Способ повышения эффективности культивирования in vitro березы повислой, лимонника китайского, рододендрона и сирени

Изобретение относится к области биотехнологии растений. Изобретение представляет собой способ повышения эффективности культивирования in vitro березы повислой, лимонника китайского, рододендрона и сирени, включающий размножение микропобегов на искусственных питательных средах в течение трех недель в сочетании с микрочеренкованием побегов, допуская на экспланте не более двух пазушных почек. Изобретение позволяет повысить частоту мультипликации, частоты укоренения в условиях in vitro и ex vitro и эффективность адаптации. 3 табл.

 

Изобретение относится к области биотехнологии растений и может быть использовано для повышения эффективности культивирования различных древесных культур на таких стадиях культивирования, как мультипликация, укоренение и адаптация в условиях ex vitro.

Современные достижения в области биотехнологии растений активно применяются для получения оздоровленного, физиологически выровненного посадочного материала.

Древесные культуры, в отличие от травянистых видов, труднее размножаются в условиях in vitro. Для большинства древесных видов характерны более низкие коэффициенты размножения, укоренения и адаптации. Период от получения асептической культуры до активного размножения в случае древесных видов может составлять от нескольких месяцев до года. Помимо всего вышеперечисленного древесные виды более склонны к уходу в состояние покоя в условиях in vitro. Повышение частоты мультипликации и укоренения часто достигается за счет увеличения концентрации регуляторов роста в питательной среде. Однако данный прием применим не ко всем древесным видам. Повышение содержания цитокининов в среде для размножения может спровоцировать витрификацию, а повышение содержания ауксинов в среде для укоренения приводит к избыточному росту каллуса, что может негативно сказаться на частоте как укоренения, так и последующей адаптации микрорастений.

Целью предлагаемого изобретения является повышение частоты мультипликации, частоты укоренения в условиях in vitro и ex vitro, а также повышение эффективности последующей адаптации микроразмноженных древесных растений на примере березы повислой, лимонника китайского, рододендрона и сирени.

Поставленная цель достигается за счет того, что продолжительность этапа мультипликации, составляющая 6 недель для рододендрона и березы и 5 недель для лимонника и сирени, сокращается до 3 недель.

Суть изобретения состоит в том, что растения, выращиваемые на стандартных питательных средах для мультипликации, а именно: лимонник китайский - на питательной среде QL (Quorin М. & Lepoivre Р. Elude de milieux adaptes aux cultures in vitro de Prunus // Acta Hort. 1977. V. 78. P. 437-442) с добавлением сахарозы 30 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, 6-бензиламинопурина (6-БАП) 0,5 мг/л; рододендрон - на половинной по минеральным солям питательной среде WPM (Lloyd, G. and В.Н. McCown. 1980. // Commercially feasible micropropagation of mountain laurel, (Kalmia latifolia) by use of shoot tip culture. Int. Plant Prop. Soc., Comb. Proc., 30: 421-427) с добавлением сахарозы 30 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, N6-(2-Изопентил)аденина (2-iP) 2,0 мг/л и индолилуксусной кислоты (ИУК) 0,5 мг/л; сирень - на питательной среде MS (Murashige Т. & Skoog F., A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. // Physiol. Plant, 15 (1962) 473-497) с добавлением сахарозы 30 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, 6-БАП 1,0 мг/л; береза - на питательной среде WPM с добавлением сахарозы 30 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, 6-БАП 0,2 мг/л, переносятся на свежую питательную среду через 3 недели, допуская наличие на одном экспланте не более двух почек. При переносе растений на свежую питательную среду предпочтение отдается побегам, развившимся из пазушных почек, поскольку они характеризуются большей степенью ювенильности, чем побеги, полученные за счет апикального роста.

Анализ известных способов клонального микроразмножения растений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого способа неизвестна из уровня техники, следовательно, он соответствует условию патентоспособности изобретения - «новизна».

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

1. В нестерильных условиях готовится питательная среда. В нее добавляются необходимые количества макро-, микроэлементов, хелата железа, инозитола, объем доводится дистиллированной водой, рН 5,6-5,8 (в среде WPM для культивирования рододендронов рН составляет 4,2-4,5). В колбы добавляются навески агара. Среда разливается по колбам, укупоривается фольгой и бумагой, завязывается банковской резинкой. Автоклавирование проводится при 1 атм (=1 изб. атм) в течение 20 минут. В остывшую до 55°С среду в ламинар-боксе добавляются стерильные растворы витаминов, регуляторов роста. Полученный раствор разливается по стерильным культуральным сосудам. Все манипуляции с растительным материалом производятся в стерильных условиях ламинар-бокса. На всех этапах культивирования число эксплантов в контейнерах составляет 15-25 штук.

2. Через 3 недели производится срезка побегов для последующего укоренения, а оставшиеся нижние части растений пересаживаются на свежую питательную среду, при этом их черенкуют таким образом, чтобы на одном экспланте было по две пазушные почки.

В таблицах 1-3 представлены результаты исследований по продолжительности этапа мультипликации на эффективность, мультипликации, укоренения и адаптации в условиях ex vitro.

Продолжительность этапа мультипликации определяется периодом, за который растения в контейнере поглощают большую часть питательных веществ (органических и минеральных), а также регуляторов роста, некоторые из которых склоны к распаду под воздействием физических факторов внешней среды. Сокращения количества доступных питательных веществ, одновременно с накоплением в питательной среде продуктов жизнедеятельности растений, приводят к замедлению роста, а в случае большинства древесных культур это может инициировать состояние покоя, сопровождающееся изменениями на биохимическом и физиологическом уровнях. После переноса таких растений на свежую питательную среду им требуется определенное время, чтобы выйти из состояния покоя, что приводит к замедлению процесса размножения. Сокращение продолжительности этапа мультипликации не дает возможности растениям переходить в состояние покоя, а в сочетании с черенкованием микропобегов, включающих две пазушные почки, обеспечивает повышение степени ювенильности, что, в свою очередь, обеспечивает повышение частоты мультипликации, частоты укоренения в условиях in vitro и ex vitro и эффективности адаптации (частота приживаемости микрорастений и скорость начального роста).

Ювенильность - качественная характеристика, определяющая степень омоложения микрорастений. С увеличением степени ювенильности происходит истончение побегов, утрата антоциановой окраски побегов (необязательно), уменьшение размера и изменение формы листовой пластинки. Недопущение перехода растений в состояние покоя отражается и на скорости пробуждения пазушных почек микрорастений. При предлагаемом способе культивирования пробуждение пазушных почек наблюдалось через 2-4 дня после срезки апикальной почки, тогда как при классическом способе культивирования период пробуждения пазушных почек может достигать 10-14 дней. Вследствие этого при более частом пассировании наблюдается повышение частоты мультипликации (таблица 1). Различия между классическим и предлагаемым нами способами наиболее существенны в отношении рододендронов, которые среди анализируемых культур наиболее слоны к переходу в состояние покоя.

Механизм укоренения микрорастений основан на дедифференциации части клеток в месте среза побега и последующей их дифференциации в корневую меристему. Установлено, что чем клетка моложе, тем легче ей осуществить переход в дедифференцированное состояние (Grafi G. How cells dedifferentiate: a lesson from plants. 2004, 268(1): 1-6). Следовательно, повышая степень ювенильности растений мы обеспечиваем более частое укоренение растений, что подтверждается данными, представленными в таблице 2.

Как и в случае мультипликации, эффект укороченных пассажей наиболее выражен у рододендронов, более склонных к переходу в состояние покоя.

Эффект укороченных пассажей также оказывает влияние и на эффективность последующей адаптации микрорастений рододендрона и сирени к условиям окружающей среды, в особенности на время начала активного роста (таблица 3). При этом отсутствие влияния на лимонник китайский связано, скорее, с тем, что эффективность его адаптации в контроле была и так слишком высокой, но в случае других генотипов различия могут быть более выраженными.

