of 29 /29
UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ A BANATULUI TIMIŞOARA FACULTATEA DE HORTICULTURĂ MICROPROPAGARE R e f e r a t

Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ

A BANATULUI TIMIŞOARAFACULTATEA DE HORTICULTURĂ

MICROPROPAGARE

R e f e r a t

Page 2: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

AVANTAJELE ŞI DEZAVANTAJELE MICROPROPAGĂRII „IN

VITRO"

 

 

 

 

 

 

 

AVANTAJELE MULTIPLICĂRII VEGETATIVE „IN VITRO"

În principal, avantajele micropropagării ,,in vitro" constau în următoarele :

1. Tehnicile de multiplicare „in vitro" permit înmulţirea rapidă, cu o rata de

neimaginat faţă de metodele tradiţionale, în ritm extrem de accelerat, a speciilor

vegetale. Astfel, pe această cale este asigurată propagarea varietăţilor noi, sau a celor

dificil de înmulţit pe altă cale, precum şi a explantelor elită, atunci când nici o altă

posibilitate de înmulţire conservativă a genotipului, nu există (de exemplu, la orhidee

— multiplu heterozigote — sau la speciile ori varietăţile androsterile, cum ar fi la

Asparagus, ori în situaţiile create din necesitatea menţinerii unor linii parentale posibil

de realizat numai prin înmulţire vegetativă etc).

În cele ce urmează, vom exemplifica unele din aspectele enumerate mai sus.

Orhideele constituie un exemplu clasic de aplicare, cu succes, în producţie, a tehnicilor

de micropropagare, în scopul înmulţirii clonale, rapide, a exemplarelor elită,

selecţionate de către amelioratori. Astfel, la Cattleya, heterozigozitatea a condus la

Page 3: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

obţinerea — prin procedeele tradiţionale de înmulţire a unor flori fără valoare

comercială sau a unor plante a căror înflorire a fost sporadică şi necontrolabilă. Prin

tehnicile ,,in vitro" s-a realizat o donare eficientă a hibrizilor de Cattleya, obţinîn-du-se

flori cu o înaltă valoare comercială, precum şi o cultură cu înflorire uniformă,

corespunzând unei perfecte programări sezoniere (CHU, 1986).

Un alt exemplu îl constituie înmulţirea plantelor pentru producere de sămânţă

hibridă, atunci când genotipul parental este inapt de autopolenizare, sau în cazul în

care seminţele rezultate sunt incapabile de germinare, ori germinează slab şi produc

plantule firave, de calitate proastă. Un exemplu îl constituie Citrullus lanatus

genotipul triploid, la care producerea de sămânţă de bună calitate este dificilă

(seminţele rezultate prin polenizarea plantelor tetraploide, cu polen diploid, fiind

anormale şi atrofice), „in vitro" pot fi produse răsaduri folosind ca subiect donator

plante triploide, precum şi linii parentale, tetraploide.

În alte situaţii, se solicită, de către unităţile de producţie, juvenili-zarea

culturilor, prin multiplicare „in vitro", întrucât se cunoaşte că la numeroase specii

micropropagarea determină o substanţială îmbunătăţire a ramificaţiei tulpinii, o

creştere a dimensiunii şi a vigurozităţii frunzelor şi tulpinilor, imprimându-se un

colorit mai intens al frunzelor şi florilor. Un astfel de caz îl constituie ferigile şi o serie

de plante cu valoare comercială pentru calitatea ornamentală a tulpinilor şi frunzelor

(de exemplu la Syngonium, Spathiphyllum şi Dieffenbachia). I^a căpşun,

micropropagarea conduce la o mai bogată ramificare a tulpinilor şi la o sporire (cu cea

60—130%) a numărului total de stoloni, recoltaţi de la o plantă neoformată „in vitro",

în raport cu totalul stolonilor posibil de realizat la o cultură parentală, înmulţită

vegetativ, prin mijloace tradiţionale. Totodată, la căpşunul micropropagat, trecut

în teren, se observă o sporire a taliei plantelor, cu 40—150% (funcţie de cultivar),

diferenţa de vigurozitate fiind remanentă şi în cel de al doilea an de cultură. După cum.

menţiona ZIMMERMAN (1985), căpşunul micropropagat ,,in vitro" produce flori şi

fructe în mai puţin de trei luni după ce tulpiniţele neînrădăcinate au fost supuse

înrădăcinării în mediul septic, în incinte cu ceaţa artificială. La aceste plante

creşte numărul de fructe pe m2, astfel încât producţia realizată la cultivarul

Barlinglow a fost de 7,8 kg/m2, în raport cu cantitatea de fructe recoltată de pa o

aceeaşi suprafaţă la cultura înmulţită vegetativ prin metode tradiţionale, de numai

5,6kg fructe pe m2; numărul de fructe obţinute la cultura derivată din „vitro" a fost de

Page 4: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

1 080 buc./m2, iar la cultura tradiţională a fost de 572 bucăţi/m2. Dar, la plantele

derivate din „vitro", în primul an de producţie, s-a observat o scădere a mărimii

fructelor; în cel de al doilea an de cultură în teren, acest caracter dispare, plantele

prezentând fructe de mărime normală. O situaţie asemănătoare a fost descrisă de către

ZIMMERMAN şi la cultivării Redchieff şi Guardian.

