4.2. Одержання безвірусних рослин ін вітро

Перші дослідники, які працювали з культурою ізольованих тканин і органів рослин, проводили експерименти чисто фізіологічного напрямку. У 1934 році один із засновників цього методу, П.Уайт, повідомив, що віруси відсутні у кінцівках коренів рослин, уражених вірусом тютюнової мозаїки. Подібні результати були отримані у 1949 році в дослідах П.Лімансе і М.Корнюа. Відсутність вірусів в апексах розміром не більше 0,1 мм складає основу методу одержання оздоровлених (безвірусних) рослин з меристем ін вітро, який запропонували Ж.Морель і К.Мартен. У 1952 році вони одержали безвірусні жоржини від уражених рослин.

Чому віруси відсутні у верхівочних меристемах?

Відповідь треба шукати при вивченні природи міграції і розмноження вірусів у рослині, а також в анатомо-фізіологічних особливостях верхівкових меристем.

Найбільш сприятливими органами для репродукції вірусів є тканини листків. У вірусів відсутні будь-які спеціальні пристосування для самостійного (автономного) пересування по рослині, тому можна передбачити симпластичний або апопластичний шлях їх міграції по сформованих тканинах і органах. Відомо, що обмін речовин і органічний зв’язок між клітинами здійснюється крізь пори, які вкриті потоншеною частиною первинної оболонки і мають власні дуже маленькі отвори, через які проходять тяжі цитоплазми – плазмодесми. Завдяки плазмодесмам з’єднуються в єдине ціле цитоплазми усіх живих клітин і утворюється так званий симпласт. Експерименти вказують на поширення фітовірусів від однієї клітини до іншої через плазмодесми і на залежність цього процесу від температури і метаболічної активності.

Мікроскопічні дослідження свідчать, що клітини верхівкової меристеми у період активного поділу дрібні, з тонкою целюлозною оболонкою ізодіаметричної форми. Вони щільно зімкнені між собою, не мають міжклітинників.

Отже, існують такі спостереження:

• віруси повільно розповсюджуються по рослині;

• клітини меристем швидко діляться;

• серед клітин верхівкових меристем відсутні міжклітинники, недостатньо налагоджена система плазмодесм, що ускладнює апопластичний і сим пластичний шляхи переміщення вірусу.

Таким чином, є всі підстави зробити припущення, що анатомо-фізіологічні верхівкових меристематичних клітин роблять неможливим надходження до них вірусів. Вірус не встигає за швидким утворенням перших груп меристематичних клітин у верхівці розміром 0,075-0,1 мм. Розмір меристем визначає поріг концентрації вірусних частинок.

Не виключені фізіологічно-генетичні механізми відсутності вірусів у меристематичних клітинах (наприклад, фітогормональне гальмування само реплікації вірусного геному).

Як правило, для ефективного звільнення від вірусів використовують шматочки меристем розміром 0,10-0,15 мм. Проте, чим менша за розмірами меристема, тим складніше вона приживається на поживному середовищі і регенерується у цілу рослину. Метод мікроклонального оздоровлення стає більш надійним і ефективним при додатковій термообробці і хіміотерапії рослин, про що йтиме мова нижче.