Библиографическое описание:

Милехин А. В., Рубцов С. Л. Технология микроклонального размножения хризантемы в условиях in vitro // Молодой ученый. — 2015. — №24. — С. 335-338.

 

Анализ российского рынка садовых, декоративных культур свидетельствует: в последние годы интерес на новые сорта данных культур существенно вырос. В ходе процесса перехода экономики страны к импортозамещению очевидна необходимость сокращения импорта посадочного материала, становится актуальной проблема массового производства различных сортов однолетних и многолетних цветочных культур внутри России. Отстраняться от неё нельзя: наличие высокого инфекционного фона у завезённого посадочного материала сказывается не только на качестве цветения, внешнем виде и продолжительности жизни растений, но и вызывает заражение окружающей среды опасными патогенами, что оказывает отрицательное влияние на экологию регионов. Проблема может быть успешно решена с использованием при размножении ценных сортов методов биотехнологии [1].

В промышленном производстве цветочных культур во всем мире в настоящее время наиболее перспективным методом размножения растений считается метод in vitro.

Этот метод имеет существенные преимущества перед традиционными способами размножения растений:

                    получение генетически однородного посадочного материала;

                    получение безвирусных растений за счет использования меристемной культуры;

                    высокий коэффициент размножения;

                    возможность проведения работ в течение года и экономия площадей, необходимых для выращивания посадочного материала;

                    пробирочные растения легко транспортировать на любые расстояния.

Использование технологий микроклонального размножения позволяет сократить время выращивания до товарного стандарта, к примеру, для декоративно-лиственных бегоний и сенполий на 1–1,5 мес., для хризантем, лилий, гвоздик и орхидей — на 3–4 месяца. Размножая какой-либо новейший сорт, можно вырастить несколько миллионов растений за один год, и, дорастив их в течение 2–3 лет, получить качественный посадочный материал. При обычных методах размножения для этого понадобилось бы более 10 лет [2].

В мировом масштабе большая часть декоративно-цветочного ассортимента массового производства выпускается с применением технологий микроклонального размножения.

Микроразмножение растений, начавшее распространяться в 60-е годы 20 века, оформилось как мощное промышленное производство, быстро реагирующее на запросы рынка. К примеру, только за период с 1985 по 1990 годы число растений, размножаемых in vitro, возросло с 130 млн. до 513 млн. Мировыми лидерами в этой области являются Нидерланды, США, Индия, Израиль, Италия, Польша и другие страны. В США микроразмножением занимаются около 100 лабораторий, 5 из которых имеют производительность 15–20 млн. растений в год, 8–10 лабораторий — от 2–10 млн., остальные менее 1 млн. растений. Из 248 коммерческих лабораторий Западной Европы с общей годовой производительностью 212 миллионов растений только 37 производят более 1 млн.

Лидером микроразмножения растений в Западной Европе являются Нидерланды (около 70 лабораторий занимается микроразмножением). Это связано с традиционнной ориентацией на производство декоративных культур, где Нидерланды доминируют на мировом рынке (около половины мирового экспорта цветов на срезку и декоративных растений экспортируется из этой страны). Наиболее важными группами растений, размножаемых in vitro в этой стране, являются такие декоративные культуры, как горшечные растения на срезку, орхидеи и луковичные.

В России накоплен большой опыт по микроклональному размножению наиболее востребованных культур; практически во всех научно-исследовательских институтах, селекционных центрах созданы лаборатории биотехнологии, одна из главных задач которых оздоровление и микроклональное размножение ценного селекционного материала и перспективных сортов.

Сейчас технологии клонального микроразмножения invitro на лабораторном уровне разработаны в мире более чем для 2400 видов растений. Однако коммерческих лабораторий, использующих эти приёмы, относительно немного, около 200. Это объясняется отчасти тем, что не все, разработанные в сугубо лабораторных условиях методики, применимы непосредственно в производстве. Часто требуется решение отдельных узловых моментов для конкретных видов растений. Немаловажным является и вопрос экономической эффективности [3].

Среди цветочных культур большой популярностью и спросом несомненно пользуется хризантема. Хризантема сегодня входит в список наиболее популярных цветочных культур, которые распространены по всему миру. Для потребителя предлагаются как срезочные, так и горшечные, садовые и тепличные растения. По объему продаж хризантемы уступают только розам. Более чем за 2000-летнию историю культуры создано около 7000 сортов хризантем, часть из которых используют в кулинарии, в фармацевтической промышленности, а также в качестве инсектицидов. Однако наибольшую популярность хризантема снискала в цветоводстве [4].

В тоже время на территории Российской Федерации объемы производства посадочного материала современных сортов недостаточны, а имеющийся материал дорогостоящий. В связи с этим разработка современной технологии увеличения объёмов производства, равно как, и удешевления посадочного материала весьма актуальны.

В лаборатории биотехнологии сельскохозяйственных растений Самарского НИИСХ мы провели оптимизацию основных элементов технологии микроклонального размножения хризантемы корейской в условиях invitro. В качестве объекта исследования были использованы микрорастения хризантемы корейской сорта Улыбка Гагарина.

В нашем эксперименте мы использовали классическую схему микрокланального размножения основанную на активации развития уже существующих в растении меристем (апекс стебля, пазушные и спящие почки и интеркалярные зоны стебля) и индукции возникновения адвентивных почек непосредственно тканями экспланта. Рисунок 1.

http://medbe.ru.images.1c-bitrix-cdn.ru/upload/medialibrary/7b3/biors_4.1.jpg?1422473628115993

Рис. 1. Схема микроклонального размножения растений

 

В качестве питательной среды в эксперименте использовалась минеральная основа среды Мурасиге и Скуга с добавлением природного биологического загустителя Агар-Агара в количестве 6 г/л, а также различных концентраций фитогормонов, витаминов и органических добавок. Таблица 1.

