Badania nad Pulsatilla patens w celu ochrony ex situ tego gatunku i reintrodukcji na stanowisko w Sadowej Górze

Jedną z metod ochrony ex situ (poza naturalnym środowiskiem) rzadkich, zagrożonych wyginięciem gatunków roślin, jest namnażanie in vitro (w warunkach sterylnych, „w szkle”), a następnie wprowadzenie tak zregenerowanych roślin na stanowiska naturalne i/lub do ogrodów botanicznych. Wydawać by się mogło, że jest to prosta i szybka technika. W praktyce jednak tak nie jest. Należy pokonać kilka krytycznych etapów:

1) wybrać materiał (eksplantat) wyjściowy (fragment organu rośliny lub siewki);

2) dobrać rodzaj sterylizacji materiału;

3) wybrać rodzaj pożywki i roślinnych regulatorów wzrostu (hormonów) do indukcji rozwoju pędów przybyszowych i/lub zarodków somatycznych (zarodki powstają z komórek eksplantatu, bez udziału procesu zapłodnienia);

4) dobrać pożywkę i regulatory wzrostu do ukorzeniania namnożonych pędów przybyszowych;

5) ustalić warunki aklimatyzacji (dostosowywanie roślin do warunków niesterylnych).

Wszystkie te etapy wymagają wielokrotnych powtórzeń i testowania. Jeżeli namnożenie w warunkach in vitro roślin zakończy się sukcesem, to kolejnym etapem jest sprawdzenie ich zgodności genetycznej i poziomu ploidalności (czy nie doszło do zwielokrotnienia liczby chromosomów) z osobnikami tego gatunku z natury, wykorzystując techniki biologii molekularnej. Na naturalne stanowiska można wprowadzać (reintrodukować) jedynie osobniki zgodne genetycznie z roślinami występującymi w naturalnych populacjach. Niekiedy cała droga namnażania in vitro i aklimatyzacji jest bardzo długa.

Namnażanie in vitro sasanki otwartej (Pulsatilla patens) jest realizowane przez zespół naukowców doświadczonych w badaniach nad roślinnymi kulturami in vitro i embriologią eksperymentalną roślin w pracowni in vitro Zakładu Cytologii i Embriologii Roślin Instytutu Botaniki Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie wyposażonej w odpowiedni sprzęt i pomieszczenie hodowlane. Eksperyment mikropropagacji został podzielony na dwa etapy: 1) opracowanie protokołu mikropropagacji dla sasanki wykorzystując do testowania sasankę zwyczajną (Pulsatilla vulgaris - nasiona i sadzonki dostępne komercyjnie i w ogrodach botanicznych) ze względu na niską dostępność nasion i roślin sasanki otwartej z terenów Polski południowej; 2) mikropropagację i aklimatyzację sasanki otwartej na podstawie opracowanego wcześniej protokołu dla sasanki zwyczajnej.

1. Opracowano procedurę mikropropagacji i aklimatyzacji sasanki. Wykorzystano fragmenty sterylnych siewek (kiełkowanie nasion w warunkach sterylnych na pożywce MS) jako materiał wyjściowy. Na pożywce regeneracyjnej z roślinnymi regulatorami wzrostu zaindukowana została organogeneza (tworzenie się pędów przybyszowych) oraz somatyczna embriogeneza (rozwój zarodków somatycznych). Ukorzenione, na pożywce z dodatkiem fitohormonów lub bez, rośliny zostały zaaklimatyzowane w specjalnych pojemnikach z odpowiednio dobranym składem gleby i żwirku (Plansza I).

2. Sasankę otwartą namnożono na podstawie opracowanego protokołu dla sasanki zwyczajnej. Materiałem wyjściowym były sterylne siewki uzyskane z nasion pobranych z roślin z populacji koło Buska Zdroju (woj. świętokrzyskie). Na drodze organogenezy uzyskano bardzo liczne pędy przybyszowe, które zostały ukorzenione. Zaindukowane w kulturze in vitro zarodki somatyczne kiełkowały. Ukorzenione zregenerowane rośliny i siewki z zarodków somatycznych zostały przeniesione w warunkach sterylnych do zamkniętych pojemników ze sterylnym żwirkiem. Dalszym etapem będzie stopniowa aklimatyzacja namnożonych roślin do warunków „poza szkłem”. Na tym etapie krytycznym będzie przystosowanie roślin do zmiany wilgotności, temperatury i oświetlenia (ze sztucznego na naturalne) (Plansza II).

Prace realizowane przez Zakład Cytologii i Embriologii Roślin, Instytut Botaniki, Uniwersytet Jagielloński

w składzie:

dr hab. Aneta Słomka

mgr Justyna Żabicka

mgr Piotr Żabicki

prof. dr hab. Elżbieta Kuta