Способ получения плодоносящих растений подсолнечника в культуре тканей

 

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано в селекционно-генетических исследованиях по подсолнечнику. Целью изобретения является сокращение сроков получения и повышение выхода плодоносящих растений, а также обеспечение возможности скрещивания ранее несовместимых растений. Способ заключается в том, что предложены новые концентрации компонентов сред для клонирования растений в состоянии проростков и далее для цветения растений, опыления корзинок и плодоношения. Наряду с модификацией питательных сред способ подразумевает манипулирование различных сред и условий культивирования от этапа к этапу в строгой последовательности. 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 12 N 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMY СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 4398987/30-13 (22) 09.02.88 (46) 07.12.89. Бюл. У 45 (71) Всесоюзный селекционно-генетический институт (72) С.Ф.Лукьянюк и С.A.Èãíàòîâà (53) 578.085.23(088.8) (56) Paal Hubo А. et al, Napraforpo

novenyregeneracio in vitro hajt/st enyes zetbol. — РГб тепу егтпе1Ф з, 1981, ч. 30, У 3, 193-288. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ППОДОНОСЯЩИХ

РАСТЕНИЙ ПОДСОЛНЕЧНИКА В КУЛЬТУРЕ

ТКАНЕЙ (57) Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в сельском хозяйстве для практического применения в селекционно-генетических исследованиях по подсолнечнику, в частности для ускоренного размножения чистых линий и ускоренного создания гибридов, а также объединения в гибридах подсолнечника признаков несовместимых форм, т.е. признаков культурного и свободно не скрещиваюшихся диких видов гелиантус, а также для создания здорового исходного селекционного материала этой культуры.

В практике селекционно-генетических исследований по подсолнечнику передко возникает необходимость доводить растения, выращенные в культуре тканей, до плодоношения и, что особенно важно, получать из растений, селекционно-генетических исследованиях по подсолнечнику. Целью изобретения является сокращение сроков получения и повышение выхода плодоносящих растений, а также обеспечение воэможности скрещивания ранее несовместимых растений. Способ заключается в том, что предложены новые концентрации компонентов сред для кло" нирования растений в состоянии проростков и далее для цветения растений, опыления корзинок и плодоношения. Наряду с модификацией питательных сред способ подразумевает манипулирование различных сред и условий культивирования от этапа к этапу в строгой последовательности. 6 табл. созданных методом культуры тканей, обычные половые гибриды между культурным подсолнечником и его дикими сородичами.

Целью изобретения является сокращение сроков и повышение выхода плодоносящих растений подсолнечника из культуры меристем, в TQM числе гибридов от совместимых и несовместимых форм.

Изменяют условия культивирования растений in vitro, используют иные концентрации компонентов сред для клонирования растений в состоянии проростков и далее для цветения растений, опыления корзинок и плодоношения. При этом изменения сред и этапов манипулирования должны находиться в строгой последовательности. Создают условия, которые делают возможным

1527259 опыление цветков in vitro, в том числе корзинок растений одних видов пыльцой других видов гелиантус. При создании в стерильной культуре спе5 цифических условий для органогенеэа растения подсолнечника в культуре

in vitro проходят все фенофазы. Цветение начинает от 2 до 5 пар настоящих листьев и регулируется сменой сред и продолжительностью и интенсивностью освещения. По этой причине смена новых сред н перенос растений в новые условия культивирования осуществляется по числу дней, которые определены эмпирическим путем.

Способ осуществляется следующим образом.

Смена подсолнечника поверхностно стерилиэуют осветленным раствором хлорной извести, высаживают на питательную среду Хильдебрандт без гормонов и выращивают проросткн до 1012 сут на 14-16-часовом дне при освещенности 35-45 тыс. лк и 24-27 С. 25

Иэ этих проростков изолируют меристему н высаживают ее на модифицированную питательную среду Мурасиге и Скуга (MC), т.е. с содержанием фитогормонов . 6-бензнламинопурин 30 (6-ВАП) 0,38-0,43 мг/л ио6-нафтилуксусная кислота (НУК) 0,58-0,62 мг/л, и выращивают 10-14 сут при освещенности 35-45 тыс.лк.

Образовавшиеся растения переносят на стандартную среду Гамборга Б-5

35 без фотогормонов на несколько суток дпя индукции корнеобразования и выращивают при 10-12-часовом освещении с интенсивностью 35-40 тыс. лк.

После этого несколько растений с корешками переносят на ту же модифицированную питательную среду МС и выращивают 19-21 сут на 16-часовом фотопериоде с освещенностью 3540 тыс. лк до формирования хорошо развитых миниатюрных растений с цветущими корзинками, которые опыляют пыльцой рядом растущего растения (подобранного в качестве опылителя), и после завязывания семян их используют

50 . для дальнейшего выращивания в обычных условиях.

Продолжительность периода от выращивания семян на питательной среде до получения корзинок с семенами 5065 сут.

Примеры использования способа отражены в табл. 1-6.

