Размножение in vitro cовременная технология и технология будущего

Селекция растений in vitro

Размножение in vitro – cовременная технология и технология будущего

Четры прогрессивных cпособов размножения:

  1. Как материнский, так и размноженный материал является свободным от какихнибудь болезней и вредителей.
  2. Размноженные растения являются точной копией материнских растений.
  3. Метод дозволяет быстро вывести на рынок новые сорта растений.
  4. Размноженный материал хорошо хранится во время продолжительной транспортировки и карантина.
  5. Цена размноженного материала должна быть принята рынком.
  6. Черты размноженных растений cоответствует международным фитосанитарным, юридическим и торговым стандардам.

1. Материнские растения

Растения с потверждением личности, свободны от болезней и вредителей, готовы
к размножению растут в cпециальных охраняемых помещениях или холодильниках.

2. Инициация культур in vitro (в стекле)

Из определенных выбранных из единичных материнских растений принимаем отрезки побегов (длиной около 20 см).

Боковые почки развиваются в стерильных культурах.

3. Cтабилизация стерильных культур

Маленький отрывок, верхушку, содержащую меристемы, отрезаем от побега, вырастающего из боковой почки. Он является фактическим началом культур.

Боковые побеги – самые требуемые и ценные побеги для микроразмножения, культуры готовы к массовому размножению.

4. Массовое размножение in vitro

Растущие и разветвляющиеся пучки растений после достижения нескольких сантиметров заново разделяем – пока не получим ожиданного количества размноженного материала.

После получения определенного количества материала in vitro, единичные растения переносим в пиательный раствор (растения не выпускают корня, получают фитогормональный импульс).

Растущие и разветвляющиеся пучки растений после достижения нескольких сантиметров заново разделяем – пока не получим ожиданного количества размноженного материала. Все действия проводим в стерильных условиях.

5. Удлинение побегов и подготовка к условиям in vivo (нестерильным)

После получения определенного количества материала in vitro, единичные растения переносим в пиательный раствор (растения не выпускают корня, получают фитогормональный импульс).

После получения определенного количества материала in vitro, единичные растения переносим в пиательный раствор (растения не выпускают корня, получают фитогормональный импульс).

6. Акклиматизация и укоренение в многослойных культурах

Растения вынутые из стерильного раствора переносим в нестерильные условия и высажаем в бумажные микрогоршки, 360 растений в рассадной кассете.

Многослойные культуры размножены in vitro.

Растения вынутые из стерильного раствора переносим в нестерильные условия и высажаем в бумажные микрогоршки, 360 растений в рассадной кассете.

7. Адаптация к тепличным условиям – закалка

Укорененные растения переносим в теплицы. Температура день/ночь -22/17ºC, свет 12/24h, RH – 100% с начала, постепенно снижается, интенсивность освещения < 30 klx.

8. Микросаженцы

После 4–6 недель растения достигают высотой как минимум 5 см. Можно извлечь микросаженцы. К ним относятся как к растительному материалу полученному из размножения in vitro.

9. Cортировка, пересаживание в большие горшки

Укорененные и акклимизированные мериклоны и микросаженцы механически, при помощи трансплантеров, высаживаем из М-360 в рассадные кассеты М-90, М-84 и М-40.

10. Адаптация – приспособление к внешним условиям

Растения в рассадной кассете M-90. После пересаживания, весной и летом, укоренившиеся саженцы голубики переносим в фольговый туннель или в питомник где они остаются до поздней осени.

Растения в горшках р9 – 0,5 л.

После пересаживания, весной и летом, укоренившиеся саженцы голубики переносим в фольговый туннель или в питомник где они остаются до поздней осени.

Растения в горшках 1,5 л.

После пересаживания, весной и летом, укоренившиеся саженцы голубики переносим в фольговый туннель или в питомник где они остаются до поздней осени.

