Способ создания и поддержания коллекции оздоровленных сортов картофеля в виде моноклональных мини-клубней

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства, в частности к растениеводству. В способе клональное размножение оздоровленных растений осуществляют путем черенкования. При этом коллекционный материал каждого сорта образован моноклональными мини-клубнями, выращенными в закрытом помещении на аэропонной установке из одного размноженного оздоровленного растения в условиях, характерных для климатической зоны, где районирован сорт. Затем коллекционный материал каждого сорта картофеля хранят и поддерживают в виде генетически однородных моноклональных мини-клубней, продуктивность которых соответствует генетическому потенциалу сорта, путем периодического обновления коллекционного материала данного сорта новым поколением моноклональных мини-клубней, выращенных в закрытом помещении на аэропонной установке из клубней, взятых из коллекции данного сорта. Культивирование черенков при размножении родоначального оздоровленного растения осуществляют в автотрофных условиях на гидропонике. Способ позволяет ускорить и механизировать этап производства оригинального картофеля, а также сократить трудозатраты. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, а именно к растениеводству, и может быть использовано для создания и поддержания коллекции оздоровленных сортов картофеля в виде моноклональных мини-клубней.

Известен способ создания и поддержания коллекции сортов картофеля, основанный на поиске здоровых растений при ежегодном выращивании в полевых условиях и отборе клубней по признакам сортовой типичности, продуктивности и отсутствию зараженности грибными, бактериальными, фитоплазменными, вирусными и вироидными инфекциями. Этот способ длительное время применялся в семеноводстве. Недостатком способа является зависимость от экологических условий, высокий риск заражения растений в процессе вегетации, а также то, что при серологическом анализе не обнаруживаются вирусы, находящиеся в клеточном соке растения в слабой концентрации. Все это часто приводило к массовым эпидемиям вирусных заболеваний на посевах элиты картофеля. Продуктивность элиты, в ряде случаев, оказывалась значительно ниже генетического потенциала сорта.

Наиболее близким способом к заявляемому изобретению является способ создания коллекции сортов картофеля в культуре in vitro (Технологический регламент производства оригинального, элитного и репродукционного семенного картофеля, Москва, ГНУ ВНИИ картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха, 2010), основанный на оздоровлении растений методом культуры тканей. Метод апикальной меристемы в сочетании с термотерапией позволяет освободить материал от вирусной инфекции и защитить от неблагоприятных влияний окружающей среды при культивировании в асептических условиях in vitro. Оздоровленные таким методом растения различных сортов картофеля образуют коллекцию сортов. Хранение коллекции картофеля в виде оздоровленных растений осуществляют в культуре in vitro, периодически черенкуя их и пересаживая на новую среду. В культуре in vitro имеет место преимущественно гетеротрофный рост растений-регенерантов, для обеспечения которого питательная среда должна содержать достаточное количество углеродосодержащих органических соединений, витаминов, гормонов и микроэлементов. Такие питательные среды являются также хорошим субстратом и для широкого спектра грибов, и микроорганизмов, поэтому культивирование на этих средах необходимо проводить в стерильных условиях. Биологически активные компоненты питательных сред способны вызывать генетические изменения в клетках, что приводит к генетической вариабельности получаемых регенерантов. В процессе размножения в культуре in vitro генетические изменения накапливаются, увеличивается количество регенерантов со значительным морфофизиологическим разнообразием и утратой ценных хозяйственных признаков, а также снижением фотосинтетического потенциала. (Леонова Н.С. "Использование метода культуры ткани в селекции картофеля". Сибирский вестник с/х науки, 1986, N3, с. 18-26; Grout B.W. et al. Transplanting of Cauliflower Plants Regenerated from Meristem Culture. Carbon Dioxide Fixation and the Development of Photosynthetic Ability // Hort. Res. 1978. V. 17. №2. P. 65; Sutter E.G. et al. Morphological Adaptation of Leaves of Strawberry Plants groun in vitro after Removal from Culture // Tissue Cult. Forest. and Agr. Proc. 3-rd Tenn. Symp. Plant Cell and Tissue Cult. Knoxville, Tenn. (9-13 Sept. 1984) N. Y.; L., 1985, p. 358.) Причиной этого являются не только биологически активные компоненты питательных сред, но также гетеротрофный рост в культуре in vitro и селекция по гетеротрофному признаку в процессе размножения при многократном пассирование растений (оператор отбирает лучшие растения для черенкования, т.е. наилучшим образом адаптированные именно к гетеротрофным условиям роста). Таким образом, направленность автоселекционного процесса в популяции идет в сторону, обеспечивающую максимальную реализацию условий роста и развития, которую предоставляет именно гетеротрофный способ культивирования. (Цоглин Л.Н., Габель Б.В. Селекционные процессы при гетератрофном и фототрофном микроклональном размножении растений // Доклады Академии Наук РФ, т. 334, №4, с. 533-534, 1994 г.; Tsoglin, L., Gabel, В., Satilo, V. Autoselection during plant micropropagation: potato phototrophic micropropagation in vitro. Conference on " PROGRESS IN PLANT SCIENCES from Plant Breeding to Growth Regulation" (17-19 June 1996), Mosonmagyarovar - Hungary, 1996, p 11-13.)