O mărire a vitezei de creştere şi o sporire a vigurozităţii plantelor rezultate din

micropropagare sunt citate şi la mur, măr, piersic etc. De exemplu, la măr

majoritatea plantelor provenite din cultură ,,in vitro" au fructificat după al 3—4-lea

sezon de creştere a lor în teren. Precocitatea în fructificare şi producţia de fructe

variază foarte mult în funcţie de cultivar. Mărimea fiecărui fruct s-a dovedit a fi invers

proporţională cu producţia de fructe, înregistrată la un pom; pe măsura avansării

pomilor în vârstă, creşte producţia de fructe/individ. I/a soiul Golden Delicios,

material de plantat generat ,,in vitro" şi introdus în cultură in anul'1979, crescut pe

rădăcini proprii -nemaifiind altoit- , după 6 ani de cultură, a dat o producţie de 52,2

kg mere/pom; la soiul Jonathan plantele generate ,,in vitro" şi introduse în cultură în

anul 1981 au fructificat în 1985 şi au produs 29 kg 'mere/pom. I/a piersic plantele

generate ,,in vitro" şi plantate în teren, fructifică în al doilea an de cultură, producând

cea 10—11 kg fructe/pom (după ZIMMERMAN, 1935). MARTIN (1984) relata •că

piersicul plantat pe propriile rădăcini, în al doilea an de la trecerea plantelor

micropropagate „in vitro" la condiţiile mediului septic, a produs 13 kg fructe/planta, în

al treilea an — 30 kg fructe iar în al patrulea an — 40 kg.

Se acordă o atenţie din ce în ce mai mare problemei plantării de livezi, cu puieţi

generaţi ,,in vitro" şi crescuţi pe propriile lor rădăcini, renunţându-se din ce în ce mai

mult, la înmulţirea vegetativă tradiţională, prin altoire şi butăşire. Plantele obţinute ,,in

vitro" prezintă nu numai avantajul unei juvenilităţi şi al unei vigurozităţi în creştere,

sau al sporirii productivităţii, ci şi al obţinerii de plante cu un foarte ridicat grad de

sănătate; nu trebuie să scăpăm din vedere faptul că, prin operaţiunile tradiţionale de

înmulţire vegetativă se vehiculează — din plantele donatoare de material înmulţitor,

către planta nou formată — o serie de boli, în special viroze şi micoplasme astfel încât

planta nou formată — chiar de la începutul vieţii — este tarată de prezenţa în ea a

germenilor fito-patogeni. în asemenea situaţii, de exemplu la butaşi, înrădăcinarea este

de proastă calitate iar materialul de plantat rezultat, în final, este epuizat fiziologic. Nu

trebuie omis nici faptul că în înmulţirea vegetativă clasică, odată cu materialul iniţial,

Page 5: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

folosit ca punct de plecare pentru viitoarea plantă, se grefează în corpul ei ţesuturi

adulte sau chiar aflate într-un oarecare grad de regresie biologică şi funcţională, ceea

ce acţionează negativ asupra plantei nou formate. În tehnicile de micropropagare se

folosesc însă explante infime ca mărime, de regulă meristeme, iar celulele care nu sunt

de tip meristematic se de diferenţiază şi ajung meristeme, fapt care conferă plantelor

neoformate „in vitro" un grad de juvenilitate şi de vigurozitate, comparabil cu acela

obţinut prin utilizarea plantelor derivate din seminţe, respectiv din meristeme

embrionare.

Data fiind posibilitatea obţinerii în timp scurt, prin tehnicile de micropropagare,

a unor cantităţi mari de material de plantat, uniform ca grad de dezvoltare, în

pomicultura modernă se pune — din ce în ce mai serios — problema .plantării de

livezi cu o densitate crescută de cea 4 000 exemplare/ha. Acest fapt asigură

mecanizarea lucrărilor de întreţinere, aferente unei culturi de excepţie, facilitând

recoltarea mecanică a fructelor.

Culturile ,,in vitro" servesc şi la obţinerea de portaltoi, dată fiind calitatea de

excepţie a materialului de plantat, generat prin tehnici de micropropagare. Portaltoii se

produc anual în cantităţi de milioane, în Italia, la piersic, măr, cireş, prun etc. (după

ZIMMERMAN, 1986).

La piersicul-migdal prin procedeele tradiţionale, se pot realiza anual un număr

mic de descendenţi; dintr-un unic subiect. în timp ce prin micropropagare se obţin mii

de exemplare, dintr-un unic meristem (după MARTIN, 1980). Portaltoii de piersic-

migdal sunt deosebit de valoroşi, datorită rezistenţei lor în terenuri cu exces de

umiditate sau în cele calcaroase ; dezavantajul folosirii piersicului-migdal în practică

ca portaltoi a derivat numai din dificultatea de înmulţire vegetativă a acestuia;

actualmente, prin tehnicile de micropropagare, se pot obţine milioane de plante, într-un

singur an.

Metodele de micropropagare se aplică cu succes şi la înmulţirea zmeurului.

Dintr-un subiect, într-un an, prin procedeele tradiţionale, se pot obţine maximum 50 de

descendenţi, în timp ce prin tehnicile de micropropagare se pot realiza cea 50 000 de

plante, dintr-un unic meristem. (MARTIN, 1980).