11. Наша продукция – сортировка, упаковка

Наша продукция – укорененное растение в микрогоршке из рассадной кассеты M-360. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию. Материал на продажу весной.

Наша продукция – укорененные растения голубики в рассадной кассете M-90 растущие, на продажу с весны до ранней осени. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – укорененные растения голубики в рассадной кассете M-90, зимующие, беслистные, на продажу с осени до ранней весны. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – укорененные растения голубики в рассадной кассете M-84,

зимующие, беслистные, на продажу с осени до ранней весны. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – растение в горшке р9 – 0,5 л, на продажу осенью или после зимовкки весной в следующем году. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – растение в горшке 1,5 л, на продажу осенью или после зимовкки весной в следующем году. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – растение в горшке 3 л, на продажу осенью или после зимовкки весной в следующем году. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – для обеспечения поставок зимой и ранней весной растения хранятся в поддонах, заморожены.

Источник

Оздоровление и селекция растений in vitro, вирусологический мониторинг насаждений

УДК 634.1:573.6
ОЗДОРОВЛЕНИЕ И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ IN VITRO, ВИРУСОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ НАСАЖДЕНИЙ
Л.Л. Бунцевич, Г.К. Киселева, Ю.А. Денисенко, A.M. Дьяконова Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства, г. Краснодар
Показано, что применение биотехнологических методов в оздоровлении и селекции растений продуктивно и имеет перспективы развития.
В селекционной работе при гибридизации зачастую образуются щуплые семена или семена, в которых зародыш гибнет на ранних стадиях развития. В таких случаях для получения новых сортов и форм активно используется метод изолированных зародышей и метод культуры семян in vitro.
В условиях предэпифитотийного распространения некоторых вредоносных вирусов плодовых (PPV, ASPV, ASGV и др.) необходимость вирусологического мониторинга, разработка мер по искоренению вирусов и фитоплазм в садах, совершенствование методики оздоровления in vitro очевидны и актуальны.
Цель исследований — совершенствование биотехнологических приемов в размножении и селекции растений, совершенствование методов фитосанитарного мониторинга насаждений и оздоровления растений от патогенов вирусной и фитоплазменной этиологии.
Объектами совершенствования методик оздоровления и селекции in vitro послужили: 21 гибрид вишни и черешни, подвой для черешни Гизелла, земляника сорта Мармалада, клематис, виноград сортов Гранатовый и Сацимлер, 4 гибрида яблони.
Идентификация заболеваний проводилась биологическим тестированием и визуальным методом.
В работе использованы методики Т.Д. Вердеревской (1985), В.А. Высоцкого (1989), Дж. М. Данвелл (1989), Э Фукс, X. Кеглер (1987), A. Hill (1984).
Проведенные исследования показали, что сорта вишни проявляют неодинаковую способность к размножению в культуре in vitro, причем сортовые различия проявляются как на стадии введения в культуру, так и на стадии пролиферации. Это следует учитывать при оценке возможностей сортов к клональному микроразмножению. Наибольший коэффициент размножения отмечен у формы BCЛ-2, он составляет 1:30 микропобегов в месяц.
При культуре семян в качестве экспланта необходимо использовать неочищенные семена с неповрежденной семенной кожурой.
Метод культуры семян и зародышей в комбинации с клональным микроразмножением позволяет получить из одного семени несколько растений. У гибрида Молодежная х Сашенька коэффициент размножения составил 1:5 побегов в месяц.
Для отработки новых технологических режимов, модификации питательных сред и получения нового селекционного материала:

  1. введены в культуру и размножены методом клонального микроразмножения 14 гибридов вишни, а также подвой для черешни Гизелла;
  2. методом культуры стерильных семян и зародышей в сочетании с техникой микроразмножения культивируются проростки, полученные из гибридных семян черешни.
Читайте:  ТОП препаратов для улучшения памяти и работы мозга