При автотрофном росте и развитии отпадает необходимость использования органических соединений в питательном растворе. Достаточно лишь обеспечить не лимитированное минеральное питание растений. Отсутствие биологически активных компонентов в питательной среде исключает вероятность генетических изменений в клетках и, соответственно, генетическую вариабельность регенерантов. Использование жидких питательных растворов на минеральной основе позволяет радикально снизить требования к стерильности условий культивирования. Это, в свою очередь, позволяет отказаться от необходимости размещения каждого черенка в изолированном от внешней среды объеме (пробирке), существенно упростить технологические процессы и снизить трудозатраты. Кроме этого, использование жидких питательных растворов позволяет с помощью простых технических решений обеспечить эффективную аэрацию корневой системы растений и реализовать размножение растений на промышленной основе в гидропонных установках, существенно снизив при этом себестоимость растений в сравнение с традиционной технологией культивирования in vitro.

Ведение коллекции оздоровленных пробирочных растений сопряжено со значительными трудозатратами. Трудозатраты определяются, главным образом, множественностью ручных операций по подготовке пробирок: мытье, сушка, розлив в каждую пробирку заданного количества питательной среды, стерилизация пробирок, пробок и сред, фиксация черенка в пробирке и т.д. Объем трудозатрат значительно возрастает при использовании коллекционного материала в виде пробирочных растений в семеноводстве картофеля, когда возникает необходимость их залпового производства (от нескольких сотен до нескольких тысяч) к заданному сроку для выращивания тепличных мини-клубней. При этом высадка пробирочных растений в грунт практически не поддается механизации и осуществляется вручную. Все это определяет высокие трудозатраты на этапе производства оригинального семенного картофеля.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи создания и подержания коллекции оздоровленных сортов картофеля в виде моноклональных мини-клубней, обладающих генетической однородностью и соответствием продуктивности генетическому потенциалу сорта, использование которых в семеноводстве ускоряет производство оригинального семенного картофеля, позволяет механизировать высадку коллекционного материала в грунт и снижает трудозатраты.

Для решения поставленной задачи в известном способе создания и поддержания коллекции сортов картофеля в культуре in vitro, включающем черенкование оздоровленных от вирусной и вироидной инфекции пробирочных растений каждого сорта и укоренение черенков на питательной среде, согласно изобретения укоренение черенков проводят в автотрофных условиях культивирования, а полученные растения с формированной корневой системой и надземными органами высаживают в аэропонную установку для производства моноклональных (от одного оздоровленного растения) мини-клубней, которые после комплексных проверок на отсутствие вторичной зараженности закладывают на хранение, а затем, после прохождения периода покоя, часть мини-клубней высаживают на выделенных семенных участках и, после успешного испытания в полевых условиях на соответствие продуктивности генетическому потенциалу сорта и сортовой типичности, оставшиеся на хранение мини-клубни вводят в коллекцию, образуя банк моноклональных мини-клубней данного сорта, который поддерживают путем периодического замещения моноклональными мини-клубнями нового поколения, выращенными в аэропонной установке из пророщенных мини-клубней банка данного сорта. Коллекционный материал в виде моноклональных мини-клубней может быть высажен непосредственно в грунт с использованием существующих средств механизации для производства оригинального семенного картофеля, что позволяет ускорить процесс производства за счет исключения, характеризуемых высокими трудозатратами, этапа массового размножения пробирочных растений и последующего этапа их высадки в грунт для производства тепличных мини-клубней.

