Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro
Разработаны биотехнологические приемы клонального микроразмножения 5 сортов черешни (Призерша, Рубиновая Ранняя, Сказка, Талисман, Анонс) с разными сроками созревания плодов. Установлено индуцирующее влияние трофических и гормональных факторов культивирования на регенерацию растений....
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2010
|
| Назва видання: | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177835 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro / Н.В. Корзина, О.В. Митрофанова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 280-284. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-177835 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1778352021-02-17T01:29:32Z Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro Корзина, Н.В. Митрофанова, О.В. Біотехнології у медицині та сільському господарстві Разработаны биотехнологические приемы клонального микроразмножения 5 сортов черешни (Призерша, Рубиновая Ранняя, Сказка, Талисман, Анонс) с разными сроками созревания плодов. Установлено индуцирующее влияние трофических и гормональных факторов культивирования на регенерацию растений. Розроблено біотехнологічні прийоми клонального мікророзмноження 5 сортів черешні (Призерка, Рубінова Рання, Сказка, Талiсман, Анонс) з різними строками достгання плодів. Встановлено індукуючий вплив на регенерацію рослин трофічних та гормональних факторів культивування. Biotechnological methods of clonal micropropagation of 5 sweet cherry cultivars (Prizersha, Rubinovaya Rannaya, Skazka, Talisman, Anons) with different periods of fruits ripening have been worked out. Induction influence of trophic and hormonal factors of cultivation on plant regeneration has been determined. 2010 Article Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro / Н.В. Корзина, О.В. Митрофанова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 280-284. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 2219-3782 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177835 ru Фактори експериментальної еволюції організмів Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Біотехнології у медицині та сільському господарстві Біотехнології у медицині та сільському господарстві |
| spellingShingle |
Біотехнології у медицині та сільському господарстві Біотехнології у медицині та сільському господарстві Корзина, Н.В. Митрофанова, О.В. Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description |
Разработаны биотехнологические приемы клонального микроразмножения
5 сортов черешни (Призерша, Рубиновая Ранняя, Сказка, Талисман, Анонс) с разными сроками созревания плодов. Установлено индуцирующее влияние трофических и гормональных факторов культивирования на регенерацию растений. |
| format |
Article |
| author |
Корзина, Н.В. Митрофанова, О.В. |
| author_facet |
Корзина, Н.В. Митрофанова, О.В. |
| author_sort |
Корзина, Н.В. |
| title |
Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro |
| title_short |
Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro |
| title_full |
Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro |
| title_fullStr |
Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro |
| title_full_unstemmed |
Индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro |
| title_sort |
индуцированный морфогенез в культуре органов и тканей районированных и перспективных сортов черешни (prunus avium l.) in vitro |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Біотехнології у медицині та сільському господарстві |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/177835 |
| citation_txt |
Индуцированный морфогенез в культуре органов
и тканей районированных и перспективных
сортов черешни (Prunus avium L.) in vitro / Н.В. Корзина, О.В. Митрофанова // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2010. — Т. 9. — С. 280-284. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| series |
Фактори експериментальної еволюції організмів |
| work_keys_str_mv |
AT korzinanv inducirovannyjmorfogenezvkulʹtureorganovitkanejrajonirovannyhiperspektivnyhsortovčerešniprunusaviumlinvitro AT mitrofanovaov inducirovannyjmorfogenezvkulʹtureorganovitkanejrajonirovannyhiperspektivnyhsortovčerešniprunusaviumlinvitro |
| first_indexed |
2025-07-15T16:03:58Z |
| last_indexed |
2025-07-15T16:03:58Z |
| _version_ |
1837729515105681408 |
| fulltext |
280
КОРЗИНА Н.В., МИТРОФАНОВА О.В.