Иэ табл. 1-6 видно, что предлагаемые концентрация 6-БАП и НУК, интенсивность освещения и его продолжительность являются оптимальными и позволяют добиться ускоренного получении растений и семян, а также гибридов от совместимых и несовместимых форм подсолнечника и его дикого сородича.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ получения плодоносящих растений подсолнечника в культуре тканей, включающий выращивание поверхностно стерилизованных семян при определенной температуре на питательных средах при искусственном освещении высокой интенсивности, со сменой дня и ночи в течение 10-12 сут, изоляцию апикальных меристем, клонирование и дальнейшее выращивание с использованием микро- и макросолей до получения соцветий, опыления и созревания семян, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью сокращения сроков и повышения выхода плодоносящих растений, а также гибридов от совместимых н несовместимых форм, семена прорашивают при освещенности

35-45 тыс. лк и 16-часовом освещении, изолированную апикальную меристему переносят на среду Мурасиге и Скуга, содержащую 0,38-0,43 мг/л 6-бензипаминопурина и 0,58-0,62 мг/л оа-нафтнлуксусной кислоты, и вырашивают

10-14 сут при том же световом режиме, отделяя от образовавшейся розетки по одному растению, помешают их на беэгормональную среду Гамборга Б-5 для образования корней на 10-12-часовое освещение указанной интенсивности света, затем переносят растения материнской и отцовской форм на среду Мурасиге н Скуга, содержащую

0,38-0,43 мг/л 6-бенэнламинопутина и 0,58-0,62 мг/л eL-нафтипуксусной кислоты, и выращивают при тех же условиях культивирования до получения сформировавшихся соцветий с последующим опылением нх пыльцой рядом растущего опыпителя.

1527259

Таблица ) Образование растений из апикальной меристемы подсолнечника сорта Гигант в зависимости от присутствия ростовых вешеств в питательной среде МС

0,10 0,10

0,20 0,40

0,40 0,40

0

2-4 (часто только с язычковыми цветками)

7-8 (часто только с язычковыми цветками)

20-.25 (нормально сформированы)

12-13 нормально сформированы

6-8 нормально сформированы

5-6 (только с язычковыми цветками) 0

1-2

3-5

0,38 0,58

7-12

0,40 0,60

0,43 0,62

0,40 0,70

0 50 0,60

16-30

12-18

10-12

8-10 эксплантантов.

Т а б л и ц а 2

Получение растений подсолнечника сорта Гигант из апикальной мернстемы на среде МС по предлагаемому способу в зависимости от освешения

1-2

15-20

20-45

90-100

90-98

4500"

8-10

18-20

20-30

19-30

«Дальнейшее увеличение освещенности и снижение интервала между вариантами в климатических камерах технически затруднено и экономически не выгодно.

П р и м е ч а н и е. В вариантах опытов использовалось не менее 30-40

1527259

Таблица 3

Образование растений из апикальной меристемы подсолнечника сорта

Гигант на среде МС

НУ К Количе6-БАП

0,4 мг/л

Количестве об0,6 мг/л ство разовавшихся растений из апекрастений с полностью сформированными са цветущими корзинками

17

Таблица4

Количество растений с цветушими корзинами, 7 от числа

Количество визуально

Продолжительность

Интенсивность ос определяемых почек освещения, ч вешения, тыс ° лк на одном эксплантате почек

5-10

7-21

17-2

37-47

39-,4 3

10-13

15-16

13-15

14-19

12-15

12

14

16

18

Круглосуточное

12

14

16

18

Круглосуточное

12

14

16

18

Круглосуточное

5-18

16-29

88-100

81-92

70-83

10-13

10-16

19-31

15-21

17-20

18-21

2 3-50

72-98

80-86

59-60

11-15

10-16

23-30

21-27

17-21

Влияние продолжительности освещения с разной интенсивностью на формирование почек и растений с цветущими корзинками сорта Гигант

9 1527259 l0

Таблица 5

Влияние питательной среды и условий освещения на индукцию корнеобраэования у растений, полученных иэ меристемы подсолнечника сорта

Гигант

Интен- Среда сивность

Количество растений с корешками, Й от числа растений, при продолжительности освещения, ч освещения, тыс. лк

l0

35

Гамборг Б-5

Хильдебрандт

Мурасиге и

Скуга

Гамборг Б-5

Хильдебрандт

Мурасиге и .

Скуга

Гамборг Б-5

Хильдебрандт

Мурасиге и

Скуга

61-70

53-63

8 l-87

4 l -49

80-99

49-71

47-54

8l-83

69-71

51-53

90-98

70-78

59-71

85-91

50-58

33-42

83-87

79-81

50-70

93-100

80-9) 53-64

81-93

6)-73

39-62

57-69

80-91

Т а б л и ц а 6

Влияние продолжительности выращивания меристемных апексов в условиях высокой освещенности на модифицированной среде

МС на образование растений

Условия опыта

Образование хорошо развитых растений sa промежуток времени, сут

10

Освещенность, 40 тыс. лк; среда: МС + 0,4 мг/л

БАП и 0,6 мг/л ИУК

13-17

l0-14

22-29 22-28

13-24 11-20

Составитель В. Демкин

Техред M.Äèäûê Корректор О. Ципле

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 748)/34 Тирах 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,!01