Способ повышения эффективности культивирования in vitro березы повислой, лимонника китайского, рододендрона и сирени, включающий размножение микропобегов на искусственных питательных средах в течение трех недель в сочетании с микрочеренкованием побегов, допуская на экспланте не более двух пазушных почек.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биохимии, в частности к трансгенному растению березы со способностью раннего цветения в срок до шести лет включительно с момента высадки из условий in vitro в нестерильные или посадки различных частей растения в условия защищенного или открытого грунта по сравнению с аналогом дикого типа, содержащему нуклеиновую кислоту, кодирующую глутаминсинтетазу.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения растений хризантемы килеватой (Chrysanthemum carinatum Schousb.) в условиях in vitro путем введения в культуру клеток семян с целью каллусообразования и последующей регенерации растений, заключающийся в том, что стерилизованные семена помещают на питательную среду Мурасиге-Скуга с добавлением 0,7% агар-агара, 1 мг/л 6-бензиламинопурина, 0,1-1 мг/л индолил-3-уксусной кислоты, доведенную до 1 л стерильной дистиллированной водой, культивируют в течение одного пассажа до появления каллуса, не более 26 суток, затем каллусы пересаживают на питательную среду Мурасиге-Скуга с половинной концентрацией всех компонентов и 0,7% агар-агара, добавляют 0,2-1 мг/л 6-бензиламинопурина и культивируют 2-4 пассажа до появления растений-регенерантов.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к трансгенному растению, имеющему сниженное количество лигнина по сравнению с диким растением того же вида, где растение включает полинуклеотид, кодирующий мутантный белок циннамилалкогольдегидрогеназы 2 (CAD2), а также к способу его идентификации.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой получение суспензионного штамма культивируемых клеток растения якорцев стелющихся (Tribulus terrestris L.) в условиях in vitro, депонированного в Российскую Коллекцию Культивируемых Клеток Высших Растений при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт физиологии растений им.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к семени растения, предназначенному для получения культивируемого растения Capsicum annuum, устойчивого к Bemisia и содержащего геном, включающий локусы количественного признака QTL, который способствует устойчивости к Bemisia, а также к устойчивому к Bemisia плоду культивируемого растения Capsicum annuum, содержащему геном, включающий локусы количественного признака QTL, который способствует устойчивости к Bemisia.

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства. Изобретение представляет собой способ адаптации растений-регенерантов земляники, включающий этап адаптации, где растения-регенеранты земляники крупноплодной в период адаптации увлажняют трижды за период через равные промежутки времени свежеприготовленной водной суспензией кремнийсодержащего механокомпозита на основе рисовой шелухи и зеленого чая, приготовленной путем перемешивания кремнийсодержащего механокомпозита и воды комнатной температуры в концентрации 3 г/л и последующего настаивания в течение 1 часа при комнатной температуре, а в промежутках увлажняют дистиллированной водой.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к растению трансгенной кукурузы, которое является устойчивым к гербицидам 2,4-D и хизалофопу, его семени и части.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к сконструированному инсектицидному белку Cry1Ba, активному в отношении кукурузного мотылька, нуклеиновой кислоте, его кодирующей, конструкции, содержащей вышеуказанную нуклеиновую кислоту, а также к инсектицидной композиции, содержащей вышеуказанный белок.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способу трансформации растения, включающему контактирование клетки растения с клеткой Agrobacterium, которая имеет недостаточность функции RecA, а также к растению, экспрессирующему экзогенный ген, полученному вышеуказанным способом.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способу борьбы с сорняками, включающему посев семян на определенной площади и внесение арилоксиалканоатного гербицида на указанной площади за 30 дней до посева семян на указанной площади, причем указанные семена содержат белок арилоксиалканоатдиоксигеназу AAD-1, кодируемый последовательностью SEQ ID NO: 29.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения растений хризантемы килеватой (Chrysanthemum carinatum Schousb.) в условиях in vitro путем введения в культуру клеток семян с целью каллусообразования и последующей регенерации растений, заключающийся в том, что стерилизованные семена помещают на питательную среду Мурасиге-Скуга с добавлением 0,7% агар-агара, 1 мг/л 6-бензиламинопурина, 0,1-1 мг/л индолил-3-уксусной кислоты, доведенную до 1 л стерильной дистиллированной водой, культивируют в течение одного пассажа до появления каллуса, не более 26 суток, затем каллусы пересаживают на питательную среду Мурасиге-Скуга с половинной концентрацией всех компонентов и 0,7% агар-агара, добавляют 0,2-1 мг/л 6-бензиламинопурина и культивируют 2-4 пассажа до появления растений-регенерантов.
Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству. Изобретение представляет собой способ клонального размножения растений в автотрофных условиях на гидропонике, в котором клональное размножение растений осуществляют путем черенкования регенерантов и укоренения черенков на питательной среде, где укоренение черенков проводят в автотрофных условиях на гидропонике с использованием жидких питательных сред, содержащих только минеральные элементы, культивирование растений осуществляют при нормальных, либо повышенных концентрация СО2 в посеве, при интенсивности облучения посева не менее 60 Вт ФАР/м2, орошение и аэрация оснований черенков и корневой системы растений производят путем периодического подтопления их питательным раствором.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Изобретение представляет собой способ размножения трансгенных растений клевера лугового методом культуры почек in vitro, включающий выделение почек из поверхностно стерилизованных в течение 5 мин в 0,1%-ном водном растворе диоцида и 4-5 раз промытых в стерильной воде отрезков стеблей длиной 1,5-2.0 см с пазушными почками вегетирующих трансгенных растений клевера лугового и помещение их на агаризованную питательную среду Гамборга В5, где вначале отрезки стеблей с пазушными почками длиной 1,5-2,0 см промывают в проточной водопроводной воде (10 мин) и после поверхностной стерилизации при встряхивании отделенные пазушные почки культивируют на агаризованной среде Гамборга В5 с 2,0 мг/л БАП до размера не менее 4,0 мм, а затем 4 пассажа на агаризованной среде Гамборга В5 с 2,0 мг/л БАП и 50 мг/л канамицина до образования морфогенной ткани только с зелеными побегами, при этом размноженными трансгенными (канамицин устойчивыми) растениями являются растения-регенеранты клевера лугового, образовавшие корни не менее 50 мм на агаризованной среде Гамборга В5 с 2,0 мг/л БАП и 50 мг/л канамицина.