Никитский ботанический сад — Национальный научный центр,
Украина, АР Крым, г. Ялта, 98648, e-mail: in_vitro@ukr.net
ИНДУЦИРОВАННЫЙ МОРФОГЕНЕЗ В КУЛЬТУРЕ ОРГАНОВ
И ТКАНЕЙ РАЙОНИРОВАННЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ
СОРТОВ ЧЕРЕШНИ (PRUNUS AVIUM L.) IN VITRO
В последние годы в мире все активней проводятся исследования в области
биотехнологии садовых культур. Известно, что способность к морфогенезу
изолированных органов и тканей зависит от многих факторов, таких как
видовая принадлежность, сортоспецифичность, возраст растения-донора,
тип первичного экспланта и сроки его введения in vitro. Кроме того, имеется
ряд сообщений о влиянии таких абиотических факторов, как состав пита-
тельной среды, физические условия культивирования (температура, осве-
щенность, влажность) и показано их значение для успешной регенерации
растений [2, 5]. Работы ряда авторов свидетельствуют о различных сложнос-
тях, возникающих при микроразмножении сортов косточковых плодовых
культур, обладающих низкой способностью к морфогенезу по сравнению с
подвойными сортами и гибридными формами [1, 4, 8, 14, 15]. К числу таких
трудноразмножаемых растений относится черешня (Prunus avium L.) —
культура, наиболее распространенная в южных регионах Украины и имею-
щая важное промышленное значение. В связи с недостаточной изученностью
вопросов регенерации in vitro растений P. avium целью данной работы было
выявление особенностей морфогенеза эксплантов районированных и перс-
пективных сортов черешни с разными сроками созревания плодов на разных
этапах клонального микроразмножения.
Материалы и методы
Для исследований были отобраны сорта черешни (Призерша, Рубиновая
Ранняя, Сказка, Талисман и Анонс) разных сроков созревания плодов, про-
израстающие в коллекционных насаждениях Степного отделения НБС-ННЦ
(п. Гвардейское, АР Крым) и в опытном хозяйстве “Мелитопольское” Институ-
та орошаемого садоводства им. Н.Ф. Сидоренко (г. Мелитополь). В работе
применяли биотехнологические методы, как общепринятые, так и разрабо-
танные в отделе биотехнологии и биохимии растений НБС-ННЦ [2, 4, 5].
Экспланты помещали на поверхность агаризованной питательной среды в
условиях ламинарного бокса Fatran Lf (Чехия) и культивировали на пита-
тельных средах Gamborg и Eveleigh (В5) [11], Quoirin и Lepoivre (QL) [13],
Тabachnik и Kester (ТК) [16], Murashige и Skoog (МС) [12] и их моди-
фикациях. Для изучения морфогенетических потенций органов и тканей в
питательную среду в зависимости от этапов микроразмножения добавляли
регуляторы роста: 6-бензиламинопурин (БАП), N6-(2-изопентил)аденин
(2ip), 6-(4-гидрокси-3-метил-2-бутенил-амино)-пурин (зеатин), β-индолил-
3-масляную кислоту (ИМК), β-индолил-3-уксусную кислоту (ИУК), α-нафти-
луксусную кислоту (НУК), гибберелловую кислоту (ГК3). Пробирки с
281
эксплантами помещали в культуральную комнату с заданным режимом
интенсивности освещения (2–3 клк), 16-ти часовым фотопериодом и тем-
пературой 23±1 °С.
Результаты и обсуждение
Известно, что для стерилизации растительного материала косточковых
плодовых культур используются реагенты: гипохлорит натрия (NaClO) или
кальция (Ca(ClO)2) [1, 14], сулема (HgCl2) [15], раствор нитрата серебра
(AgNO3) [9]. Однако уровень контаминации эксплантов оставался достаточно
высоким. Нами для эксплантов черешни экспериментально определен спо-
соб стерилизации, при котором получено минимальное количество инфици-
рованных и потемневших меристем путем погружения вегетативных почек
сорта Сказка в 2%-ный раствор гипохлорита натрия (NaClO) на 14–19 минут,
и сортов Призерша и Анонс — на 15–18 минут. Для почек сортов Рубиновая
Ранняя и Талисман успешным оказалось применение 1,75%-ного и 2%-ного
раствора этого антисептика (16 и 15–19 минут соответственно). Показано,
что на режим стерилизации оказывают влияние сроки введения эксплантов
в культуру in vitro. Так, для органов и тканей, изолированных с донорного
растения в марте – апреле, положительные результаты были получены при обра-
ботке 1,75–2%-ным раствором гипохлорита натрия в течение 12–15 минут.
