Вегетативне розмноження. Штучне вегетативне розмноження культурних рослин

Вегетативне розмноження полягає у відокремлені життєздатних частин вегетативного тіла рослин. Відокремлена частина живе певний час самостійно й утворює нові органи, насамперед ті, яких не вистачає (на відокремленій частині надземного пагона утворюються корені, на підземних пагонах розвиваються надземні частини). Фактично вегетативне розмноження так або інакше пов’язане з регенерацією. В окремих випадках може відбуватися старечий розпад особини, коли в частин, які відділилися, новоутворень не відбувається й частини клону швидко відмирають, проявляючи низьку життєздатність. Таке явище вегетативним розмноженням не слід вважати.

Здатність до вегетативного розмноження досить характерна для рослин на всіх рівнях організації (а також грибам і лишайникам), на відміну від тварин, де така форма зустрічається лише в деяких груп нижчих організмів. При вегетативному розмноженні спадкові ознаки материнської рослини повністю передаються дочірнім особинам. Сукупність нових особин, які виникли з вихідної материнської вегетативним шляхом, називається клоном. При утворені клону дочірні особини, як правило, несуть на собі відбиток вікового стану материнської рослини й знаходяться при відділені в тому ж віковому стані, що й вона. Однак, особливо при наявності спеціальних органів вегетативного розмноження, відбувається істотне омолодження частин клону. Вегетативне розмноження можливе насамперед завдяки наявності пазушних або додаткових бруньок і вираженої здатності пагонів до утворення додаткових коренів. Періодичність природного вегетативного розмноження в різних видів рослин різна – найчастіше щороку або один раз у два-три роки, іноді вегетативне розмноження може повторюватись через триваліший період (наприклад, яглиця вегетативно розмножується раз на п’ять років, липа – раз у 100-150 років).

Природне вегетативне розмноження може здійснюватись різними способами. Найпростішим способом є поділ клітини на двоє, який характерний для одноклітинних і окремих груп колоніальних організмів. У нижчих рослин вегетативне розмноження відбувається також внаслідок фрагментації або розпаду талома. В окремих видів водоростей вегетативне розмноження може здійснюватись бульбочками. Вегетативне розмноження грибів може відбуватися гіфами та оідіями, а лишайників – ізидіями та соредіями. Вегетативне розмноження вищих рослин здійснюється виводковими бруньками, відводками, кореневими паростками, кореневищами, бульбами, цибулинами, надземними пагонами.

Виводкові бруньки є спеціалізованими органами вегетативного розмноження в деяких папоротей і квіткових рослин. Вони формуються у великій кількості в пазухах листків, на листках, у суцвіттях тощо й осипаються ще до розвитку або потрапляють на ґрунт уже у вигляді проростків, що нагадують проростки, які розвиваються з насіння (такі бруньки, наприклад, виникають у кожній виїмці листка каланхое Дегремона, на листках росичок). В окремих випадках виводкові бруньки можуть перетворюватися в цибулини, наприклад, у лілії цибулинконосної, зубниці бульбистої, пшінки весняної. В гірчака живородячого виводкові бруньки видозмінюються в бульбочки пагонового походження, які одразу проростають у маленькі рослинки. Таке явище іноді називають несправжнім живородінням.

У частини видів у спеціалізовані органи вегетативного розмноження перетворюються квіти в суцвіттях. У багатьох видів дикорослих цибуль замість квітів утворюються цибулинки, що опадають і утворюють нові рослини. Цибулинки з’являються замість колосків і в тонконогу бульбистого, які одразу ж перетворюються в невеликі вегетативні пагони.

Спеціалізованими органами вегетативного розмноження є зимуючі бруньки або гібернакули, що характерні для деяких водних рослин (наприклад, для стрілолиста, водяного різака, жабурника, пухирника). Вони утворюються на кінцях підводних пагонів, котрі восени перегнивають. Гібернакули зимують на дні водойм, а весною спливають і проростають у нові рослини.