Dintre arbuştii ornamentali, trandafirul a marcat o revizuire a procedeelor

tradiţionale, de înmulţire" graţie tehnologiei de micropropagare, stabilite de către M O

R EL şi colab., în 1981. Pornind de la explante meris-tematice, în .decurs de un an,

Page 6: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

prin subculturi repetate, se pot obţine cea 200 000—400 000 de indivizi (în funcţie de

cultivar), descendenţi ai unui unic subiect. La 6 luni de la transferarea plantelor în

mediul septic, acestea înfloresc. în cel de al doilea an de viaţă, plantele respective

prezintă cu 20% mai multe flori, iar florile sunt mai bogate, mai viu colorate şi mai

parfumate. Prin această metodă se realizează nu numai o sporire a calităţii plantelor şi

florilor, dar şi o descreştere a preţului de producţie, întrucât — prin cultura tradiţională

— durata de obţinere a unor plante cu dezvoltare similară, dar derivate din plante

altoite, este de 2,5 ani.

DURON (1977) a operat cu succes multiplicarea ,,in vitro" a o serie de alţi

arbuşti ornamentali, prin cultura de meristeme, în vederea devirozării, la Forsythia şi

Buddleia. Nenumărate plante ornamentale lemnoase sînt propagate, actualmente, pe

această cale. Dintre ele> cităm: Deutzia, Weigelia, Hydrangea, Ribes etc. (D E B E R

G H şi MAE NE, 1982).

2. Micropropagarea facilitează producătorilor realizarea de material de, plantat

în regim programat, producătorii fiind „eliberaţi" de dependenţa înmulţirii, de sezonul

optim şi de fenomenele de latenţă, întrucât materialul biologic iniţial este oricând la

dispoziţia lor, stocat fiind în depozite frigorifice. în acest mod, se poate livra la termen

fix orice comandă, chiar imprevizibilă fiind, producătorul nedepinzând de recoltarea

din teren, a explantelor. Un exemplu edificator îl avem în cazul cartofului, plantă" care

prin procedeele tradiţionale poate atinge o rată anuală de multiplicare de cea 60 de ori,

prin înmulţirea tradiţională a cartofului de sămânţă în teren; prin tehnicile de

micropropagare se poate atinge o rată programată, de multiplicare de 80 de ori, în

numai 40 de zile (după NG, 1986). O garoafe, dintr-o plantă-mamă se pot recolta în

sezonul optim cea 20 de butaşi pe an; o microplanta, multiplicată „in vitro", furnizează

anual cea 50 000 de descendenţi (după MART IN, 1980). La Asparagus, plantă

micropropagată cu succes prin tehnici „in vitro", se apreciază că în decursul unui an,

dintr-un unic mugure apical, se pot obţine cea 300 000 de plante ; la actualul nivel

tehnic, cea 70 000 de plante pot fi produse „in vitro'' de către o persoană, muncind 200

zile pe an (după CONGER, 1981), independent de sezon.

3. Micropropagarea plantelor constituie o metodă nu numai eficientă de

înmulţire, dar şi o metodă îmbunătăţită de muncă (în raport cu practicile de.

programare vegetativă prin procedee tradiţionale), activitatea desfăşurându-se în

condiţii de igienă perfectă, în spaţii modern dotate, munca fiind deosebit de agreabilă.

Page 7: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

4. Culturile ,,in vitro" oferă posibilitatea stocării, respectiv a con-serv arii

materialului, constituind o sursă pentru obţinerea de material iniţial sănătos, utilizabil

apoi în operaţiunile de micropropagare şi de menţinere a unui stoc de plante la

adăpost de recontaminare, uspendându-se cheltuielile inerente aplicaţii

tratamentelor fitosanitare, precum şi a poluării terenurilor cu insectofungicide.

5. Înmulţirea plantelor prin metode de micropropagare permite realizarea unor

economii. Aceste economii îşi au originea în diferite compartimente implicate în

procesul de producţie. Tehnicile de micropropagare permit amelioratorilor să-şi

valorifice mai eficient eforturile în direcţia creaţiei de noi soiuri, făcându-

se,,economie de timp" întrucât prin procedeele de multiplicare „in vitro" se poate

realiza o „condensare" a •timpului afectat producerii unui stoc din plantele rezultate în

ameliorare, în scopul lansării lor în cultură. De exemplu, pentru obţinerea unui lot 4e

bulbi în vederea omologării şi a comercializării unor noi varietăţi de lalele, prin

tehnicile tradiţionale, sunt necesari cea 20 de ani de muncă; prin tehnicile „in vitro"

perioada respectivă poate fi scurtată la 2—4—6 ani atât la lalele, cât mai ales la

gladiole, freesii, narcise etc. La pomii fructiferi, la cartof, la trandafir ş.a.m.d.,

introducerea unui nou soi în cultură, prin practicile tradiţionale, presupunea o durată de

cea 10 ani; prin tehnicile de micropropagare se realizează o scurtare considerabilă a

perioadei de formare a unui stoc de plante (după' M A RT I N, 1984).