Для почек образцов черешни, отобранных в декабре — феврале, использова-
ли более длительную экспозицию. Наиболее чувствительными к действию
стерилизующего вещества оказались вегетативные почки и верхушки растущих
побегов сортов черешни раннего (Призерша), раннесреднего (Рубиновая
Ранняя) и позднего (Анонс) сроков созревания плодов. Меньше повреж-
дались экспланты сортов среднего (Сказка) и среднепозднего (Талисман)
сроков созревания плодов.
Наряду с этим, развитие первичных эксплантов P. avium в культуре
in vitro во многом зависело от фазы вегетации растения. Полученные данные
подтвердили, что для всех изученных сортов наиболее оптимальными для
изолирования и введения эксплантов в стерильные условия являются фев-
раль — апрель. Таким образом, результаты наших экспериментов показали,
что на регенерацию меристем и апексов растущих побегов черешни in vitro
оказывает влияние совокупность факторов, таких как генотип донорного
растения, режимы стерилизации, сроки отбора сортообразцов [7].
При исследовании воздействия трофических факторов на культивиро-
вание микропобегов черешни было испытано несколько составов питатель-
ных сред, из которых оптимальными оказались среды МС и В5 с высоким
содержанием азота, фосфора и калия. Поэтому в дальнейших исследованиях
применяли разные модификации этих сред. В зависимости от этапа микро-
размножения их дополняли регуляторами роста.
Изучение влияния различных ауксинов и цитокининов на регенерацию
микропобегов показало стимулирующую роль совместного применения БАП
и ГК3 на этапе введения. Так, для снятия апикального доминирования у пер-
вичных эксплантов в питательные среды добавляли вещества цитокинино-
282
вого типа действия: 2iP, зеатин и БАП. На средах, дополненных 2,46–4,92 мкМ
2iP и 0,73–1,46 мкМ ГК3, нормальное развитие меристем происходило в те-
чение 10 суток, однако постепенно щни некротизировались. Применение в
опытах зеатина, также как и в случае с 2iP, не показало положительных ре-
зультатов.
При использовании в качестве регулятора роста ГК3 выявлено, что пер-
вичные экспланты сортов черешни неодинаково реагируют на ее присутствие
в среде. Так, концентрации 0,73–1,44 мкМ оказывают индуцирующее дейст-
вие на развитие меристем сортов Призерша и Рубиновая Ранняя. Наряду с
этим для успешной регенерации эксплантов сортов Сказка и Талисман
потребовалось увеличение концентрации ГК3 до 1,44–2,89 мкМ., для сорта
Анонс — до 2,16–2,89 мкМ ГК3. Только у эксплантов сортов Сказка и Руби-
новая Ранняя спустя 30 суток после введения развились дополнительные
микропобеги, и частота регенерации составила 40% и 8% соответственно [8].
Одним из наиболее сложных этапов клонального микроразмножения
является корнеобразование, поэтому опытным путем подобраны концент-
рации регуляторов роста — НУК (8,06–16,12 мкМ) и ГК3 (0,73–1,46 мкМ),
что способствовало образованию корней у 90% микропобегов P. avium. Наи-
более интенсивное корнеобразование происходило в период с апреля по
июль. При этом корни появлялись уже на 10–12 сутки культивирования, в
том числе и в контрольном варианте (среда без регуляторов роста). В осталь-
ные месяцы для первичного корнеобразования требовалось минимум 18–
20 суток. Установлено, что на этапе укоренения агаризованная питательная
среда обладала рядом преимуществ по сравнению с жидкой. На агаризо-
ванной среде происходило активное образование корней (3,5±0,64 шт./
эксплант) и у регенерантов отсутствовали признаки оводненности. Растения,
полученные на жидкой среде, не удалось адаптировать к нестерильным усло-
виям.
Как известно из литературы, процесс формирования корней у in vitro
у древесных растений может происходить различными путями [3]. Расши-
рить представления о морфогенезе микропобегов черешни на этапе ризо-
генеза нам удалось в результате выявления 4-х типов формирования корней:
1) непосредственно из тканей микропобега; 2) из каллуса; 3) выше базальной
части микропобега; 4) смешанный — корни развиваются из базальной части
и на микропобеге (без процессов дедифференциации и каллусообразования) [6].
Лучшим субстратом для адаптации растений черешни оказалась смесь
из песка, торфа и перлита с рН 6,95. Применение этого стерильного субстра-
та способствовало приживаемости (63,1%) и дальнейшему развитию реге-
нерантов в условиях in vivo.
