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Agricoltura moderna
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L'agricoltura è stata lo sviluppo chiave della civiltà umana, dove l'agricoltura ha fatto stare gli umani, occupare, e costruire in un luogo. Nutre una vasta popolazione di persone senza alcuna limitazione. Ma, negli anni, la crescita della popolazione e la riduzione dello spazio hanno reso difficile soddisfare la domanda di cibo vegetale.
Le tecniche convenzionali per coltivare le piante non sono state sufficienti per nutrire la popolazione in crescita e affrontare problemi ambientali impegnativi. E, ecco perché gli scienziati hanno introdotto un'alternativa alla coltura dei tessuti che ha fornito una chiave per tutte le sfide agricole.
Nell'articolo precedente, abbiamo trattato i vantaggi della coltura tissutale per tutte le piante e in particolare anche per l'agricoltura. Abbiamo anche appreso come alcune delle tecniche di coltura tissutale aiutano a superare le sfide dell'agricoltura e quali colture sono state coltivate con successo utilizzando la tecnica avanzata di coltura tissutale.
Questo articolo è un'estensione del precedente articolo in cui apprendiamo le applicazioni della variazione somaclonale e della micropropagazione nel superare i limiti del modo convenzionale di agricoltura.
La variazione nelle cellule vegetali è il risultato di diversi eventi tra cui ambientali, genetico, ed eventi epigenetici. Ma la coltura tissutale è stata anche uno strumento essenziale per indurre la variazione somaclonale. Riflette le differenze genetiche cellulari preesistenti o la variabilità indotta dalla coltura dei tessuti. Alcuni dei motivi ben noti per la variazione includono diversi tipi di riarrangiamenti e perdite cromosomiche nucleari, amplificazione o deamplificazione genica, eventi di ricombinazione mitotica non reciproci, attivazione dell'elemento trasponibile, mutazioni puntiformi apparenti, o riattivazione di geni silenti in famiglie multigeniche, e alterazioni delle caratteristiche ereditate dalla madre.
Alcuni dei profondi cambiamenti introdotti nelle colture includevano alterazioni nella pigmentazione delle piante, resa dei semi, vigore e dimensioni della pianta, morfologia delle foglie e dei fiori, oli essenziali, solidi di frutta, e tolleranza o resistenza alle malattie in molte colture, compreso il grano, triticale, Riso, Avena, granoturco, canna da zucchero, erba medica, tabacco, pomodoro, Patata, colza, e sedano. Queste variazioni sono ottenute dalle cellule somatiche e dai tessuti gametici.
La micropropagazione è una tecnica popolare per propagare le piante su scala commerciale. È popolare da più di 30 anni nei laboratori e nelle industrie per la produzione di piante per scopi diversi. La tecnica di potenziamento del germogliamento ascellare è la tecnica più comunemente utilizzata per la micropropagazione commerciale. L'uso di bioreattori per la produzione di embrioni somatici è un altro approccio utilizzato nelle aree industriali.
Ma, ci sono anche alcune limitazioni nell'uso della tecnica come il costo del lavoro e il mantenimento della condizione di asepsi per il processo di coltura tissutale. Ulteriore, vetrificazione, acclimatazione, e i problemi di contaminazione possono causare un'enorme perdita di tempo e denaro nel processo, e le variazioni dovute alla poliploidia, aneuploidia, e le mutazioni provocano la perdita dei tratti economici desiderabili nei prodotti coltivati in tessuto.
Un seme sintetico è un embrione somatico incapsulato all'interno di un rivestimento. È di diversi tipi che includono:
La tecnologia dei semi sintetici è stata sperimentata su colture come sedano e lattuga. I semi sintetici hanno diverse applicazioni in agricoltura, che include:
La coltura tissutale è una delle tecniche più efficienti per sbarazzarsi di agenti patogeni/parassiti/microbi che attaccano le piante. In alcuni posti, la tecnica è stata utilizzata per aumentare la resa del raccolto al 150%. Virus laminati delle dita dei piedi dalle piante, le colture di tessuti meristematici sono la tecnica più popolare.
L'escissione e la coltura dei meristemi apicali (il meristema con uno a tre dei primordi fogliari sottostanti), abbinato a termo o chemioterapia, è un metodo di successo per produrre materiale privo di virus o patogeni per la micropropagazione.
La conservazione del germoplasma è una conservazione in vitro della genetica vegetale in condizioni di crescita lenta (a bassa temperatura e/o con composti che ritardano la crescita nel terreno) o crioconservazione o come seme sintetico essiccato. È un'alternativa alle banche di semi e alle raccolte sul campo di colture propagate clonalmente.
Ma c'è qualche limitazione che deriva dalla tecnica. Include:
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