 

Таблица 1

Минеральная основа среды Мурасиге и Скуга

Компоненты

Содержание,

мг/л

Компоненты

Содержание,

мг/л

NH4NO3

1650

Fe2SO4 7H2O

27,8

KNO3

1900

Na2-ЭДТА 2H2O

37,3

CaCl2. 2H2O

440

Тиамин — HCl

0,1

MgSO4. 4H2O

370

Пиридоксин — HCl

0,5

KH2PO4

170

Никотиновая кислота

0,5

MnSO4. 4H2O

22,3

Мезо-инозит

100

CoCl2.6H2O

0,025

Сахароза

30.000

ZnSO4. 7H2O

8,6

рН 5,6–5,8

CuSO4. 5H2O

0,025

Na2MoO4. 2H2O

0,25

Kl

0,83

 

Традиционно процесс клонального микроразмножения включает в себя четыре основныхэтапа:

                    выбор растения-донора и получение хорошо растущей стерильной культуры;

                    собственно микроразмножение;

                    укоренение микропобегов и при необходимости их депонирование при пониженных температурах;

                    адаптацию пробирочных растений к почвенным условиям теплицы или открытого грунта.

В наших экспериментах в качестве эксплантов были взяты растительные побеги хризантемы длиной 2,5–3 см.

Важным этапом введение в культуру invitro является получение хорошо растущей стерильной культуры или ростков. От правильно выбранных для стерилизации растительных объектов химических реагентов зависит эффективность разработанной технологии микроклонального размножения и общий успех производства. В результате проведенных исследований было установлено, что наиболее эффективной схемой стерилизации при введении хризантемы в условия invitro является двухэтапная схема стерилизации. Первый этап стерилизация растительных эксплантов в растворе пероксида водорода (12 %) в течении 5 мин. Далее трижды промывают стерильной дистиллированной водой. Второй этап с использованием препаратов «Белизна» или «Domestos» в разведении 1:9, в течении 10 мин. Завершающим этапом стерилизации, тройная промывка растительных объектов стерильной дистиллированной водой. При данном способе стерилизации жизнеспособность эксплантов составляла более 70 %.

После выполнения этапа стерилизации у растительных эксплантов скальпелем подрезается нижняя часть стебля и далее подготовленные черенки высаживают на питательную среду Мурасиге и Скуга, дополненную сахарозой 30 г/л и регуляторами роста 1,0 мг/л кинетина и 0,5 мг/л нафтилуксусной кислоты. Дальнейшее культивирование микро растений осуществляется в факторостатной комнате при 16-часовом освещении люминесцентными фитолампами с интенсивностью около 3000 лк, при температуре 20–25°C (физические условия выращивания близки к оптимальным для культивирования эксплантов растений).

В процессе культивирования на стерильных эксплантах формируются боковые побеги, которые в последующем отделяют от маточного растения и помещают на свежую питательную среду для роста и укоренения, или используют для дальнейшего черенкования. В первом случае используют питательную среду с 50 %-ным составом макросолей с добавлением стимулятора ростовых процессов Рибав-Экстра (0,00152 г/л L-аланин + 0,00196 г/л L-глутаминновой кислоты) в количестве 0,1 мг/л. Во втором случае используется прежний состав питательной среды.

При укоренении микропобегов на агаризованной питательной среде Мурасиге-Скуга с добавлением Рибав-Экстра в течение 2 недель культивирования формируются побеги максимальной длины — 5–6 см. и 3–4 корешками длинной 1,5–2 см. В дальнейшем сформировавшиеся побеги с корнями переносят для адаптации к естественным условиям открытого грунта. Микро-растения пересаживаются в кассеты с питательным субстратом состоящим из смеси нейтрализованного торфа и перлита (вермикулит) в соотношении 1:1. Для более эффективной приживаемости микроклонов в помещении для адаптации необходимо использовать систему туманообразования фирмы «СОХРА». Данная система поддерживает в оптимальном режиме влажность воздуха и тем самым не дает листовой поверхности интенсивно терять влагу. После укоренения размноженные растения выращивают обычным способом.

 

Литература:

 

  1.                Шевченко, С. Н. Самарская наука: ответ на зарубежные санкции // Шевченко С. Н., Милехин А. В., Рубцов С. Л. / Агроинформ, № 3 (197) // март 2015, с. 36–37.
  2.                Бутенко Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе: Учеб. пособие — М.: ФБК-ПРЕСС, 1999.
  3.                СассонА.Биотехнология:свершенияи надежды: Пер. с англ. / Под ред., с предисл. и допл. В. Г. Дебабова. — М.: Мир1987. — 411с.
  4.                Гранда Харамильо Роберто Карлос. Идентификация В вируса хризантем и создание коллекций invitro оздоровленного посадочного материала. — автореферат дис…к.б.н. /МСХА имени К. А. Тимирязева. — Москва, 2009. — 19 с.
Основные термины (генерируются автоматически): микроклонального размножения, посадочного материала, размножения растений, микроклонального размножения хризантемы, цветочных культур, технологий микроклонального размножения, технологии микроклонального размножения, видов растений, микроклонального размножения растений, способами размножения растений, методом размножения растений, питательной среды, стерильной дистиллированной водой, у завезённого посадочного материала, выращивания посадочного материала, срезку и декоративных растений, получение безвирусных растений, импорта посадочного материала, однородного посадочного материала, годы число растений.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос