Если я дам вам голову человека или, скажем, палец, сможете ли вы заморозить ее, а затем создать из нее целого человека? Ну, для нас это пока невозможно, но теперь это возможно для растений.

Ржавчина мирта представляет серьезную угрозу биоразнообразию растений

Инвазионное грибковое заболевание, называемое миртовой ржавчиной, поражает сотни видов растений семейства Myrtaceae в Австралии.

Ржавчина мирта вызывается грибковым возбудителем Аустропуциния псидии , и существует несколько штаммов миртовой ржавчины. Нынешний пандемический штамм грибка уже проник в Австралию в 2010 году и распространился по всему восточному побережью. В прошлом году об этом заболевании впервые сообщили в Западной Австралии, что вызвало серьезную обеспокоенность, поскольку в этом регионе обитает невероятное биоразнообразие австралийских миртовых.

Для защитников природы в Австралии, стремящихся защитить растения от этого грибкового заболевания, это уже состояние отчаяния. Поэтому исследователи из Университета Квинсленда (UQ) разработали метод криоконсервации, который обещает решить эту проблему. Новый метод позволяет ученым выращивать растения, находящиеся под угрозой исчезновения, в лабораторных условиях, просто используя их криоконсервированные ткани.

Спасение Миртл

Миртовые или семейство миртовых включают большое количество видов цветущих растений, известных своим сильным ароматом. Считается, что эти растения возникли в Австралии, а теперь их можно встретить и в других частях света. Такие растения, как эвкалипт, розовое яблоко, гвоздика и гуава, также принадлежат к семейству Миртовые.

К сожалению, ржавчина мирта поразила более 380 видов растений в Австралии и Новой Зеландии, 13 из которых, как полагают, уже вымерли, а еще 43 находятся в группе высокого риска. Более того, исследователи предполагают, что в Южной Америке также появляются новые штаммы этого гриба.

Растения являются непосредственной мишенью грибов, но угроза не ограничивается ими. Пандемия также может косвенно повлиять на популяцию многих микробов, насекомых и животных, различные потребности которых зависят от семейства миртовых.

Как криоконсервирующие заводы могут решить эту проблему

Криоконсервация уже используется для хранения спермы животных/человека, яйцеклеток и эмбрионов, а также таких видов сельскохозяйственных культур, как бананы, сладкий картофель и другие корнеплоды, которые обычно не выращиваются с использованием семян или которые не выживают в банках семян.

Однако у каждого вида растений разные требования (свет, влажность, температура, среда).

Поэтому существующие методы криоконсервации не позволяют спасти многие растения, находящиеся на грани исчезновения.

«К сожалению, для растений это не универсальный метод. Каждому виду часто может потребоваться свой собственный метод и рецепт среды — поэтому на это может уйти год или больше, даже прежде чем мы сможем начать криоконсервировать материал», — доктор Элис Хейворд, один из исследователей Квинслендского альянса сельского хозяйства и сельского хозяйства UQ. Пищевые инновации, рассказал ЗМЭ Наука .

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали тщательно разработанный метод. Они разработали метод криоконсервации, который работает с использованием культуры тканей растений и позволяет им выращивать целое растение, используя небольшие кусочки растительных тканей, таких как почки, листья или стебли, на стерильной питательной среде.

Когда тканевая культура готова, ее помещают в специальные помещения для выращивания с идеальными световыми и температурными условиями.

Хейворд объяснил: «Как только мы сможем выращивать наши виды растений в культуре, мы сможем брать клетки или почки у маленьких растений и обрабатывать их обезвоживающими и стеклообразующими растворами, которые удаляют воду из клеток, а также помогают превратить оставшуюся воду в стекловидное состояние».

Это делается для того, чтобы вода не образовывала лед, который разрушает клетки, расширяясь и образуя осколки. Однако удаление воды из клеток и применение этих растворов также может их убить. Поэтому исследователям необходимо найти баланс в этом процессе, чтобы они могли защитить клетки от повреждения льдом, а также не убить их в процессе.

После безопасного обезвоживания клеток их помещают в каплю раствора криопротектора, помещают в пробирку и погружают в жидкий азот.

Здесь они могут храниться вечно и вечно, пока мы их не вытащим, не согреем в регидратирующем растворе, а затем не вырастим из этих восстановленных клеток растения.

Во время исследования исследователи использовали кончики побегов (почки). Эти почки содержат стволовые клетки, из которых могут вырасти новые побеги. Затем они использовали гормоны, чтобы побеги образовали корни, и таким образом они создали совершенно новое растение, готовое к росту.

Подчеркивая будущий потенциал и значение метода криоконсервации, доктор Хейворд сказал:

«Этот метод ценен для любых видов растений, находящихся в группе риска, которые не дают семян или производят семена, которые нельзя хранить в банках семян, а также те, семена которых не являются генетически ценными. Например, в случае многих сельскохозяйственных деревьев, семена которых не имеют той же генетики, что и высокопродуктивное материнское дерево, отрасль может использовать криоконсервацию для безопасного хранения ценного материала в случае чрезвычайной ситуации (например, стихийного бедствия или изменения климата). , и т. д).»

Криоконсервация имеет ограничения, но она все же того стоит

Существует множество проблем, связанных с методами криоконсервации, например, пока невозможно напрямую использовать дикий материал в культуре тканей.

Такие образцы слишком загрязнены бактериями, грибками и повседневными микробами, встречающимися в естественной среде, что делает невозможным очистку материала для стерильной культуры без его уничтожения.

«Система культуры тканей стерильна, поэтому весь растительный материал, поступающий в крио и выходящий из него, обрабатывается в строго стерильных условиях с использованием специальных стендов и процедур дезактивации», — сказал Хейворд. ЗМЭ Наука .

Более того, криобанки, объекты, где консервированные растительные ткани и растения хранятся при отрицательных температурах, требуют больших денег и ресурсов для создания и обслуживания.

«Однако, как только инфраструктура и методы будут созданы, это может быть экономически эффективным по сравнению с полевым хранением растений, поскольку огромные объемы растений могут храниться на относительно небольшом пространстве, защищенном от вредителей, болезней, изменения климата и стихийных бедствий», — Хейворд. добавлен.

Исследователи уже разработали протоколы для авокадо и в настоящее время работают над австралийскими сортами макадамии при поддержке промышленности, а также над шестью наиболее важными видами миртовых.

Будем надеяться, что их метод криоконсервации будет иметь большой успех и поможет ученым во всем мире спасти растения, находящиеся под угрозой исчезновения, от многочисленных угроз.

Подробнее о методе криоконсервации можно прочитать здесь.