"Lodowe kwiaty" "Wieloaspektowa analiza stabilności chimer roślinnych poddanych krioprezerwacji" DARIUSZ KULUS1, MONIKA REWERS2, AGNIESZKA ABRATOWSKA3, ALICJA TYMOSZUK1 1Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, 1Katedra Roślin Ozdobnych i Warzywnych - Pracownia Biotechnologii, ul. Bernardyńska 6, 85-029 Bydgoszcz 2Katedra Genetyki, Fizjologii i Biotechnologii Roślin - Pracowania Biologii Molekularnej i Cy-tometrii, al. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz 3Uniwersytet Warszawski, Wydział Biologii, Instytut Botaniki - Pracownia Ekotoksykologii, , ul. Miecznikowa 1, 02-096 Warszawa e-mail: dkulus@gmail.com "Płeć piękna" Kwiaty języczkowate stanowiące główną ozdobę rośliny u nasady posiadają wyłącznie żeńskie organy generatywne "Obcy!" Przędziorek chmielowiec (Tetranychus urticae) przędzie nić na roślinach uprawianych pod osłonami

Opis popularnonaukowy projektu

". i wtedy serce Kaja zaczęło tajać a on sam z powrotem stał się uśmiechniętym, wrażliwym chłopcem". W ten sposób szczęśliwie kończy się baśń Andersena, w której skute lodem serce chłopca wróciło do życia dzięki zaangażowaniu i wytrwałości małej Gerdy. Baśń "Królowa Śniegu" jest pełna metafor, także i serce Kaja skute lodem niesie w sobie mnóstwo przenośnych znaczeń. Jednak nawet dosłowny odbiór serca skutego lodem nie jest nazbyt odległy od rzeczywistości wielu laboratoriów a i naukowcy niejednokrotnie wcielają się w bajkowe postacie. Role Królowej Śniegu i Gerdy są bardzo wymagające. Królowa Śniegu musi bowiem zamrozić "serce Kaja" (cenny materiał biologiczny) tak, aby tworzące się kryształy zamarzającej wody nie pokaleczyły delikatnych tkanek, nie porozrywały komórek i nie zniszczyły białek i kwasów nukleinowych. Z kolei gdy na scenie pojawia się Gerda, jej rolą jest delikatne i stopniowe przywracanie "tętna" (funkcji życiowych typowych dla zamrożonego materiału) budzącemu się "sercu", zapewnienie mu substancji odżywczych i tlenu. Tylko wtedy baśń ma szansę skończyć się szczęśliwie. Odpowiednie odegranie ról pozwala przechować w nienaruszonej postaci cenny materiał genetyczny odmian roślin ozdobnych, takich, jak chryzantemy wielkokwiatowe. Uzyskane odmiany tych roślin są często równie piękne, jak nietrwałe i przy nieodpowiedniej pielęgnacji, przechowywaniu i rozmnażaniu. bardzo łatwo jest utracić atrakcyjne cechy uzyskanych roślin. Sposobem na ich bezpieczne przechowanie jest pozbawienie ich wody i zanurzenie ich fragmentów w temperaturze być może nieznanej duńskiemu bajkopisarzowi: -196°C. Gdy po lodowym uśpieniu i podniesieniu temperatury o ponad 200°C tkankom dostarczy się substancji odżywczych, są one zdolne do dalszego rozwoju, a gdy osiągną porę kwitnienia, ich kwiatostany nie tracą na pięknie, barwach i rozmiarach. Do happy endu brakuje jeszcze tylko pewności, że nie tylko kwiaty, ale i pędy i liście nie poniosą uszczerbku na ekstremalnej hibernacji. Baśń jeszcze nie dobiegła końca a na scenie pozostają botanicy, genetycy i biotechnolodzy, i ich wielkokwiatowe chryzantemy.

Streszczenie naukowe

Szacuje się, że około 50% odmian chryzantemy wielkokwiatowej to niestabilne genetycznie chimery. Organizmy takie łatwo ulegają zmienności, jeżeli stosuje się niewłaściwe metody ich rozmnażania i przechowywania. Z tych względów poszukiwane są wydajne metody ochrony cennych zasobów genetycznych. Hibernacja materiału biologicznego w temperaturze wrzącego azotu (?196°C) wydaje się być najbardziej przyszłościową metodą. Mimo, że potencjał ciekłego azotu jest niezaprzeczalny, to jednak jego wpływ na stabilność materiału biologicznego (zwłaszcza tak specyficznego, jakim są chimery) pozostaje nieznany. Celem badań była analiza wpływu krioprezerwacji techniką kapsułkowania-dehydratacji na morfogenezę i stabilność genetyczną odmian chryzantemy wielkokwiatowej będących chimerami peryklinalnymi. Pąki wierzchołkowe chryzantemy poddano prekulturze na pożywce o zróżnicowanej zawartości sacharozy i w obecności kwasu abscysynowego, a następnie odwadnianiu osmotycznemu i dalej dosuszaniu w strumieniu sterylnego powietrza. Tak przedtraktowane eksplantaty prze-chowywano w ciekłym azocie, a następnie wykładano na pożywkę wzrostowa z dodatkiem niewielkich ilości kinetyny. Stwierdzono, że wyższe stężenia sacharozy wpływają negatywnie na przeżywalność i dalszy rozwój pąków wierzchołkowych. Krioprezerwacja nie powoduje zmian parametrów użytkowych kwiatostanów (ich średnicy, świeżej masy, długości kwiatów języczkowatych oraz zawartości barwinków), prowadzi jednak do obniżenia zawartości chlorofi-lu w liściach oraz skrócenia międzywęźli i zmniejszenia niektórych liści. Ponadto krioprezerwa-cja może wpływać na rozwój kwiatostanów chryzantemy. Badania finansowane w ramach pro-jektu "Iuventus Plus", nr IP2014023373, pozyskanego ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnic-twa Wyższego.

Komitet Organizacyjny

Współpraca

Sponsorzy

Patronat medialny