Реализация указанного способа создания и поддержания коллекции в виде моноклональных мини-клубней на всех этапах осуществляют путем культивирования растений в автотрофных условиях. В качестве исходного материала вводимого в коллекцию сорта берут одно родоначальное оздоровленное растение, которое размножают двумя-тремя последовательными пассажами черенкования, выращивая каждый раз черенки на жидких минерализованных питательных средах без органических компонентов в специальных установках (патент РФ №2049384, МПК A01G 31/02, опубл. 10.12.1995 г.) при уровне освещенности 60-80 Вт ФАР на м2. Установки размещают в закрытых помещениях, в которых поддерживают заданные температуру (18-24°С), относительную влажность (70-80%) и концентрацию CO2 (0,04 до 0,4%). Такие условия культивирования обеспечивают интенсивный автотрофный рост и развитие растений, а также высокие адаптивные свойства при высадке их в грунт или гидропонику. Растения каждого пассажа тестируют на отсутствие бактериальной, вирусной и вироидной инфекции в конце вегетации. В результате клонального размножения получают 50-200 шт. растений, из которых путем выбраковки отбирают 25-100 шт. наилучшим образом сформированных растений с хорошо развитой корневой системой. Эти растения высаживают в установку аэропонного типа (Решение о выдаче патента на изобретение от 20.02.2017 по заявке №2014145797/13(073844), для производства моноклональных мини-клубней. Конструкция установки обеспечивает свободный доступ оператора к корневой системе растений для периодического сбора клубней, достигших заданного размера и веса. Установку размещают в закрытом помещение, в котором поддерживают заданные значения температуры, влажности и концентрации СО2 независимо в стеблевой и корневой зонах. Причем условия культивирования поддерживают в соответствие с характерными значениями этих параметров для климатической зоны, в которой районирован данный сорт. В процессе вегетации растения дважды (в середине и конце вегетации) тестируют на отсутствие вторичной зараженности. Из собранного урожая моноклональных мини-клубней (50-80 клубней с растения) выбраковывают нетипичные по форме клубни, а затем оставшиеся в количестве 5000-5500 шт. вводят в покой и закладывают на хранение. Через 2-6 месяца из хранилища отбирают часть моноклональных мини-клубней для проведения полевых испытаний на соответствие данному сорту. Оставшиеся в хранилище моноклональные мини-клубни являются кандидатами для представления данного сорта в коллекции. Полевые испытания моноклональных мини-клубней осуществляют на специально подготовленных семенных участках, пространственно изолированных от производственных посевов и размещенных в климатической зоне, в которой районирован данный сорт. В процессе вегетации применяют специальные агротехнические приемы и меры защиты для снижения риска инфицирования растений. Трижды за вегетацию растения тестируют на отсутствие вторичной зараженности. Успешные полевые испытания, подтверждающие сортовую типичность и соответствие продуктивности генетическому потенциалу сорта, а также отсутствие бактериальной, вирусной и вироидной инфекции, являются основанием для введения в коллекцию оставленных на хранение моноклональных мини-клубней данного сорта картофеля. Поддерживают коллекцию сортов картофеля путем периодического замещения коллекционного материала моноклональными мини-клубнями нового поколения. Для этого берут из коллекции часть моноклональных мини-клубней данного сорта картофеля, выводят их из покоя и подготавливают к высадке. Проросшие мини-клубни высаживают в аэропонную установку для производства моноклональных мини-клубней нового поколения. В процессе вегетации растения дважды (в середине и конце вегетации) тестируют на отсутствие вторичной зараженности. Условия культивирования в установке поддерживают в соответствии с характерными значениями этих параметров для климатической зоны, в которой районирован данный сорт. Полученными таким образом моноклональными мини-клубнями нового поколения замещают в коллекции клубни предыдущего поколения.

1. Способ создания и поддержания коллекции оздоровленных сортов картофеля, в котором клональное размножение оздоровленных растений осуществляют путем черенкования, отличающийся тем, что коллекционный материал каждого сорта образован моноклональными мини-клубнями, выращенными в закрытом помещении на аэропонной установке из одного размноженного оздоровленного растения в условиях, характерных для климатической зоны, где районирован сорт, затем коллекционный материал каждого сорта картофеля хранят и поддерживают в виде генетически однородных моноклональных мини-клубней, продуктивность которых соответствует генетическому потенциалу сорта, путем периодического обновления коллекционного материала данного сорта новым поколением моноклональных мини-клубней, выращенных в закрытом помещении на аэропонной установке из клубней, взятых из коллекции данного сорта.

2. Способ создания и поддержания коллекции по п. 1, отличающийся тем, что культивирование черенков при размножении родоначального оздоровленного растения осуществляют в автотрофных условиях на гидропонике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и питомниководству. Способ включает использование в качестве исходных эксплантов одно- и двухузловых сегментов весенних или летних побегов, их стерилизацию, выгонку пазушных побегов, мультипликацию и укоренение, которое осуществляется на питательной среде 1/2 WPM, перевод растений к нестерильным условиям и высаживание в грунт.