Усовершенствованы и модифицированы методики оздоровления и размножения in vitro земляники, винограда и клематиса с учетом их биологических особенностей. Эти объекты введены в культуру in vitro и успешно культивируются.
Исследование разнообъемной тары при адаптации микрорастений гибридов вишни и черешни показало, что лучший результат по количеству и параметрам роста и развития дает использование 400 мл сосудов.
Завершившие адаптацию гибридные микрорастения переданы в селекцентр для оценки и дальнейшего использования в селекционной работе.
Способом проведения биологической актуализованной диагностики вирусов и фитоплазм в плодовых растениях является окулировка и/или прививка биологических индикаторов в крону тестируемых растений.
С первого вегетационного сезона и в течение ряда лет по состоянию побегов-индикаторов констатируется фитосанитарный статус тестируемых растений.
Результат диагностики считается положительным (положительный тест), если на индикаторных побегах были выявлены специфические симптомы.
В результате проведения фитосанитарного мониторинга в ряде хозяйств края:

  1. выявлена пролиферация яблони, а также констатированы признаки заболеваний, вызываемых вирусами карликовости сливы (или хлоротической кольцевой пятнистости косточковых по отечественной систематике) — Prune dwarf virus (PDV), некротической кольцевой пятнистости косточковых — Prunus necrotic ring spots virus (PNRSV), ленточного узора сливы — Plum line pattern virus (PLPV), шарки сливы — Plum pox virus (PPV), фасциация побегов черешни вирусной этиологии, фасциация и другие признаки вирусных заболеваний розы;
  2. показано, что вирусные заболевания высоко вредоносны и являются лимитирующим фактором развития плодоводства и питомниководства;
  3. следует обеспечить строгий фитосанитарный контроль вновь закладываемых плодовых насаждений всех пород;

— выявленные очаги вирусных заболеваний должны быть локализованы и искоренены путем раскорчевки и сжигания инфицированных растений.
Сертификационными исследованиями (фитосанитарных, помологических, гистологических и биометрических) питомников ОПХ «Центральное» и ОПХ им. К.А. Тимирязева установлено, что посадочный материал, выращенный в этих хозяйствах и заявленный на сертификацию соответствует стандартам 1 сорта ОСТ 10205-97.
ВЫВОДЫ
Результаты исследований показывают, что применение биотехнологических методов в оздоровлении и селекции растений продуктивно и имеет перспективы развития, особенно учитывая усложняющуюся фитосанигарную ситуацию по распространению вирусов в плодовых насаждениях.

Источник

Технология in vitro

Метод микроклонального размножения растений в условиях in vitro. Каковы основные преимущества метода перед традиционными видами размножения растений.

In vitro — значит «в стекле»

Генетическое разнообразие — это не всегда хорошо. Если цель состоит в том, чтобы быстро и качественно вырастить некое множество одинаково здоровых саженцев (например, малины, голубики или ежевики) то проще взять один заведомо здоровый экземпляр растения и размножить его вегетативно. На данный момент наиболее передовым и принципиально новым методом размножения является микроклональное размножение растений, иначе говоря, получение в условиях in vitro (т. е. в пробирке) растений, генетически идентичных исходно взятому экземпляру.

Куст голубики, полученный в условиях in vitro

Преимущества метода

Метод in vitro имеет множество преимуществ перед традиционными видами размножения. Помимо упомянутой генетической идентичности здесь необходимо отметить, что растения, полученные данным способом, быстро переходят к репродуктивной фазе своего развития. Кроме того, они освобождаются от вирусов, а также можно легко размножать такие растения, у которых размножение обычными способами затруднено. Немаловажен также и тот факт, что работы этим методом можно проводить круглый год, весьма ощутимо экономя на площадях для посадочного материала.

Ежевика, полученная в условиях in vitro

Этот передовой метод используется и у нас, в результате чего мы предлагаем вам исключительно здоровые, отборные саженцы.

