XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Семенное размножение для многих гибридов с повышенной декоративностью вообще не возможно из-за расщепления признаков у потомков и, как следствие, потери сортовости.

Разработка способов клонального микроразмножения декоративных растений является одним из направлений биотехнологии. В связи с возрастающим интересом к новым растениям, используемым в декоративном садоводстве для озелениня, и недостатком высококачественного посадочного материала актуальной становиться проблема массового размножения декоративных культур, которая может быть успешно решена с помощью методов культуры органов и тканей, которые в настоящее время применяются не только для выявления общих закономерностей морфогенеза растений в условиях in vitro, но в коммерческих целях для получения трудноразмножаемых декоративных растений (1,2, 10,11).

Литературные данные свидетельствуют о возможности получения регенерантов из различных органов и тканей декоративных культур. Однако часто при клональном микроразмножении возникает необходимость дифференцированного подхода к размножению отдельных сортов определенных видов растений.

Целью нашей работы явилось отработать технологию микроклонирования для отдельных видов декоративных растений, что позволит решить задачу производства качественного посадочного материала с высокими декоративными показателями.

Способ предназначен для массового тиражирования декоративных сортов, для которых затруднительно или невозможно получать растения традиционными способами и выращивания качественного стандартного посадочного материала с целью создания цветочных композиций и клумб, озеленения и украшения приусадебных участков.

Получение растений осуществляется на основе способности фрагментов органов растения образовывать каллус при определенных условиях и затем получать из него регенеранты. В качестве первичного экспланта используется листовая высечка с вегетирующего растения. Гормональная питательная среда применяется только на этапе получения каллусной культуры и регенерантов. Остальные этапы могут осуществляться на безгормональной питательной среде.

Р

Рисунок 1. Петунии, используемые в

декоративном озеленении

од петуния (Petunia) относится к семейству пасленовых (Solanaceae). Происходит из тропических регионов Южной Америки, главным образом Бразилии, в естественных условиях растет в Парагвае, Боливии, Аргентине и Уругвае. По разным данным насчитывается от 15 до 40 видов. В культуре с XVIII века. Существует множество декоративных сортов, выращиваемых как однолетники, объединяемых обычно названием петуния гибридная, или петуния садовая (P. hybrida) (рис. 1). Гибриды, появившиеся более ста лет назад, разводятся как однолетние садовые или балконные декоративные растения, применяются обычно для горшечной культуры. Красивые крупные и яркие цветки с разнообразной окраской сделали петунию популярной среди цветоводов.

М атериал для введения в культуру in vitro, листья, берут по возможности с молодых растущих побегов, хотя, можно брать и со старых побегов. Тип первичного экспланта - листовая высечка (рис. 2).

С

Рисунок 2. Первичный эксплант – листовая высечка

терилизацию исходного материала проводят следующим образом: срезанные с побегов листья тщательно моют под проточной водой мягкой губкой с бытовым моющим средством для посуды. Затем их помещают в стеклянную емкость, заливают водопроводной водой, добавляют каплю бытового моющего средства, накрывают марлей и качают на качалке 10 мин. После этого материал на 20 мин ставят под проточную воду, не снимая марли. По истечении этого времени в емкость с листьями заливают дистиллированную воду и снова качают 10 мин. Следующие этапы проводят в стерильных условиях: материал обрабатывают стерилизующим раствором, после чего по 5 мин троекратно отмывают в стерильной дистиллированной воде на качалке. Для стерилизации берут раствор, содержащий 0,02 % мертиолята и 4 % белизны.

После завершения этапа обеззараживания, листья в ламинаре нарезают на сегменты - высечки с возможно большей раневой поверхностью по периметру, то есть, со срезами со всех сторон и помещают в пенициллиновые пузырьки на питательную среду Мурасиге и Скуга (MS) с добавлением 1 мг/л 6-бензиламинопурина (БАП).

Для депонирования и мультипликации петунии в пробирочной культуре используют среду MS, половинную по макросолевому составу (1/2 MS) без добавления гормонов.