Изобретение относится к области биотехнологии растений. Изобретение представляет собой способ хранения микрорастений березы в условиях in vitro, включающий культивирование микропобегов на питательной среде MS без гормонов с повышенным содержанием аскорбиновой кислоты 2,0 мг/л, с добавлением агар-агара 6 г/л при хранении пробирочных растений при температуре +4…+7°С в темноте.

Изобретение относится к области биотехнологии растений. Способ включает культивирование оздоровленных растений картофеля in vitro путем микрочеренкования на питательную среду, содержащую макро- и микроэлементы по прописи Мурасиге-Скуга, Fe-хелат, агар-агар, витамины по Уайту, аскорбиновую кислоту и сахарозу, получение растений-регенерантов и получение микроклубней картофеля.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ клонального микроразмножения растений сем.

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 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.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способу получения синтетической CG-богатой генетической последовательности для синтеза гетерологичных белков.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Изобретение представляет собой способ производства выращивания семян ярового ячменя с использованием средств биотехнологии и минеральных удобрений в аридных условиях Юга России, включающий применение обработки защитно-стимулирующим комплексом, где семена ячменя замачивают водным раствором комплекса биологически активных веществ, где на фоне минеральных удобрений в дозе N30P30 используют водные растворы одного из биологических препаратов, таких как Энергия М и ЗСС при обработке семян, при этом расход препарата Энергия М составляет 5 г на 1 т и ЗСС-1 л на 1 т, расход рабочего раствора равен 10 л/т семян, предшественник в севообороте - чистый пар, обеспечивающий, при годовом количестве осадков в пределах 250-330 мм, эффективное действие предлагаемых агроприемов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области растениеводства и селекции. Изобретение представляет собой способ оценки селекционного материала гороха посевного на интенсивность фотосинтеза листьев, включающий измерение интенсивности поглощения молекул углекислого газа на единицу поверхности листьев первого плодоносящего узла в фазу плодообразования, при этом измерения проводят с 9:00 до 11:00 часов дня с помощью переносного газоанализатора марки LI-6400 XT, который фиксирует и показывает значение интенсивности фотосинтеза на цифровом экране, при этом измерительную камеру прикрепляют к листу растения и в течение 1,5-2 минут ожидают стабилизации газообмена в измерительной камере.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к области селекции. Способ включает оценку образцов в травосмесях со злаковыми и разнотравными компонентами и отбор на конкурентоспособность выживших особей более 50%.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает оценку интродуцируемых в условиях Республики Коми растений малины относительно их отношения к метеорологическим условиям интродукционного района, оценку реакции этих растений, находящихся в фазе критического периода роста по показателям, в том числе к болезням, характерным для данного интродукционного района.

Изобретение относится к области биотехнологии растений и лесному хозяйству и может быть использовано для получения новых тетраплоидных форм осины с измененной продуктивностью и морфологией.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способу идентификации растения, включающего последовательность ДНК, вносящую вклад в устойчивость к заболеванию килой крестоцветных у Brassica napus.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции. Изобретение представляет собой способ оценки генотипов гречихи по интенсивности транспирации, включающий измерение интенсивности транспирации с помощью измерительной камеры, где для измерения транспирации используют 3 лист сверху генеративной части главного стебля на 10 день после начала цветения на интактных растениях с 9:00 до 10:00 часов дня.

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.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к устройству и способам доставки пыльцы в процессе направленного опыления при выращивании растений маиса.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и питомниководству. Способ включает использование в качестве исходных эксплантов одно- и двухузловых сегментов весенних или летних побегов, их стерилизацию, выгонку пазушных побегов, мультипликацию и укоренение, которое осуществляется на питательной среде 1/2 WPM, перевод растений к нестерильным условиям и высаживание в грунт.

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства, в частности к растениеводству. В способе клональное размножение оздоровленных растений осуществляют путем черенкования. При этом коллекционный материал каждого сорта образован моноклональными мини-клубнями, выращенными в закрытом помещении на аэропонной установке из одного размноженного оздоровленного растения в условиях, характерных для климатической зоны, где районирован сорт. Затем коллекционный материал каждого сорта картофеля хранят и поддерживают в виде генетически однородных моноклональных мини-клубней, продуктивность которых соответствует генетическому потенциалу сорта, путем периодического обновления коллекционного материала данного сорта новым поколением моноклональных мини-клубней, выращенных в закрытом помещении на аэропонной установке из клубней, взятых из коллекции данного сорта. Культивирование черенков при размножении родоначального оздоровленного растения осуществляют в автотрофных условиях на гидропонике. Способ позволяет ускорить и механизировать этап производства оригинального картофеля, а также сократить трудозатраты. 1 з.п. ф-лы.

Наверх