Вегетативне розмноження квіткових рослин найчастіше відбувається за допомогою довгих або коротких кореневищ, надземних повзучих пагонів – батогів, вусів, столонів, а також цибулин і бульбоцибулин. Меживузля надземних пагонів поступово відмирають і нові рослини, втрачаючи зв’язок із материнською особиною, відокремлюються й стають незалежними самостійними рослинами. Повзучі пагони служать передусім для захоплення території.

Найпростішим способом вегетативного розмноження є відокремлення від материнських рослин пагонів, які розвиваються в нову особину (наприклад, весною з кількох екземплярів ряски – маленької водної рослини, що перезимували й почали інтенсивно розмножуватись вегетативно, утворюється така кількість нових особин, що вони за лічені тижні вкривають поверхню водойми площею 0,5 га).

У коренепаросткових рослин (наприклад, у тополі, бузку, верби, сливи, молочаю, осоту, кульбаби, малини) органами вегетативного розмноження служать додаткові бруньки, що розвиваються в надземні пагони – кореневі паростки. Після відмирання коренів, які сполучають кореневі паростки з материнськими рослинами, нові рослини стають самостійними.

Усі природні способи вегетативного розмноження використовують при штучному розмноженні культурних рослин. Штучне вегетативне розмноження використовують, якщо потрібно швидко розмножити ту або іншу рослину чи її окремий сорт, зберігши його властивості, одержати велике число садивного матеріалу. Таке розмноження застосовують також, коли рослина в умовах культури не утворює насіння або дає його мало чи поганої якості. Штучне вегетативне розмноження найбільш доцільне для відтворення складних гібридних сортів (для багатьох культурних рослин воно є єдиним способом збереження цінних сортових ознак і властивостей).

У практиці штучного вегетативного розмноження використовують декілька найпоширеніших його способів.

Розділення кущів є найближчим до природного й його широко використовують у квітникарстві, садівництві та городництві. Поділом кущів і кореневищ розмножують декоративні чагарники й багаторічні трави. Для прискорення природного процесу розпаду куща його розрізають на частини й пересаджують у нові місця. Кореневими паростками розмножують деякі кісточкові (наприклад, вишня, слива) та декоративні (наприклад, черемха) дерева, ягідні чагарники (наприклад, малина). Їх паростки, що мають вигляд молодих рослин, викопують і пересаджують на нові місця. Окремі види дерев’янистих рослин розмножують відсадками – укоріненими гілками, які дугою пригинають до ґрунту й засипають так, щоб верхівка пагона залишалась над поверхнею ґрунту. Інколи на гілках роблять надрізи, викликаючи цим прискорене утворення додаткових коренів, і пропускають надрізані гілки крізь горщики з ґрунтом. Після вкорінення гілки відрізають і висаджують у нові місця. Відсадками розмножують аґрус, смородину, ліщину, виноград, азалію та ін. Рослини можна розмножувати за допомогою живців. Живцем називають відрізану від рослини будь-яку її частину, котра слугує для вегетативного розмноження. Живцями розмножують багато плодових і декоративних рослин у відкритому й закритому ґрунті. Живцями можуть бути частини кореневищ, пагонів, цілі листки або їх частини. Пагоноподібними живцями можна розмножувати, наприклад, смородину, вербу, тополю, фікус, фуксію; кореневищними живцями можна розмножувати коренепаросткові рослини, наприклад, малину, хрін, троянди; листковими живцями добре розмножуються, наприклад, бегонії, глоксинії та сентполії. В багатьох рослин на нижньому кінці живців спочатку утворюється наріст із паренхімної тканини, який називається калюсом. Тут формується травматична меристема, а пізніше – камбій. Завдяки йому розвиваються додаткові корені. Нові пагони після вкорінення пагоноподібних живців розвиваються з пазушних бруньок; у випадку кореневищних і листкових живців розвиток нових пагонів відбувається з додаткових бруньок.