При введении в культуру in vitro на начальном этапе нужно добиться получения стерильных первичных эксплантов, способных образовывать каллус, из которого впоследствии будут развиваться регенеранты. Для культивирования и образования регенерантов, все экспланты помещают на полную по макросолевому составу среду MS с добавлением 1 мг/л 6-БАП. Чтобы избежать высыхания и из-за накопления продуктов жизнедеятельности, экспланты периодически пересаживают на свежие среды.

К аллусообразование на листовых высечках начинается примерно на десятый день после начала культивирования и протекает интенсивно по всей поверхности пораненной ткани. Через 14 - 17 дней после начала каллусообразования на всех эксплантах формируются регенеранты (рис. 3).

П

Рисунок 3. Каллусообразование и регенерация

осле того, как регенеранты достигают 1 – 3 см, их отделяют от каллуса и переносят в контейнеры на половинную по макросолевому составу безгормональную среду Мурасиге и Скуга (1/2 MS). На второй – третий день у растений начинается рост имеющихся меристем и происходит спонтанное корнеобразование. Дальнейшее микроклональное размножение и депонирование осуществляют на 1/2 MS (рис. 4).

 

Рисунок 4. Петуния in vitro: А – корнеобразование, Б – общий вид культуры

 

А

 

Б

Перевод из стерильных условий в грунт осуществляют постепенно, в несколько этапов. Растения достают из культуральной емкости, отмывают остатки среды под краном, после чего сажают в пластиковый контейнер, в песок, предварительно прогретый 30 мин в микроволновой печи, увлажняют и накрывают крышкой или другим таким же контейнером. Ежедневно на протяжении недели контейнеры открывают на 5 – 10 мин, не давая адаптирующимся растениям увядать, опрыскивая их из опрыскивателя. Постепенно время закалки увеличивают, а опрыскивание уменьшают и частично заменяют поливом. На этом этапе происходят многие изменения: переход растений с гетеротрофного на автотрофное питание, развитие устьичного аппарата, адаптация к более сухому воздуху, перепаду температур, утолщение кутикулы и т.п. Это необходимо для пробирочных растений перед использованием их в условиях открытого грунта.

Когда растения адаптируются настолько, что могут расти в открытой емкости, их пересаживают в пластиковые контейнеры, заполненные почвенной смесью, состоящей из 1 части чернозема, 2 частей песка и 2 частей верхового нейтрализованного торфа (рис. 5).

Рисунок 5. Перевод в нестерильные условия: А – преадаптация в условиях закрытого грунта, Б – готовый посадочный материал, адаптированный к почвенным условиям

А

Б

Укоренившиеся in vitro растения успешно адаптируются в закрытом грунте, переводятся в горшечную культуру и могут быть использованы для высадки в условия открытого грунта.

Таким образом,использование методов клонального микроразмножения in vitro для получения посадочного материала декоративных пород более предпочтительно, чем традиционные методы вегетативного размножения, так как это позволяет получать генетически однородный растительный материал в короткие сроки и необходимом объеме. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

K. Toth, T. Haapala, A. Hohtolo, Alleviation of browning in oak explants by chemical preatreaments // Biologia Plantarum.- 1994.- Vol. 36, № 4.- P. 511-517.

Murashige T., Skoog F. A revized medium for rapid growth and bioassays whith tobacco tissue culture // Phisiologia plantarum. – 1962. – V. 15. – P. 437–497.

Биотехнология растений: культура клеток/ Пер. с англ. В.И. Негрука; С предисл. Р.Г. Бутенко. – М.: Агропромиздат, 1989. – 280 с.

Бутенко Р.Г. Биология высших растений in vitro и биотехнологии на их основе: учебное пособие. – М.: ФБК, Пресс. – 1999. – 160с.

Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология растений. – М.: Наука, 1964. – 272 с.

Бутенко Р.Г. Культуры изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. – М.: Наука, 1964. – 270с.

Выявление некоторых физиолого-биохимических параметров роз in vitro. Н.Е.Образцова, О.А.Землянухина, Б.Ф.Иванов, В сб. Организацияирегуляцияфизиолого-биохимическихпроцессов, ВГУ, Воронеж, 1998, С.102-105.

Код для цитирования: Скопировать