieši uz filtra.

3. solis

Ieslēdziet sterilizātoru un ļaujiet tam uzsilt 20 min.

4. solis

Sterilizējiet papīra iepakojumu sausajā ciklā, pēc tam sterilizējiet traukus, ūdeni un tween lēnajā ciklā.

5. solis

Lai sagatavotu barotni, paņemiet trauku, piepildiet ar reversās osmozes, destilētu vai dejonizētu ūdeni (ideāli). Ja veidojat 1L barotnes, pievienojiet 900 ml ūdens. Pēc tam pievienojiet Grow barības vielas līdz EC 1.5, tad 30g/L cukura un noregulējiet pH līdz 5,7, pēc tam pievienojiet 6g/L agara un ielejiet autoklavējamā pudelē (nepārpildīt!). Sterilizējiet pudeli 15 min, tad katrā sterilizētajā traukā iepildiet ap 50ml.

6. solis

Tagad sagatavojiet šķīdumu ar 0.5% balinātāju un 0.1% sterila twin 20. Ja ir tikai 2.75% balinātājs, pievienojiet 181 ml uz 1L.

7. solis

Aizpildiet trauku ar nelielu ūdens daudzumu, paņemiet kannabisa materiālu un ielieciet ūdenī – pārliecinieties, ka auga materiāls ir vesels. Ja glabājat to ilgāk par stundu, ievietojiet ledusskapī uz ledus un mēģiniet pēc iespējas ātrāk likt ūdenī.

8. solis

Paņemiet slēdzamu sterilizētu trauku, piepildiet apm. 80% ar balinātāja/tween šķīdumu, tad pievienojiet auga materiālu un aizveriet.

9. solis

Vieglām kustībām kratiet 20 min, tad enerģiski kratiet vēl 20 sekundes pēc tam.

10. solis

Izņemiet auga materiālu un ievietojiet citā traukā ar 80% sterilizētu ūdeni, viegli kratiet 5 min un atkārtojiet vēl 2 reizes.

11. solis

Ar sterilām pincetēm pārnesiet auga materiālu uz sterilu papīru, kas uzsūks lieko ūdeni, un tad katru gabaliņu ievietojiet savā traukā. Augam jābūt stāvošā pozīcijā traukā, novietojiet uz plaukta pie 25°C un 18/6 gaismas režīmā vismaz 3 nedēļas. Kad augi gatavi, veiksmīgi esat izaudzējis klonu, kuru varat turpināt audzēt izvēlētajā vidē – iekštelpās vai ārā.

Ķīmiskā sastāva vadlīnijas 

Ņemiet vērā: ir dažādas barotnes, minerālu daudzums un veids atkarīgs no barotnes tipa. Šī pamācība veidota, balstoties uz Murashige-Skoog barotni, tāpēc pārbaudiet, kuri komponenti un kādos daudzumos piemēroti jūsu izmantotajā vidē.

Šie ir būtiskākie elementi, kas kanabisa augiem nepieciešami lielā daudzumā, un tie ir neaizstājami audu kultūrā – bez tiem augs neattīstīs zaļo masu.

Šie ir būtiski mikroelementi, kuri kannabisa augiem nepieciešami mazākos daudzumos, bet tikpat svarīgi audiem. Bez tiem augi neattīstīsies pareizi un būs izteikti trūkuma simptomi.

Šie vitamīni ir ļoti svarīgi auga metabolismam, īpaši audu kultūras apstākļos, tāpēc pārliecinieties, ka to nodrošiniet pietiekamā daudzumā.

6. Secinājums

Kannabisa audu kultūra var šķist ļoti sarežģīta, taču tā ir samērā vienkārša – vienkārši pārliecinieties, ka uzturat pareizus apstākļus un ievērojat visus drošības noteikumus, lai panāktu maksimāli lielu izdzīvošanas koeficientu. Mēs zinām, ka šī tehnika ir salīdzinoši jauna un var būt dārga, tādēļ ne visi audzētāji var atļauties nepieciešamo aprīkojumu, bet, ja strādājat vai esat pats izveidojis audu kultūras laboratoriju mājās, lūdzu, dalieties ar pieredzi ar citiem audzētājiem zemāk komentāros!

Ārējie avoti

1. Augu audu kultūras. - Kärkönens, Anna & Santanens, Arja & Iwamoto, Kuninori & Fukuda, Hiroo. (2020). 
2. Nanotehnoloģijas un augu audu kultūra. - Tariq, Amina & Ilyas, Saiqa & Naz, Shagufta. (2020). 
3. Augu audu kultūras barotnes, jaunākie sasniegumi augu in vitro kultūrā. - Annarita Leva un Laura M. R. Rinaldi (2012).