Широке застосування знаходять різні способи щеплення або трансплантації. Щепленням називають пересадку частини живої рослини з однією або кількома бруньками на іншу з наступним зрощуванням. Частину рослини, що пересаджується, називають прищепою. Рослину, на яку проводять щеплення, називають підщепою або дичкою. В щеплених рослин прищепа отримує від підщепи воду з мінеральними речовинами, а також органічні речовини. Щеплення використовують при розмноженні плодових дерев, які дуже важко утворюють додаткові корені, а при розмноженні насінням втрачають цінні сортові властивості. Практикам відомо понад 100 способів щеплення, але в усіх випадках для цього беруть відрізані від материнської рослини живці або бруньки. Прищепа використовує вже існуючу, добре розвинуту кореневу систему підщепи, якою найчастіше слугують вирощені з насіння дички, однак нею можуть виступати й дорослі рослини з пошкодженими кронами. Як живці найчастіше використовують однорічні гілки. Щеплення живцем однакового з підщепою діаметру, називають копулюванням. При цьому живець і підщепу зрізають навкіс, щільно прикладають та зв’язують. Коли діаметр підщепи більший, ніж у прищепи, проводять щеплення в прикладку, за кору, в розчіп у різних варіантах. Окуліруванням називають пересадку бруньки або вічка прищепи під кору підщепи, на якій роблять Т-подібний надріз. Вічко беруть із серединної частини пагона разом із залишками кори та деревини. Крім вічка, залишають черешок зрізаного листка, в пазусі якого воно утворилось. Окулірування є одним із найбільш використовуваних способів щеплення в садівництві (до 90-95 % всіх щеп отримують окуліруванням). Цей метод потребує менше матеріалу для щеплення, він простіший за технікою, дає більший відсоток приживання, швидше також проходить зрощування частин. Обов’язковою умовою успішного щеплення є сполучення, хоча б часткове, камбію прищепи та підщепи. Для цього прищепу щільно прив’язують до підщепи, а місце контакту замазують садовим варом, щоб запобігти попаданню в рану мікроорганізмів. Між підщепою та прищепою встановлюється тісний обмін речовинами й взаємний вплив. Одержана шляхом щеплення рослина не може бути абсолютно тотожна материнській, але вона й не дуже змінена, загалом добре зберігає сортові ознаки та якості. Результат приживання прищепи й підщепи значною мірою залежить від сумісності тканин, спорідненості рослин, їх систематичної близькості. Найкращі результати виявляються при щеплені рослин близьких сортів або форм у межах одного виду, важче здійснюється щеплення видів із одного роду, а ще важче – міжродинне.

В останні десятиріччя все більшого поширення набуває такий ефективний і економічно вигідний метод вегетативного розмноження, як клональне мікророзмноження рослин у культурі. Воно представляє собою масове нестатеве розмноження рослин у культурі клітин і тканин, при якому всі нащадки генетично ідентичні вихідному екземпляру. В основі методу лежить здатність клітин дати початок цілому рослинному організму. Існує два типи клонального мікророзмноження рослин у культурі in vitro: активація розвитку апікальних меристем спочиваючих бруньок і одержання організованих структур (бруньок або соматичних зародків) заново з окремих клітин і тканин, які попередньо виділяють із тих або інших органів рослин та довгий час культивують на штучних стерильних джерелах. Виділені одна або декілька клітин набувають ознак і властивостей ембріональних клітин. Із культури тканин ізолюють навіть поодинокі клітини, з яких на штучних поживних середовищах вирощують цілі рослини, що цвітуть і плодоносять. Цей метод дозволяє за короткий період одержувати в кілька тисяч разів більше ідеального однорідного садивного матеріалу, ніж при традиційному вегетативному розмноженні. При цьому повністю оздоровлюється садивний матеріал, оскільки культура клітин позбавлена присутності патогенних мікроорганізмів. Покращується також і якість продукції. Метод культури тканин дозволяє розмножувати такі рослини, які важко або взагалі не відтворюються вегетативно (наприклад, женьшень).