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства. Изобретение представляет собой способ адаптации растений-регенерантов земляники, включающий этап адаптации, где растения-регенеранты земляники крупноплодной в период адаптации увлажняют трижды за период через равные промежутки времени свежеприготовленной водной суспензией кремнийсодержащего механокомпозита на основе рисовой шелухи и зеленого чая, приготовленной путем перемешивания кремнийсодержащего механокомпозита и воды комнатной температуры в концентрации 3 г/л и последующего настаивания в течение 1 часа при комнатной температуре, а в промежутках увлажняют дистиллированной водой.

Изобретение относится к области биотехнологии и репродуктивной биологии растений. Изобретение представляет собой способ регенерации растений Бобовника анагировидного in vitro, включающий предварительную обработку сухих семян, поверхностную стерилизацию и культивирование на питательной среде для проращивания, отличающийся тем, что в качестве предварительной обработки семена Бобовника анагировидного заливают горячей водой при температуре от 90-100°С и оставляют на 20-30 минут до остывания воды, поверхностную стерилизацию осуществляют, помещая семена в 1%-ный водный раствор синтетического моющего средства на 15 минут при постоянном помешивании, а затем промывая проточной водой в течение 15-20 минут, культивирование осуществляют в течение 3-4 недель, после чего развившиеся проростки высаживают в стаканчики с почвенным субстратом и помещают в микропарник на 4-6 недель для адаптации к нестерильным условиям, где питательная среда содержит минеральные соли и витамины по MS, 20 г/л сахарозы, 7 г/л агара, дополнительно содержит 2.2 μМ БАП, в качестве питательной среды выбрана среда WPM с добавлением 2.2 μМ БАП.
Способ получения растений-регенерантов из репродуктивных органов Brassica oleracea L. in vitro относится к области биотехнологии предназначен для культивирования in vitro пыльников и завязей Brassica oleracea L.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в фармацевтической и пищевой промышленности. Способ предусматривает бактериальную трансформацию экспланта корня ювенильного растения Silene linicola агробактериальным штаммом R-1601 A.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к применению трансгенных растений лесных древесных пород в качестве биологических моделей при прогнозировании круговоротов азота и углерода в лесных экосистемах.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Меристемные растения опрыскивают 0,1% раствором ПАБК, куда вводят 0,1% биопрепарата Фитолавина при температуре 20-25°С, а при повторном опрыскивании в фазе 3-4 листьев в раствор дополнительно добавляют 0,2-0,3% гумата калия.

Изобретение относится к области биотехнологии растений. Изобретение представляет собой способ сохранения качественных характеристик культуры in vitro некоторых древесных видов растений (лимонник китайский, рододендрон, сирень, береза повислая), включающий размножение микропобегов на искусственных питательных средах, где через 7-10 дней после культивирования в стандартных условиях побеги помещают в условия с температурой 4-8°С и уровнем освещенности 500-1000 люкс на срок до 8 (лимонник китайский, береза повислая) или до 12 месяцев (рододендрон, сирень).

Изобретение относится к области биохимии, в частности к конструкту нуклеиновой кислоты для экспрессии множественных генов в клетках и тканях растений, а также к способу получения трансгенного растения и способу получения трансгенной клетки с его использованием. Также раскрыты клетка растения, трансгенное растение, трансгенное семя для экспрессии конструкта нуклеиновой кислоты, содержащие вышеуказанный конструкт нуклеиновой кислоты. Изобретение также относится к бинарному вектору для Agrobacterium-опосредуемой трансформации растения, содержащему вышеуказанный конструкт нуклеиновой кислоты, а также к применению двунаправленного промотора для производства трансгенных семян. Изобретение позволяет эффективно осуществлять экспрессию множественных генов в клетках и тканях растений. 9 н. и 19 з.п. ф-лы, 14 ил., 3 табл., 5 пр.
Наверх