Источник

Применение методов in vitro в селекции растений

Индукция гаплоидов в культуре тканей и применение гаплоидов и дигаплоидов в селекции растений. Клеточная, гаметная и зиготная селекция растений. Практическое использование сомаклональной изменчивости. Индуцирование сомаклональной изменчивости мутагенами.

Рубрика Биология и естествознание
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 03.12.2017
Размер файла 531,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Применение методов in vitro в селекции растений

1. Преодоление прогамной и постгамной несовместимости в культуре in vitro

При отдаленной гибридизации и получении межвидовых и межродовых гибридов существующие механизмы несовместимости затрудняют получение фертильных гибридов. Различают гетероморфную и гомоморфную несовместимость. Гетероморфная несовместимость связана с различиями в морфологии цветков (например, различие в длине тычинки и пестика — гетеростилия). Несовместимость гомоморфная не связана с морфологией цветка, но определяется взаимодействием отцовского гаметофита и тканей столбика материнского организма. В конечном итоге пыльца не прорастает в столбик и оплодотворение не совершается. Выделяют также прогамную и постгамную несовместимость. В первом случае механизмы несовместимости проявляются до оплодотворения, во втором — после оплодотворения.

Для преодоления прогамной несовместимости применяют оплодотворение in vitro. Используют два варианта такого оплодотворения. В первом случае столбик пестика материнского растения, кастрированного за 2-3 дня до цветения, укорачивается в стерильных условиях, и завязь помещают на питательную среду. В день опыления из стерилизованных пыльников отцовского растения извлекается пыльца, которая наносится в стерильных условиях на срез завязи.

Во втором случае завязь вскрывают и на питательную среду переносят кусочки плаценты с семяпочками, готовыми к оплодотворению. Пыльцу, подготовленную указанным выше способом, переносят на питательную среду вблизи плаценты с семяпочками или прямо на ткани плаценты. Оплодотворенные семяпочки в отличие от неоплодотворенных быстро увеличиваются в размерах. С использованием такого метода было произведено опыление и получение жизнеспособных семян при самоопылении у самонесовместимых видов семейства маковых, кукурузы, а также при опылении чужеродной пыльцы при отдаленной гибридизации маковых, пасленовых, гвоздичных. Этот метод был использован для получения межвидовых гибридов табака.

В процессе отдаленной гибридизации может наблюдаться явление постгамной несовместимости, выраженной в аномалиях развития гибридного организма на пути от оплодотворения до формирования семян. В этом случае преодолеть несовместимость поможет культура изолированных зародышей (эмбриокультура). Изоляцию и культивирование зародышей производят на различных этапах их развития в зависимости от особенностей культуры и целей эксперимента. Различают гетеротрофную фазу развития зародыша, на которой он зависим от эндосперма и материнских тканей; и автотрофную фазу, на которой зародыш способен синтезировать необходимые для развития питательные вещества, используя минеральные соли и сахарозу питательной среды. Таким образом, чем менее развит зародыш, тем более богатой компонентами должна быть питательная среда для его культивирования. Зрелые зародыши культивируют на простых средах, содержащих минеральные соли и сахарозу. Недифференцированные зародыши выращивают на среде, обогащенной витаминами, фитогормонами,

Читайте:  Способны ли растения усваивать свободный азот

Питательными средами для эмбриокультуры служат модифицированные среды Мурасиге и Скуга, Гамборга, Уайта и др. Концентрация сахарозы варьирует от 8-12% для недифференцированных зародышей до 2-3 % для зрелых зародышей. Источником аминокислот служат обычно гидролизат казеина (от 50 до 500 мг/л) или смесь аминокислот. При культивировании незрелых зародышей в среду добавляют витамины группы В, аскорбиновую кислоту, биотин, инозитол. Зрелые зародыши могут нормально расти на средах без гормонов, для культивирования незрелых зародышей необходимо добавление цитокининов и ауксинов. Незрелые зародыши культивируют также часто с добавлением экстрактов неопределенного состава типа жидкого эндосперма каштана, кукурузы, а также подсаживания нуцеллуса, эндосперма и других частей репродуктивной системы данного растения на питательную среду вблизи зародыша.