Prin micropropagarea plantelor se realizează şi o economie de energie, atunci

când comparăm o cultură menţinută ca stoc de plante - mame, cit condiţii de seră, cu o

cultură similară, menţinută „in vitro". Astfel. în literatură se citează că pentru

climatizarea a 9 m2 spaţiu în care poate creşte o cultură stoc de plante echivalentul a 2

500 m2 de seră — se apreciază un consum de 5 kWh energie electrica; pe o etajeră de

60 X 125 cm pot fi cultivate „in vitro" cea 1 000 de plantule (după AUGE şi colab.,

19.S2). DEBERGH şi MAE NE (1981) dau un exemplu asemănător privind economia

de energie posibilă de realizat prin micro-propagarea ,,in vitro", şi anume : ei apreciază

că 2 500 m2 de seră pot fi înlocuiţi cu numai 10 m2 în care sunt cultivate plante pe

medii aseptice, realizându-se o eficienţă maximă şi prin suprimarea oricăror manopere

de întreţinere a culturilor (udări, tratamente fitosanitare etc.) înlăturân-du-se şi

eventualii factori de risc (atacuri fitopatogene sau alţi agenţi capabili să producă

calamităţi), ceea ce măreşte rentabilitatea per global. Un alt exemplu, prezentat de

către MARTIN (1980), este acela care se referă la analizarea eficienţei economice în

Page 8: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

cazul unui mare producător de garoafe; în acest caz, pentru obţinerea unui stoc de

plante — mame, în condiţii obişnuite, este nevoie de cea 4. ani, timp în care serele

sunt ocupate cu cultura respectivă; prin tehnici „in vitro" se realizează o „condensare"

a etapelor de înmulţire, prin operaţiuni de mi ero-propagare, ceea ce permite obţinerea

stocului similar de plante, în nu mai doi ani iar calitatea plantelor şi a florilor rezultate

aduce venituri substanţiale, în urma comercializării acestora. în alte cazuri, de exemplu

la trandafir şi la Saintpaulia, se obţine, pe lingă o sporire a calităţii ornamentale a

plantelor, si o scurtare a duratei intrării acestora în anteză (de exemplu la Saintpaulia

cu 1—2 luni). Acest lucru permite dezafectarea spaţiilor şi reintrarea, lor în cultură

mai repede, decît dacă pe terenul respectiv ar fi fost cultivate plante, prin procedee

tradiţionale.

Un alt exemplu referitor la eficienţa menţinerii lotului de plante — mame ,,in

vitro" este următorul: din 24 plantule de garoafe (care au fost stocate timp de 24 de

săptămâni în camera frigorifică, la 4°C şi o intensitate luminoasă de 1— 2Klucşi, în

fotoperioadă de 12 ore lumină/24 ore), se pot obţine —- în decurs de 24 săptămâni

după scoaterea lor din camera rece — .137 750 plante (ţinând seama de un procent de

pierderi de 20%, rezultat în urma selecţiilor operate la primul repicaj şi de o pierdere

de 10%, marcată la fiecare repicare) ; rata de multiplicare este de 6 iar intervalul între

două repicări este de 4 săptămâni (după A U G E şi colab. 1982). în concluzie, ciclul

de multiplicare al plantelor micropropagate este mult scurtat, în comparaţie cu

înmulţirea speciei respective pe cale vegetativă, tradiţională. Dacă adăugăm la acestea

dificultăţile muncii în teren, în raport cu munca în laborator, preţul ridicat şi eficienţa

scăzută a tratamentelor fitosanitare, precum şi costul lucrărilor de întreţinere ale unei

culturi în teren, comparativ cu avantajul calităţii şi omogenităţii culturilor derivate din

micropropagare ,,in vitro" şi valoarea comercială ridicată a produsului agricol rezultat,

vom avea un tablou edificator cu privire la avantajele pe care le prezintă această

metodă modernă de propagare a plantelor (MINIER, 1980).

În general, preţul unei plante depinde de o serie întreagă de factori implicaţi în

procesul de producţie al acesteia, nu numai de eforturile materiale şi de consumul

energetic, ci şi de numărul persoanelor angajate şi salarizate, pentru generarea

produsului vegetal utilizat în circuitul economic, precum şi de valoarea la care

materialul final poate fi comercializat. Atunci când se are în vedere trecerea în

producţie, la nivel industrial, a unei tehnici puse la punct în laborator, mai ales când se

Page 9: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

apreciază o producţie anuală de peste 100 CC0 de plante, se impune o analizare"

competentă a situaţiei, din toate punctele de vedere. Preţul de producţie poate fi

substanţial diminuat prin introducerea unor dispozitive automate, în cât mai multe

compartimente ale lanţului tehnologic de micropropagare „in vitro". Cele mai simple

automatizări presupun operaţiunile de spălare şi presterilizare s. sticlăriei, precum şi de

repartizare — porţionare — a mediilor de cultură. Pentru evitarea fracţionării timpului

de lucru în laborator, prepararea mediilor de cultură se va face utilizând formulări

standardizate, în care toţi compuşii — indispensabili creşterii optime a unei anumite

culturi—se află înglobaţi într-un unic amestec, astfel încât prepararea mediului constă

în simpla dizolvare a unei pulberi într-o cantitate fixă de apă cerută în reţetă.

Asemenea amestecuri sunt comercializate de către diferite firme, pe piaţa mondială.

Pentru asigurarea unei automatizări eficiente este însă necesară standardizarea

recipientelor de cultură, a containerelor de transport şi de încărcare a autoclavelor.