Выводы
1. В результате проведенных исследований разработаны биотехноло-
гические приемы клонального микроразмножения сортов черешни разных
сроков созревания плодов, основанные на регенерации растений из веге-
283
тативных почек и верхушек активно растущих побегов, включающие укоре-
нение микропобегов in vitro и адаптацию регенерантов in vivo (рис.).
2. Способ клонального микроразмножения черешни может быть исполь-
зован в биотехнологических и селекционных центрах для получения рас-
тений районированных и перспективных сортов P. avium.
Литература
1. Бленда А.В. Мiкроклональне розмноження in vitro представникiв пiдродини
Prunoidae // Физиология и биохимия культурных растений.— 2000.— Т.32, №5.—
С. 428–434.
2. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза
растений.— М.: Наука.— 1964.— 272 с.
3. Виджешвар П., Митрофанова О.В., Лищук А.И. Клональное микрораз-
множение актинидии превосходной [Actinidia deliciosa (Chev.) Liang, Ferguson] /
Сб. науч. тр. Никит. ботан. сада.— 1997.— Т.119.— С. 111–126.
4. Диагностика вирусных болезней и биотехнологические приемы получения
безвирусного посадочного материала косточковых плодовых культур / Митрофа-
нова О.В., Славгородская—Курпиева Л.Е., Митрофанова И.В., Лукичева Л.А.—
Ялта: Крымпресс, 2000.— 46 с.
5. Калинин Ф.Л., Кушнир Г.П., Сарнацкая В.В. Технология микроклонального
размножения растений.— Киев: Наукова думка.— 1992.— 232 с.
а б в
г д
Рис. Этапы клонального микроразмножения растений черешни: а) и б) введение
первичных эксплантов; в) регенерация и размножение микропобегов; г) укоренение;
д) адаптация in vivo
284
6. Корзина Н.В. Микроразмножение перспективных сортов черешни (Prunus
avium L.) в условиях in vitro // Сб. науч. трудов Никит. ботан. сада.— 2009.— Т.131.—
С. 112–117.
7. Кузнецова Н.В. Особенности введения первичных эксплантов четырех сортов
черешни (Prunus avium L.) в условия in vitro / Теоретические и прикладные аспекты
биохимии и биотехнологии растений: III Междунар. науч. конф., г. Минск,14–16 мая
2008 г.— Минск, 2008.— С. 265–268.
8. Кузнецова Н.В. Влияние регуляторов роста на регенерационную способность
четырех сортов черешни (Prunus avium L.) в условиях in vitro / Фактори експери-
ментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. Укр. т-ва генетиків і селекціонерів
ім. М.І. Вавилова / За ред. М.В. Роїка.— К.: Логос, 2008.— Т.5.— С. 287–290.
9. Лукичева Л.А. Особенности клонального микроразмножения безвирусных
сортов вишни и сливы // Сб. науч. трудов Никит. ботан. сада.— 1997.— Т.119.—
С. 34–45.
10. Митрофанова О.В., Митрофанова И.В., Смыков А.В., Лесникова Н.П.
Методы биотехнологии в селекции и размножении субтропических и косточковых
плодовых культур // Сб. науч. тр. Никит. ботан. сада.— 1999.— Т.118.— С. 189–
199.
11. Gamborg O.L., Eveleigh D.E. Culture methods and detection of glucanases in
cultures of wheat and barley // Can. J. Biochem.— 1968.— V.46, №5.— Р. 417–421.
12. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassay with
tabacco tissue cultures // Physiol. Plant.— 1962.— Vol.15, №3.— P. 473–497.
13. Quoirin M., Lepoivre Ph. Etude de milieux adaptйs aux cultures in vitro de
Prunus // Acta Hort.— 1977.— Vol.78.— Р. 437–442.
14. Sauer A. In vitro — Vermehrung verschiedener genotypen von Prunus avium L.
// Gartenbauwissenschaft.— 1983.— Bd.48.— S. 124–127.
15. SedlЬk J. In vitro shoot proliferation of sweet cherry cultivars Kareљova and
Rivan // HortScience.— 2008.— Vol.35, №3.— P. 95–98.