Культивирование изолированных зародышей как метод преодоления постгамной несовместимости применяется при получении межвидовых, межродовых и межподтрибных гибридов у более, чем 30 родов, в том числе многих плодовых, овощных, декоративных, кормовых и зерновых культур. В некоторых случаях метод может модифицироваться введением промежуточного этапа получения каллуса и растений- регенерантов на его основе. Методом эмбриокультуры получены гибриды между трипсакум и кукурузой, гибриды подсолнечника, устойчивые к засухе, серой и белой гнилям, межвидовые гибриды томатов, межродовые пшенично-ячменные, ячменно-ржаные пшенично-ржаные гибриды, межвидовые гибриды миндаля, хурмы и других растений.

Метод эмбриокультуры успешно применяется для выращивания растений из щуплых семян, а также для преодоления покоя семян путем яровизации зародышей. В последнем случае удается вывести семена из состояния покоя и сократить период их выращивания. К примеру, семена ириса не прорастают до 2-3 лет, а метод эмбриокультуры позволяет получать растения для пересадки в грунт за 3,5- 4 месяца. Метод эмбриокультуры используется также для культивирования гаплоидных зародышей.

2. Индукция гаплоидов в культуре тканей и использование гаплоидов и дигаплоидов в селекции растений

Под гаплоидами имеются в виду особи, несущие одинарный или гаплоидный набор непарных хромосом. В природе гаплоиды могут возникать спонтанно с частотой один гаплоид на 10 5 -10 6 растений. Гаплоидные растения отличаются меньшей высотой стебля, позднеспелостью и, как правило, стерильны. Для востановления исходного набора хромосом гаплоиды обрабатывают колхицином, что позволяет получить фертильные растения, полностью гомозиготные по всем аллельным генам. Возможно и спонтанное восстановление уровня плоидности в процессе деления клеток. Гаплоидный уровень генотипа позволяет вести отбор рецессивных мутаций, проявляющихся фенотипически. Все генетические «изъяны» организма на гаплоидном уровне обнаруживаются легче, чем на диплоидном. Кроме того, у гаплоидов не проявляются генетические эффекты доминирования, но хорошо идентифицируются аддитивные и особенно эпистатические эффекты генов, что позволяет вести отбор ценных генотипов с такими эффектами.

Применение гаплоидов в селекции растений позволяет решить следующие задачи:

1. Быстрое получение константного нерасщепляющегося материала после гибридизации (в F2), гомозиготного по всем аллельным генам. В этом случае длительность селекционного процесса у самоопылителей сокращается на 3-4 года. Весьма перспективен такой подход для гетерозисной селекции, где создание инцухт- линий растянуто во времени на 5-6 лет;

2. Эффективный отбор мутантов, т.к. при отсутствии явления доминирования все гены гаплоидов фенотипически проявляются и идет элиминация организмов, несущих летальные и полулетальные гены;

3. Получение моносомных линий и их использование для генетического анализа и хромосомной инженерии;

Первое гаплоидное растение обнаружили Блэксли с соавторами в 1922 году и предложили использовать гаплоиды в селекции. В культуре in vitro гаплоидные растения были получены впервые Гуха и Магешвари в 1964 году при культивировании незрелых пыльников дурмана. Получение гаплоидов на основе методов культуры in vitro возможно тремя способами:

Андрогенез — развитие гаплоидных растений на искусственной питательной среде из изолированных пыльников или микроспор (Рис. 1)

Рис. 1. Формирование эмбриогеных структур (а) и регенерантов (б) у пшеницы T.aestivum в культуре пыльников (Орлов, Сидоров, 2003)

Возможен прямой андрогенез, когда из пыльников развиваются эмбриоиды, а затем растения, а также непрямой андрогенез, когда образованию эмбриоидов предшествует стадия формирования каллуса. Предпочтительнее прямой андрогенез, поскольку каллус может образовываться как из микроспор, так и из соматических клеток пыльника. В последнем случае формируются гетерозиготные растения.