Pentru mărirea eficienţei unităţilor profilate pe producerea industrială a materialului de

plantat generat „in vitro" trebuie să se aibă în vedere o eşalonare calendaristică a

tuturor operaţiunilor dintr-o astfel de unitate, corespunzătoare atât unui an, cât şi

pentru perspectivă (mai ales când se stochează în camera frigorifică inoculi

cultivaţi ,,in vitro", aflaţi în diferite stadii de dezvoltare), precum şi elaborarea

graficului de livrare — în concordanţă cu livrări conforme contractelor ferme sau celor

potenţiale —, care să servească la evitarea timpilor morţi şi la folosirea întregului

potenţial de producţie, al unităţii, cu un randament maxim.

Întrucât una din condiţiile de bază la culturile de ţesuturi ,,in vitro" o constituie

asepsia, automatizarea operaţiunilor — care de regulă se execută manual — constituie

o măsură deosebit de importantă, care poate mări nu numai viteza desfăşurării lanţului

operaţional, ci şi calitatea acestuia, respectiv randamentul muncii. Cele mai dificile

etape de lucru — În ceea ce priveşte automatizarea — constau în prelevarea

explantelor şi inocularea lor ,,in vitro" ; operaţiunile de transplante — dintr-un

recipient, In alt recipient, pentru asigurarea subculturilor — pot fi, într-o măsură mai

mare, automatizate. Din acest punct de vedere, micropropagarea şi respectiv,

înmulţirea plantelor prin intermediul seminţelor artificiale, venerate din embrioni

somatici, oferă o soluţie excelentă, atunci când urmărim automatizarea. operaţiunilor

de recoltare a materialului biologic, M scopul folosirii lui pentru propagarea plantelor.

Astfel, WAI^KBR â SI, UI Ş (1983) (după S I, U I S şi WAIyKER, 1985) menţionau

Page 10: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

că milioane de embrioni somatici pot fi recoltaţi din numai câteva grame de calus, ceea

ce poate conduce la obţinerea de exemplare vegetale la un preţ. căzut,

SLUIS şi WALKER (1985) concludeau că prin automatizata operaţiunilor de

recoltare şi semănare a embrionilor somatici se poate 4junge la un preţ de producţie al

materialului generat „in vitro", competitiv cu acela rezultat prin tehnicile tradiţionale

de înmulţire a plantelor. Din acest punct de vedere, semănarea embrionilor somatici cu

dispozitive de antrenare a lor în medii semifluide, fără încapsulare oferă soluţii mai

economice de valorificare a acestora la un preţ mai scăzut decât acela al seminţelor

încapsulate.

Costul materialului biologic generat „in vitro" va depinde foarte mult de

tehnologia adoptată, respectiv de automatizarea operaţiunilor. După

L U I S şi WALKER (1985), marea majoritate a plantelor

micropropagate ,,in vitro" pot fi produse la un preţ de zece ori mai ridicat decât prin

intermediul căilor tradiţionale. Cu toate acestea, la culturile la care se are în vedere

obţinerea de material de plantat elită, cu certificat de sănătate garantat, plante care să

prezinte uniformitate în cultură, juvenilitate şi vigurozitate — precum, şi înflorire mai

timpurie —, concomitent cu o calitate superioară a produsului agricol (mai ales a

fiorilor, în flori cultură), eforturile financiare sunt compensate.

De exemplu, în cazul cartofului, pentru producerea tuberculilor de sămânţă, s-

au dezvoltat industrii de micropropagare a clonelor devirozate prin culturi de

meristeme. Cu toate că costul de producţie al cartofului „in vitro" este ridicat, calitatea

şi productivitatea plantelor respective în cultură compensează cheltuielile de

multiplicare.

Din costul final al materialului generat „in vitro" se apreciază că 40% din

cheltuieli revin compartimentului laborator, 10% materialelor folosite» 20% diverselor

cheltuieli nenominalizate si 30% cheltuielilor de vânzare (după WALKER şi . S L U I

S, .1983). Laboratoarele amenajate pe amplasamente deja existente sau pe lingă sere

deja funcţionale facilitează scăderea costului final al, produselor, întrucât cea mai

costisitoare parte din investiţie este amortizată. Construirea de la bază a întregului

ansamblu măreşte preţul de producţie. Pentru creşterea operativităţii fazelor de

inoculare „in vitro" este recomandabila folosirea unor recipiente cu deschidere largă,

efectuându-se mai multe inoculări, pe un acelaşi recipient; în acest mod, creşte

Page 11: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

productivitatea muncii, în unitatea de timp. Acest tip de manoperă măreşte însă foarte

mult pericolul contaminării culturii.

Având în vedere necesitatea reducerii costului, fără a face rabat la calitatea

produsului, concomitent cu eliminarea muncii manuale (care presupune scăderea în

timp a randamentului muncii, cât şi un anumit grad de nesiguranţă în calitatea

operaţiunilor) şi a riscului generat de pericolul intervenţiei unor infecţii, s-a pus cu

seriozitate şi responsabilitate problema robotizării lucrărilor.

După DE BRY (1986), în anul 1985, la o expoziţie internaţională de roboţi, o

companie europeană a prezentat un dispozitiv automat de cultivare „in vitro" a

celulelor. Se menţionează că un grup de cercetători francezi au imaginat un robot

pentru producerea „in vitro" de plante de Eucalyptus. Eforturile au fost încununate de

succes, întrucât robotul recunoştea plantele cu calităţi acceptabile pentru a fi

transferate, iar după identificarea acestora se realiza subcultivarea lor.