16. Тabachnik L., Kester D.E. Shoots cultire for Almond and Almond-Peach hybrid
clones in vitro // HortScience.— 1977.— Vol.12, №6.— P. 545–547.
Резюме
Разработаны биотехнологические приемы клонального микроразмножения
5 сортов черешни (Призерша, Рубиновая Ранняя, Сказка, Талисман, Анонс) с раз-
ными сроками созревания плодов. Установлено индуцирующее влияние трофиче-
ских и гормональных факторов культивирования на регенерацию растений.
Розроблено біотехнологічні прийоми клонального мікророзмноження 5 сортів
черешні (Призерка, Рубінова Рання, Сказка, Талiсман, Анонс) з різними строками
достгання плодів. Встановлено індукуючий вплив на регенерацію рослин трофічних
та гормональних факторів культивування.
Biotechnological methods of clonal micropropagation of 5 sweet cherry cultivars
(Prizersha, Rubinovaya Rannaya, Skazka, Talisman, Anons) with different periods of
fruits ripening have been worked out. Induction influence of trophic and hormonal factors
of cultivation on plant regeneration has been determined.
285
*КРАСНОВ М.С., *ЯМСКОВА В.П., *РЫБАКОВА Е.Ю., КУЛИКОВА О.Г.,
МАРГАСЮК Д.В., ЯМСКОВ И.А.
* Учреждение Российской Академии Наук Институт биологии развития
им. Н.К. Кольцова РАН, Россия, 119334 Москва, ул. Вавилова, 26,
e-mail: embrmsk@mail.ru
Учреждение Российской Академии Наук Институт элементоорганических
соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 28
АКТИВНЫЕ В СВЕРХМАЛЫХ ДОЗАХ БИОРЕГУЛЯТОРЫ,
ВЫДЕЛЕННЫЕ ИЗ ПОДОРОЖНИКА И АЛОЭ,
ОКАЗЫВАЮТ ПРОТЕКТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ НА КОЖУ
В СИСТЕМАХ IN VITRO И IN VIVO
Ранее в различных тканях животных нами были идентифицированы
биорегуляторы (БР), проявляющие активность в сверхмалых дозах (СМД),
соответствующих концентрациям 10-8–10-15 мг/мл. Для исследования БР
данной группы был разработан экспериментальный подход, включающий
получение тканевого экстракта, содержащего БР, методику очистки, а также
метод биотестирования и экспериментальные модели для изучения специ-
фической активности этих биорегуляторов [1–8]. В этих исследованиях было
установлено, что БР локализованы во внеклеточном пространстве, а их
активность характеризуется наличием тканевой, но отсутствием видовой
специфичности. В СМД БР влияют на важнейшие биологические процес-
сы — миграцию, адгезию, пролиферацию, дифференцировку клеток [3–8].
Результаты исследований показали, что данные БР характеризуются сход-
ством ряда физико-химических свойств, а именно: низким значением (менее
10 кДа) молекулярной массы, устойчивостью к воздействию денатурирую-
щих факторов, преобладанием β-структур во вторичной структуре, тенден-
цией к агрегации, результатом которой является образование наночастиц в
водном растворе. Целью настоящей работы явилась идентификация в тканях
растительноного происхождения БР данной группы и изучение их специ-
фической активности. В качестве объектов исследования были выбраны
лекарственные растения, широко применяемые в медицине, подорожник
большой Plantago major и алоэ древовидное Aloe arborescens.
Материалы и методы
Выделение БР из растений проводили по методике, разработанной для
биорегуляторов данной группы [2–8]. Тканевые экстракты получали из
свежих листьев подорожника большого и алоэ древовидного, нарезанных
на небольшие фрагменты, которые экстрагировали в растворе с pH 6,0, со-
держащем NH4NO3 2,06·10-2 моль/л; KNO3 1,88·10-2 моль/л; CaCl2·2H2O
3·10-3 моль/л; MgSO4·7H2O 1,5·10-3 моль/л; KH2PO4 1,25·10-3 моль/л, в тече-
ние 2-х часов при 4 °С. Далее, полученные экстракты дважды высаливали,
добавляя сульфат аммония до образования насыщенного раствора. Фракции
супернатантов разделяли либо методом изоэлектрофокусирования в гра-
диенте плотности сахарозы (pH 3,5–10,0), либо с помощью ионообменной
|