Гиногенез -развитие гаплоидных растений на искусственной питательной среде из изолированных семяпочек.

Партеногенез — развитие гаплоидов из гибридного зародыша, у которого из-за несовместимости хромосом родителей потеряны отцовские хромосомы (метод гаплопродюсеров).

Метод изолированных пыльников и микроспор получил наибольшее распространение, он применяется более, чем для 250 видов растений, в том числе для таких хозяйственно ценных культур, как пшеница, рис, кукуруза, ячмень, люцерна, лен, апельсин, виноград, яблоня и др.. При культуре пыльников не всегда удается исключить размножение диплоидных клеток ткани пыльника, поэтому использование пыльцы там, где это возможно, предпочтительнее. На образование гаплоидов в результате андрогенеза влияют следующие факторы:

Генотип, а также взаимодействие генома и плазмона. Представители ряда семейств (пасленовые, сложноцветные, злаковые и др.) образуют андрогенные гаплоиды с большей частотой по сравнению с другими семействами. Наблюдается значительный полиморфизм по способности к андрогенезу в пределах семейств, родов и видов растений. Возможно выделение генотипов с высоким андрогенетическим потенциалом и передача этого признака в процессе гибридизации. Устанавливаются локализация и наследование генов, ответственных за образование андрогенного каллуса и эмбриоидов. Показано независимое наследование этих процессов. П.А. Орлов (1995) на примере аллозамещенных линий пшеницы показал, что основные этапы морфогенеза в культуре пыльников (дедифференцировка, пролиферация каллуса, индукция эмбриогенеза) осуществляются под совместным контролем ядерных генов и плазмогенов, о чем свидетельствует усиление или ингибирование морфогенетических процессов при замещении собственной цитоплазмы вида растений на чужеродную.

Физиологические факторы андрогенеза. Важными для успешного андрогенеза in vitro являются возраст, физиологическое состояние и условия культивирования растения- донора, стадия развития пыльцы, оптимальная для изолирования пыльников. Выращенные в поле растения- доноры превосходят тепличные; цветки, образовавшиеся в начале цветения, предпочтительнее появившихся позже. Успешному андрогенезу способствует высокая интенсивность освещения при культивировании доноров пыльников. Лучшие результаты обычно получаются при использовании стадии одноядерной пыльцы, однако оптимум для разных видов может варьировать от стадии тетрад до двуядерного пыльцевого зерна. В качестве специального приема, используемого для повышения эффективности андрогенеза in vitro, может служить холодовая предобработка пыльников перед их посадкой на питательную среду. Срезанные бутоны или колосья помещают в холодильную камеру. Для некоторых пасленовых эффективна обработка в течении 2-3 дней при температуре +3 0 С; для мягкой пшеницы и ее гибридов эффективно содержание изолированных колосьев в течение 7-9 суток при +3 0 С; для рапса можно применять предобработку бутонов при температуре + 4 0 С 1-3 дня. А.П. Ермишин (1998) для повышения андрогенетической способности генотипа картофеля предложил ряд специальных приемов: изменение гормонального баланса донорных растений в результате их прививки на томат или обработки экзогенными гормонами (6- БАП, гиббереллин), подсветка растений дугово-ртутными лампами ДРИ -2000-6 при длине дня 16 часов и освещенности 10-15 тысяч люкс.

