Сельскохозяйственная биотехнология - Шевелуха Е.А.
Скачать (прямая ссылка):
Основной метол, используемый при клональном микроразмножении растений,— это активация развития уже существующих в растении меристем, основывающийся на снятии апикального доминирования (рис. 1.8). Это может быть достигнуто двумя путями: а) удалением верхушечной меристемы стебля и последующим микрочеренкованием побега in vitro на безгормо-нальной среде; б) добавлением в питательную среду веществ цитокининового типа действия, индуцирующих развитие многочисленных пазушных побегов. Как правило, в качестве цитоки-40
Размножение
черенкованием
Ц (Ц>А)
Рис. 1.8. Схема размножения растений методом активации развития существующих меристем
/ — путем удаления иерхушечиои меристемы; 2— добаитением I' питательную среду иито-кининон (Б/Г — бе-нормопальмая среда, U — цитокинины, А — ауксины)
нинов используют 6-бензиламинопурин (БАП) или 6-фурфури-ламинопурин (кинетин), а также 2-изопентениладенин (2iр) и зеатин. Полученные таким образом побеги отделяют от первичного материнского экспланта и вновь самостоятельно культивируют на свежеприготовленной питательной среде, стимулирующей пролиферацию пазушных меристем и возникновение побегов более высоких порядков. В настоящее время этот метод широко используется в производстве безвирусного посадочного материала сельскохозяйственных культур, как технических (сахарная свекла, хмель, табак, топинамбур, стахис), так и овощных (томаты, картофель, огурец, перец, тыква, спаржа и др.), а также для размножения культур промышленного цветоводства (гвоздика, хризантема, роза, гербера), тропических и субтропических растений (рододендрон, азалия, камелия, чай и др.), плодовых и ягодных культур (яблоня, слива, вишня, груша, виноград, малина, смородина, крыжовник и др.) и древесных растений (тополь, ива, ольха, береза, рябина, секвойя, туя, можжевельник и др.) (рис. 1.9, а, б). Для некоторых сельскохозяйственных культур, таких, как картофель, технология клонального микроразмножения поставлена на промышленную основу. Применение метода активации развития существующих в растении меристем позволяет получать из одной меристемы картофеля более 101 растений в год, причем технология предусматривает
Рис. 1.9. Размножение растений in vitro методом активации развития сущест-вующих меристем: а — стахис; 6—ipaiiaT, в—картофель
получение в пробирках микроклубней—ценного, безвирусного семенного материала (рис. 1.9, в).
Второй метод—это индукция возникновения адвентивных почек непосредственно тканями экспланта (рис. 1.10). Он основан на способности изолированных частей растения при благоприятных условиях питательной среды восстанавливать недостающие органы и, таким образом, регенерировать целые растения. Образования адвентивных почек можно добиться почти из любых органов и тканей растения (изолированного зародыша, листа, стебля, семядолей, чешуек и донца луковицы, сегментов корней и зачатков соцветий), если их удается получить свободными от инфекции. Этот процесс, как правило, происходит на питательных средах, содержащих один цитокинин или в сочетании с ауксином, находящихся в соотношении 10:1 или 100:1. В качестве ауксина в этом случае наиболее часто используют р-индолил-3-уксусную кислоту (ИУК) или а-нафтилуксусную кислоту (НУК). Это наиболее распространенный метод микроразмножения высших растений, которым были размножены многие луковичные цветочные растения (нарциссы, лилии, гиацинт, гладиолусы, тюльпаны) из луковичных чешуй, сегментов базальной части донца луковиц, эксплантов листьев; представители рода Brassica (капуста цветная, кочанная, брюссельская, листовая, брокколи)— из сегментов гипокотиля, семядолей, листьев; лук, чеснок—из верхушечной меристемы, ткани 42
Рис. 1.10. Размножение растений in vitro методом индукции возникновения адвентивных почек: а — пшеница; б — орхидея; в— сосна
донца луковиц; томаты — из апикальных или пазушных меристем; салат цикорный — из сегментов листовых пластинок; петуния—из сегментов корней; глоксиния, фиалки—из сегментов листовых пластинок, а также некоторые представители древесных растений — из изолированных зрелых и незрелых зародышей (рис. 1.10, в).
Достаточно хорошо разработана технология клонального микроразмножения земляники, основанная на культивировании апикальных меристем (рис. 1.11). Меристематические верхушки изолируют из молодых, свободных от вирусных болезней, растений и выращивают на модифицированной питательной среде Мурасига и Скуга, содержащей БАП в концентрации 0,1—0,5 мг/л. Через 3—4 недели культивирования меристема развивается в проросток, в основании которого формируются адвентивные почки, которые быстро растут и дают начало новым почкам. В течение 6-—8 недель образуется конгломерат почек, связанных между собой соединительной тканью и находящихся на разной стадии развития. Появляются листья на коротких черешках, в нижней части которых формируются новые адвентивные почки. Эти почки разделяют и пересаживают на свежую питательную среду. На среде с цитокинином продолжается пролиферация придаточных побе-
Рнс. 1.11. Клональное микроразмножение земляники:
