Сельскохозяйственная биотехнология - Шевелуха Е.А.
Скачать (прямая ссылка):
Зависимость морфогенетического потенциала от родовой специфики растений была обнаружена на злаковых травах, таких, как ежа сборная, житняк гребенчатый, овсяницы луговая и бороздчатая, колосняки гигантский, узколистный, мягкий, пырейник ситниковый, пшеницы Саратовская-29, Палестинка-6, неполные пшенично-колосняковые амфидиплоиды 98, 99, 101. В результате экспериментов были отмечены различные потребности в макро- и микроэлементах, органических компонентах (аминокислот, гидролизата казенна, дрожжевого экстракта, биотина), регуляторах роста. Установлено, что гибриды обладают более высокой морфогенетической активностью, чем исходные родительские формы.
Среди древесных примером родовой специфики могут служить хвойные. Так, например, культивирование изолированных зародышей сосны замечательной, сосны желтой, сосны приморской, ели обыкновенной, ели колючей на модифицированной питательной среде Мурасига и Скуга, содержащей цитокинин (БАП), наблюдается образование почек de novo. Причем в одних и тех же условиях выращивания процент образования адвентивных почек для перечисленных выше представителей рода
Pinus колебался в пределах от 20 до 35%, в то время как для Picea это значение не превышало 10%.
Сортовая специфика может проявляться и при укоренении микропобегов. Так, например, для микропобегов вишни было отмечено, что сорт Шубинка после обработки ИМК (50 мг/л) укоренялись на 52%, сорт Владимирская — на 18%, а сорт Любская — на 13%. Для разных сортов черной смородины также наблюдается достоверное различие в корнеобразовательной способности изолированных верхушек побегов.
Физиологический возраст исходного экспланта имеет несомненное значение в проявлении способности к морфогенезу. Зрелые зародыши, 20—30-дневные проростки или различные их части (ювенильный материал) обладают высокими морфогенетическими потенциями по сравнению с тканями взрослых растений и способны образовывать в большом количестве адвентивные почки, стимулировать развитие пазушных меристем, которые в дальнейшем формируют хорошо растущие побеги, способные к укоренению. В этом случае, например, из одного изолированного зародыша лиственных пород возможно получить до 10—100 тыс. растений в год, в то время как при культивировании пазушных или апикальных почек взрослых растений коэффициент размножения уменьшается на 1—2 порядка.
Возраст первичного экспланта оказывает существенное влияние и на укоренение микропобегов, размноженных in vitro. С увеличением возраста исходного материала, как правило, снижается способность побегов и черенков к укоренению. Так, при работе с восемью видами яблонь было получено 80—90%-ное укоренение микропобегов из ювенильного материала, 50% — из апикальных почек, изолированных с 2—3-летних растений и 20—30% — из растений более старшего возраста.
Несомненно, с практической точки зрения целесообразно размножать растения, и в частности древесные, в возрасте старше 20 лет, т. е. после проведения оценки по хозяйственно важным признакам. Однако размножение их in vitro в таком возрасте представляет большие трудности. Во-первых, все типы тканей и органов у взрослых растений эндогенно заражены грибами и бактериями, что значительно затрудняет получение асептической культуры. Во-вторых, почки или другие органы одного и того же взрослого дерева различаются между собой по поведению в условиях in vitro гораздо больше, чем имеет место у травянистых растений. Это приводит к проведению специальных экспериментов, по подбору оптимальных условий культивирования, обеспечивающих нормальный рост и развитие вновь введенных эксплантов в культуру.
В настоящее время преодоление возрастного барьера осуществляется путем реювенилизации — сочетание работ in vivo и in vitro. Реювенилизацию (омоложение) можно проводить несколькими способами: 1) многократная обработка растущего дерева или отдельных ветвей раствором цитокинина перед экс-плантированием; 2) повторное черенкование; 3) частая подрезка деревьев для индукции роста побегов непосредственно из ствола дерева или для стимуляции корневых отпрысков; 4) проведение повторных прививок; 5) путем серии субкультивирований (in vitro); 6) создание густых насаждений, обеспечивающих боковое затенение, которое будет стимулировать развитие спя: щих почек. Або Эл Нил предложил технологию реювенилизации, первый этап которой состоит в многократной обработке цитокинином деревьев, находящихся в состоянии покоя. Предпочтительным цитокинином является БАП. Однако могут использоваться и другие — кинетин, 2ip. Выбор цитокинина зависит от реакции обрабатываемого вида, которую устанавливают экспериментально.
В сочетании с цитокинином можно использовать и другие регуляторы роста. Например, у некоторых видов отмечается повышенная реакция, когда с БАП применяют N-диметилами-ноянтарную кислоту в небольшой концентрации. Обрабатывают in vivo все растущее дерево или его отдельные ветви. Срезанные ветви погружают в раствор цитокинина или его вводя-т непосредственно в сосудистую систему дерева, например, через конец срезанной ветки путем инъекции. Обработку проводят через 4—5 дней, так как более частые обработки гормонами могут вызвать отравление растений. Такие обработки индуцируют образование почек или побегов, которые приобретают морфологию, сходную с морфологией молодых особей. Побеги или короткие отрезки стебля, содержащие почки, затем помещают на питательную среду (in vitro) для индукции роста почек и побегов. Впоследствии сформировавшиеся побеги переносят либо на среду для размножения, либо на среду для укоренения. Промежуточной стадией при этом является среда, способствующая раскрытию вновь образовавшихся почек и развитию их в побеги.