Читайте:  Вьющиеся растения для сада многолетники цветущие

Условия культивирования пыльников. Пыльники культивируют на агаровых, жидких или двухфазных средах. Двухфазная среда состоит из двух слоев: твердого слоя агаровой среды и тонкого слоя жидкой среды, расположенного сверху. Питательными средами служат среда Мурасиге- Скуга с половинной концентрацией солей, среда Нич, среда N 6 и другие. Состав питательной среды отличается более высоким содержанием сахарозы. Для стимуляции андрогенеза часто добавляют ауксины и цитокинины (например 2,4-Д стимулирует андрогенез у пшеницы, кинетин и 2,4-Д — у ячменя). Оптимальная температура культивирования пыльников 25-30 0 , условия освещенности — обычно темнота до появления каллусов или эмбриоидов, затем культивирование на свету.

Гиногенез получил меньшее распространение в сравнении с андрогенезом. Тем не менее он успешно применяется для получения гаплоидов у сахарной свеклы, подсолнечника, картофеля, риса, пшеницы, кукурузы, ячменя, табака, хлопчатника, райграса пастбищного. Этот метод может быть использован для получения гаплоидов у мужскистерильных растений. Для получения гиногенных гаплоидов используют неопыленые завязи и семяпочки. Начало растению могут дать яйцеклетка, а также синергиды и антиподы, а также окружающие зародышевый мешок клетки соматических тканей (нуцеллус, интегумент). В этом случае регенеранты могут стать диплоидными или полиплоидными. Гиногенез аналогично андрогенезу может быть прямым и непрямым. В последнем случае эмбриоиды образуются из каллуса. А.М. Свирщевская, В.Е. Бормотов (1994) разработали основные приемы культивирования неоплодотворенных семяпочек сахарной свеклы на питательных средах с 6 БАП, повышенным содержанием меди и сахарозы, а также применением ионообменных смол на стадии адаптации гиногенетических линий, что позволило получить растения с хорошо развитым листовым аппаратом и сформированными корнями. Линии представляют хозяйственную ценность по продуктивности и сахаристости и вовлечены в гетерозисную селекцию сахарной свеклы.

Партеногенез (метод гаплопродюсеров) Суть метода получения гаплоидов на основе партеногенеза заключается в гибридизации нескрещиваемых видов растений, в результате которой вследствие генетической несовместимости происходит элиминация отцовских хромосом и начинает развиваться гаплоидный зародыш. Наиболее успешно отработана методика такого получения гаплоидов у ячменя, где в качестве гаплопродюсера используют вид Hordeum bulbosum (ячмень луковичный) (табл. 1).

Таблица 1. Общая схема получения удвоенных гаплоидных линий Hordeum путем межвидовой гибридизации и элиминации хромосом

Источник



Раздел «Культуры растительных клеток»

Одно из направлений клеточных технологий — это использование их в селекции, которое облегчает и ускоряет традиционный селекционный процесс в создании новых форм и сортов растений. Существующие методы культивирования изолированных клеток и тканей in vitro условно можно разделить на две группы.

Первая группа — это вспомогательные технологии, которые не подменяют обычную селекцию, а служат ей. К ним можно отнести: оплодотворение in vitro (преодоление прогамной несовместимости), культивирование семяпочек и незрелых гибридных зародышей (преодоление постгамной несовместимости), получение гаплоидов путем культивирования пыльников и микроспор, криосохранение изолированных клеток, тканей и органов, клональное микроразмножение отдаленных гибридов.

Вторая группа методов ведет к самостоятельному, независимому от традиционных методов селекции, получению новых форм и сортов растений: клеточная селекция с использованием каллусной ткани, соматическая гибридизация (слияние изолированных протопластов и получение неполовых гибридов), применение методов генной инженерии.

В отдаленной гибридизации находят применение такие методы культуры изолированных тканей, как оплодотворение in vitro, эмбриокультура (выращивание изолированных зародышей на искусственных питательных средах), клональное микроразмножение ценных гибридов, а также получение гаплоидов in vitro и криосохранение.