În general, - se apreciază că un muncitor care inoculează meristeme poate

executa cea 120 de inoculări pe zi (D A M I A N O 1980) iar un operator care execută

transferări (subcultură) poate ajunge la un număr de 2500 operaţiuni de inoculare pe zi

muncă (SLUIS şi W A I K E R, 1985).

Un calcul care s-a făcut privind amortizarea cheltuielilor în decurs de 5 ani a

condus la următoarele concluzii: în timp ce un operator execută cea 2500 inoculări pe z

i m u n c ă, un robot atinge performanţa a 1000 de operaţiuni de transfer pe oră; în

consecinţă, munca robotului devine de 4,3 ori mai ieftină, decât transferul manual.

Dacă adăugăm la aceasta, pe lingă calitatea excepţională a materialului rezultat şi

scăderea factorilor de risc, şi faptul că roboţii lucrează în flux continuu şi fără rebuturi

ne dăm seama de impactul pe care-1 va avea robotizarea, în tehnologia de

micropropagare, în viitor. H-ARTNEY şi KABAY (1984, după R O W E, 1986) au

publicat un raport cu privire la implicaţiile roboticii în culturile „in vitro" şi au ajuns la

aprecierea posibilităţii construirii de roboţi cu performanţa de a produce o

plantă/secundă (deci 3 600/oră); chiar. dacă se transferă câte o plantă la interval de 5

secunde, se realizează, cu uşurinţă, o producţie de 5 milioane plante pe an. Robotul

poate fi programat să recunoască morfologia plantei — nod, internod, mugure etc. —

fapt care va revoluţiona tehnologia micropropagării.

Industria profilată pe micropropagare, respectiv pe producere de răsaduri ,,in

vitro" sau de embrioni somatici (ca atare, ori sub formă de seminţe artificiale), nu se

Page 12: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

limitează numai la înmulţirea speciilor ornamentale, ci metoda poate fi extinsă la o

gamă largă de plante de cultură, chiar şi la acelea care, în mod normal se propagă prin

seminţe.

Factorii care decid comercializarea materialului produs „in Vitro" sunt, în

principal, următorii: — rata de multiplicare posibil de realizat, mai ales când deţinem

un genotip care nu poate fi reprodus prin nici o altă cale; — abilitatea de a menţine

plantele neoformate „in vitro" în stoc, material biologic care să servească ca donator

de inoculi, pentru iniţiere de culturi, în scopul obţinerii de plante libere de boli; —

performanţele economice şi competitivitatea pe piaţa de desfacere.

Nu .trebuie scăpat din vedere că, culturile de explante „in vitro" sunt

energointensive, consumul de energie fiind necesar operaţiunilor de auto-clavare,

iluminare şi climatizare a camerelor de creştere sau a celor frigorifice.

BHOJWANIşi RAZDAN (1983) menţionează că în pepinierele cu scop

comercial, de micropropagare într-un spaţiu minimal (de creştere sau de stocare), de

cea 3mx3m X 5m, pe rafturi, în recipiente, pot fi menţinute în cultură miliarde de

plante.

La crizantemă cultivarea prin metode tradiţionale permite recoltarea de la o

plantă pe an, a cea 20—24 de butaşi, recoltare care se face sezonier, pe măsura

lăstăririi plantei — mamă. Densitatea maximă de plantare a plantelor — mamă este

evaluată la 100 exemplare/m2. Deci, de pe un m2 de seră pot fi recoltaţi în teren, pe

parcursul unui an, 2 400 de butaşi, asigurându-se întreţinerea culturii pe toată durata

vegetaţiei.

în condiţiile cultivării pe medii aseptice a unui lot de plante — mame se poate asigura

o densitate de 25 CC0 exemplare/m2 (la nevoie chiar şi mai mult). De pe fiecare

plantulă de crizantemă generată „in vitro", la interval de 6 săptămâni, se pot recolta 12

—13 minibutaşi. Procesul se poate repeta cu ritmicitate din 6 în 6 săptămâni, pe

timp nelimitat. în consecinţă, „in vitro" se realizează o densitate pe unitatea de

suprafaţă de 25 ori mai mare a plantelor stoc, în raport cu cultura tradiţională de plante

—mamă. în plus, înmulţirea în condiţii aseptice a crizantemelor oferă şi avantajul

evitării dependenţei de sezon, asigurându-se producerea de material sădi-tor, în flux

continuu. Privind problema prin prisma eficienţei unui loc în spaţiu, respectiv a

suprafeţei climatizate, destinate cultivării unei singure plante, se poate constata că o

plantă — mamă cultivată după metode tradiţionale poate da naştere, în decursul unui

Page 13: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

an, la cea 24 plante — fiice (respectiv 24 de butaşi), în timp ce planta — mamă din

eprubetă, prin tehnica micropropagării, folosind explante nodale, va genera peste 100

de plante anual (respectiv: în decurs de 52 de săptămâni, la intervale de 6 săptămâni,

se pot obţine aproximativ 8 cicluri de minibutăşiri, cu generarea a 12—13 minibutaşi,

la o recoltă). Deci „in vitro" randamentul este de 4 ori mai mare iar calitatea plantelor

introduse în cultură este net superioară în raport cu a materialului de plantat, derivat

prin butăşirea tradiţională. Din acest exemplu rezultă că prin micropropagare „in vitro''

se realizează o mai bună valorificare a suprafeţelor în spaţiile încălzite, şi o reducere a

numărului de persoane antrenate în munca de întreţinere a culturii, în teren. Deci, se

obţine o mai eficientă exploatare a terenului şi a spaţiilor încălzite, producându-se un

acelaşi număr de exemplare de material săditor, pe o suprafaţă de 100 de ori mai mică,

întrucât într-o încăpere cu suprafaţa de 22,5 m2 pot fi crescute „in vitro" în jur de 480

000 plantule de crizanteme (cultivate. în eprubete, cu deschiderea de 2,5 cin),

realizându-se o densitate de 25 eprubete/100 cm2, respectiv 2 500 eprubete pe m2; într-

o asemenea încăpere, pe etajere cu rafturi, poliţele pot totaliza o suprafaţă de 192 m2

(ceea ce ar corespunde la 5 etajere, a 2,4 m înălţime, 4 m lungime şi cu poliţe de 1 m

lăţime, etajerele având 12 poliţe). Prin subculturi repetate, folosind ca material iniţial

minibutaşi .constând din noduri, pornind de la un meristem, în decursul unui an, se pot

produce 137 plante (clone derivate din meristemul folosit ca material iniţial). Prin

tehnicile tradiţionale, o astfel de cultură de plante— mame; de crizanteme, ar necesita

cea 63 ha de sere, iar pentru cultivarea butaşilor în vederea înrădăcinării, pe parapete,

ar fi necesar 192 m2, corespunzător obţinerii a 480 mii de plante de crizanteme (după

KHAZAL şi CACHITĂ, 1985).

Dar, şi la plantele de seră multiplicarea şi creşterea se fac în spaţii protejate,

încălzite. Pentru scăderea costului de producţie, în vederea sporirii câştigului final în

momentul livrării produsului vegetal (ghivece, flori tăiate, răsaduri, bulbi, butaşi etc),

s-a adoptat sistemul obţinerii materialului de plantat în ţări cu climă caldă; întrucât s-a

apreciat că prin eliminarea din fluxul tehnologic a spaţiilor încălzite se realizează o

economie de energie. în cazul micropropagării se estimează că generarea materialului

săditor ,,in vitro" compensează lejer cheltuielile, iar materialul de plantat devine

competitiv cu cel produs în ţările calde (în acest calcul s-au avut în vedere şi pierderile

financiare pe care le implică transportul şi mâna de lucru) (HOLDGATE, 1982).

Page 14: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

Se apreciază că micile firme horticole îşi cifrează producţia anuală de plante „in

vitro" la cea 100000 de exemplare ; firmele de mărime mijlocie, la cea 500 000 de

plante anuale (dintre acestea aproximativ 98% sânt specii ornamentale) ; iar marile

firme producătoare de material săditor „in vitro" îşi cifrează producţia de plante la

milioane de exemplare anual.

Una din condiţiile de bază este aceea a stabilităţii profiturilor şi a valorificării la

maximum a întregului potenţial de producţie, pe tot parcursul anului, precum şi

asigurarea pieţelor de desfacere sau a valorificării plantelor generate ,,in vitro", în

circuit intern, până la livrarea produsului final. Numai în acest mod se poate amortiza

investiţia, într-un timp scurt.

Un exemplu în ceea ce priveşte calcularea eficienţei economice a plantelor

generate „in vitro" a fost prezentat de către J A C O B şi colab.(1980), la Saintpaulia.

După metoda de multiplicare a acestei plante descrisă de VASQUEZ şi colab. (1977),

dintr-un cm2 de explant foliar, o singură persoană poate realiza anual un număr de 80

000 exemplare de Saintpaulia, care înfloresc la cea 6—7 luni de la inocularea iniţială.

Pentru obţinerea acestor plante sunt necesare următoarele spaţii de producţie : 80 m2

de laborator, 20 m2 cameră de vegetaţie şi 600 m2 seră. La 4 săptămâni de la inoculare

se remarcă apariţia muguraşilor pe suprafaţa fragmentului inoculat ; după 3 luni de

cultură, ei au fost separaţi în cea 105 propagule, care au fost transferate — pentru

înrădăcinare — pe mediu aseptic, lipsit de fitohormoni; înrădăcinarea durează cea 3

săptămâni, după care plantele pot fi trecute în sol. Procentul de reuşită în aclimatizarea

plantelor este de 100%. Prin înmulţire vegetativă tradiţională, un mare producător

floricol livrează cea 23 500 plante Saintpaulia pe an; un horticultor care are o pro-

ducţie de 10 000 plante pe an poate produce ghiveciul de Saintpaulia la un cost de 1,4

ori mai ridicat, iar prin micropropagare ,,in vitro" costul de producţie este de 1,6 ori

mai scăzut (acesta constând din : 38,5% cheltuieli revenind mâinii de lucru, 16%

materiilor prime şi altor produse anexă, 4% consumului de electricitate, 34% consumul

energetic constând în încălzirea mediului şi 7,5% cheltuielilor administrative,

comerciale şi de întreţinere (în calcul s-a avut în vedere un procent de 10% pierderi).

Potrivit autorilor, investiţia făcută, chiar de către o singură persoană (fără calificare

deosebită), se amortizează în scurt timp şi devine competitiv Şi concurent cu marile

firme producătoare de Saintpaulia prin tehnici tradiţionale.

Page 15: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

Rentabilitatea şi costul de producţie, ori cel de livrare al materialului ,,in vitro",

depind foarte mult de specie, de valoarea cultivarului şi metoda de cultură ,,in vitro"

(adoptată pentru micropropagare), precum şi de scopul urmărit în final, prin

întemeierea unei astfel de culturi. De exemplu, SWARTZ şi LINDSTROM (1986)

menţionau, la căpşun, că materialul generat „in vitro" a fost de cea 4—7 ori mai scump

decât cel obişnuit şi de 2,5 ori mai costisitor decât în cazul generării lui în condiţii

naturale, din plante—mame stoc. Cu toate acestea, 350 000 de plante de căpşun se

produc anual în America de Nord, prin culturi de ţesuturi. .Aceiaşi autori apreciau că

la zmeur, mur şi afin costul materialului de plantat generat prin tehnicile de

micropropagare „in vitro" a fost sensibil egal cu acela al materialului generat prin

metode tradiţionale de înmulţire vegetativă. La viţa de vie, cea 300 000 de plante se

produc anual „in vitro" întrucât, în acest mod, se poate obţine o juvenilizare a

culturilor ş.a.m.d.

RISCURILE MICROPROPAGĂRII „IN VITRO"

A PLANTELOR

Cunoscând avantajele multiplicării „in vitro" a plantelor trebuie să luăm în

considerare şi anumite riscuri pe care le implică această tehnică în condiţiile unei

producţii lărgite, de tip industrial, de generare a materialului de plantat, prin operarea

de subculturi, respectiv prin micropropagare, şi anume :

1. Există pericolul introducerii „explozive" în" cultură, într-un anumit sezon sau

an, a speciilor sau soiurilor atunci la „modă", ceea ce poate cauza o saturare a pieţei cu

un acelaşi tip de produs şi conduce la o scădere a cererii.

2. Răspândirea în cultură a unui număr redus de clone, sau chiar înfiinţarea de

culturi monoclonale, duce la o „sărăcire genetică" a speciilor sau varietăţilor aflate în

cultură; în astfel de situaţii, apare pericolul selectării naturale de dăunători care pot

decima, într-un timp scurt, exemplarele unei anumite clone. Pentru evitarea acestor

riscuri se recomandă ca, anual, să se afle în cultură un număr minim de 8—10 clone.

Stocarea în bănci de gene a clonelor permite, însă conservarea acestora şi

restabilirea în cel mai scurt timp — a culturii, populând zona calamitată, cu plante

Page 16: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

provenind din stocul conservat pentru rezistenţă la dăunătorul fitopatogen semnalat în

cultură.

Pentru evitarea accidentelor de acest tip se impune adoptarea şi a unor forme de

cooperare şi de control internaţional, atât al calităţii şi cantităţii materialului de plantat

produs anual, a speciilor şi clonelor introduse în cultură cât şi al certificării fitosanitare

a acestora.

3. În condiţiile micropropagării ,,in vitro" — mai ales a anumitor specii — , se

remarcă prezenţa unor fenomene fiziologice nedorite, încă în mică măsură stăpînite,

cum este cazul vitrificării sau al necrozelor, în calculele de rentabilitate trebuie avute

în vedere şi pierderile provocate în astfel de situaţii.

4. Pierderi pot fi cauzate şi din lipsa de profesionalism şi de conştiinciozitate a

persoanelor angajate în operaţiunile implicate în lanţul tehnologic de micropropagare

„in vitro".

5. Trebuie însă să avem în vedere posibilele accidente, precum şi procentul de

pierderi datorat fazelor de aclimatizare.

Pentru evitarea riscurilor, pe durata întregului lanţ operaţional, implicate în

procedeele de micropropagare, numeroşi autori s-au preocupat de analizarea şi

descrierea stadiilor de lucru, respectiv a fazelor celor mai importante care trebuie

urmărite cu stricteţe, marcînd deosebirea calitativă dintre ele, şi măsurile care trebuie

luate pentru ca o cultură sa aibă evoluţia dorită.

Page 17: Avantajele Si Dezavantajele Micropropagarii in Vitro

B I B L I O G R A F I E

1. Dr.Dorina Cachiţă Cosma – Metode in vitro la plantele de cultură – Editura

Ceres – Bucureşti – 1987.

2. Dr.Dorica Botău – Biotehnologii horticole – Editura Eurobit – Timişoara –

2006.

3. SAVATTI, M., G. NEDELEA, M. ARDELEAN, 2004, Tratat de ameliorarea

plantelor, Ed. Marineasa, Timişoara

4. PANFIL, D., 1980, Cultura de meristeme in vitro, Horticultura

5. CACHIŢĂ-COSMA,  DORINA, 1987, Metode in vitro la plantele de culturǎ, Ed.

Ceres, Bucureşti

6. http://www.univagro-iasi.ro/Horti/Lucr_St_2005/33_cristea%20t.pdf

7. http://www.icashd.rdslink.ro/research.html

8. http://research.bitnet.info/duchefa_index.html

9. http://209.85.129.104/search?q=cache:49Lqxccv4h8J:www.cnmp.ro/

documente/biotech/

Raport_final_Biotech.doc+micropropagare+in+vitro&hl=ro&ct=clnk&cd

=26&gl=ro

10. http://209.85.129.104/search?q=cache:6SK12WXg1ckJ:frf.cncsis.ro/

documente/

260AT55.doc.doc+micropropagare+in+vitro&hl=ro&ct=clnk&cd=30&gl=

ro