Оплодотворение in vitro (преодоление прогамной несовместимости) проводится в том случае, когда невозможно осуществить оплодотворение между выбранными парами в естественных условиях. Это вызвано несколькими причинами: 1) физиологические (несоответствие во времени созревания пыльцы и т. д.); 2) морфологические (короткая пыльцевая трубка или блокирование роста ее на раз­ных этапах развития и т. д.).

Оплодотворение in vitro можно осуществить двумя способами: а) культивирование на искусственной агаризованной питательной среде завязи с нанесенной на нее готовой пыльцой; б) завязь вскрывается и на питатель­ную среду переносятся кусочки плаценты с семяпочками, вблизи которых или непосредственно на ткани плаценты культивируется готовая пыльца. Визуально определить, прошло оплодотворение in vitro или нет, можно по быстро увеличивающимся в размерах семяпочкам. Сформировавшийся зародыш, как правило, не переходит в состояние покоя, а сразу прорастает и дает начало гибридному поколению. Плацентарное оплодотворение in vitro позволило преодолеть несовместимость в скре­щивании сортов культурного табака N. tabacum с дикими видами N. rosulata и N. debneyi и сделало возможным получение межвидовых гибридов табака в опытах М.Ф. Терновского и др. (1976), Шинкаревой (1986).

Постгамная несовместимость при отдаленной гибридизации возникает после оплодотворения. Часто при этом образуются щуплые невсхожие семена. Причиной может быть расхождение во времени развития зародыша и эндосперма. Из-за слабого развития эндосперма зародыш бывает неспособен к нормальному прорастанию. В таких случаях из зрелой щуплой зерновки изолируют зародыш и выращивают его в питательной среде.

Выращивание зародышей в искусственной питательной среде называется эмбриокультурой. Среда для выращивания зрелого зародыша может быть простой, без добавок физиологически активных веществ (например, среда Уайта) или любая другая, содержащая минеральные соли и сахарозу. При более отдаленных скрещиваниях нарушения в развитии зародыша могут наблюдаться уже на ранних этапах, что выражается в отсутствии дифференцировки, замедленном росте. В этом случае культура зародыша состоит из двух этапов — эмбрионального роста зародыша, во время которого продолжается его дифференцировка, и прорастания подросшего зародыша. Для первого этапа требуется более сложная по составу среда с повышенным содержанием сахарозы, с добавками различных аминокислот, витаминов и гормонов.

Применение эмбриокультуры в селекции приобретает в последнее время большое значение для получения отдаленных гибридов зерновых, злаковых и других сельскохозяйственных культур. Показана возможность увеличения выхода пшенично-ржаных гибридов путем доращивания незрелых зародышей, а также использования эмбриокультуры для преодоления постгамной несовместимости при гибридизации пшеницы с колосняком.

Метод эмбриокультуры находит все более широкое применение в межвидовой гибридизации овощных растений. Для лука разработаны приемы выращивания in vitro абортивных зародышей от гибридных семян с разных этапов эмбриогенеза, выращивание зародышей от частично фертильных межвидовых гибридов. Культура изолированных зародышей используется в селекции томатов и других овощных растений.

Исследована гормональная регуляция роста и развития зародышей томата in vitro . Обсуждается возможность применения эмбриокультуры для получения отдаленных гибридов подсолнечника, изучаются факторы, контролирующие рост и развитие in vitro зародышей подсолнечника, выделенных в разные сроки после опыления.

Культура изолированных зародышей как вспомогательный метод при отдаленной гибридизации применяется не только для преодоления постгамной несовместимости, но также с целью микроразмножения ценных гибридов. В этом случае микроразмножение идет путем каллусогенеза, индукции морфогенеза и получения растений-регенерантов из каллусной ткани. Техника клонирования незрелых зародышей позволяет размножать ценные генотипы растений на ранних стадиях жизненного цикла. Еще одна возможность применения культуры зародышей — использование ее в клеточной селекции.

Источник