Розроблено технологію культивування in vitro зародків Paeonia anomala L., що дозволяє скоротити період проростання насіння, що призводить до прискорення розмноження цього виду.

Анотація наукової статті з біологічних наук, автор наукової роботи - Заріпова А. А., Шаяхметов І. Ф., Байбурина Р. До.


Область наук:

  • біологічні науки

  • Рік видавництва: 2007


    Журнал: Вісник Башкирського університету


    Наукова стаття на тему 'Культура зародків Paeonia anomala L.'

    Текст наукової роботи на тему «Культура зародків Paeonia anomala L.»

    ?36

    розділ БИОЛОГИЯ, ЕКОЛОГІЯ і МЕДИЦИНА

    УДК 581.143.6

    КУЛЬТУРА ЗАРОДКІВ PAEONIA ANOMALA L. (PAEONIA CEAE)

    © А. А. Заріпова 1а, І. Ф. Шаяхметов 2, Р. К. Байбурина 1

    I Ботанічний сад-інститут Уфимського наукового центру РАН Росія, Республіка Башкортостан, г. Уфа, 450080, вул. Полярна, 8.

    Тел. / Факс: +7 (347) 228 13 55.

    E-mail: zaripova. al @ mail. ru 2 Башкирська державний університет Росія, Республіка Башкортостан, г. Уфа, 450074, вул. Фрунзе, 32.

    Тел. / Факс: +7 (347) 273 6712.

    Розроблено технологію культивування in vitro зародків Paeonia anomala L., що дозволяє скоротити період проростання насіння, що призводить до прискорення розмноження цього виду.

    Ключові слова: Paeonia anomala, зародки, культура in vitro.

    Півонія, Paeonia anomala Ь. (Сем. Paeoniaceae) - рідкісне лікарська рослина, що перебуває під загрозою зникнення, чисельність особин якого зменшилася до критичного рівня [1-3]. Лімітують факторами є рубки лісу, випас худоби в лісах і луках, викопування кореневищ населенням, а також тривале проростання насіння.

    Відновлення виду в природних умовах і розмноження в интродукционной культурі утруднено у зв'язку з повільним проростанням насіння (2-3 роки). Насіння P. anomala мають недорозвинений зародок, який відрізняється дуже низьким вмістом фізіологічно активних речовин і слабкою активністю ферментів [4-6]. Крім того, у P. anomala спостерігається тривалий прегенера-тивний період розвитку особин [7], пов'язаний з морфофизиологическим глибоким епікотільним типом спокою [8, 9].

    З метою збереження і відтворення генофонду рідкісних і зникаючих видів рослин перед нами була поставлена ​​задача розробити технологію прискореного розмноження P. anomala з використанням методу ембріокультури.

    Матеріалом для роботи служили насіння P. anomala, зібрані з рослин, які ростуть в Татишлінской районі республіки Башкортостан. Експлантов були ізольовані зародки зрілих насіння, що не вступили в період спокою.

    Приготування і стерилізацію живильних середовищ для культивування тканин і органів P. anomala проводили згідно із запропонованими рекомендаціями [10, 11].

    Перед витяганням зародків проводили стерилізацію насіння за наступною схемою: насіння відмивали в мильному розчині протягом 15 хв, потім промивали проточною водою протягом 10 хв., Ополіскували дистильованою водою, далі в ламінар-боксі витримували в 70% -ному етанолі протягом 1 хв , в 3% -ому розчині перекису водню протягом 5 хв., в 0.1% розчині діаціда протягом 20 хв., промивали дистильованою водою 3 рази по 15 хв.

    Зародки вичленяли з насіння в асептичних умовах ламінар-боксу на поверхні стерильною папери. Уздовж насіння ближче до халазальному кінця робили невеликий надріз насіннєвий шкірки і оточуючих зародок тканин (ендосперм) за допомогою ланцета. Потім зародок витягували і негайно поміщали в пробірки з живильним середовищем для уникнення підсихання. Зародки виділяли обережно, щоб не пошкодити їх, так як незначні пошкодження негативно позначалися на їх розвитку в культурі in vitro. Протягом перших трьох-чотирьох тижнів пробірки з зародками перебували в темряві при 26 ° C і відносній вологості повітря 70%. Після утворення первинного корінця довжиною 2-3 см проростки виставляли на светоплощадку з люмінесцентними лампи 3000 лк і температурою 26 ° С.

    Для вивчення впливу різних добавок на ріст і розвиток ізольованих зародків P. anomala використовували середовища Уайта, Хеллера і Му-расіге-Скуга з сахарозою, глюкозою і різними добавками стимулюють ріст речовин: індол-луксусной кислотою (ІУК), індолилмасляної кислотою (ІМК), а-нафтілуксусной кислотою (НУК), 6-бензіламінопурін (БАП), кокосового молока, дріжджового екстракту, гідролізату казеїну. У наших дослідах всі перераховані вище добавки приводили найчастіше до аномального розвитку зародка. Найбільша тератологія спостерігалася на середовищах з ауксинамі і дріжджовим екстрактом. При цьому коренева система покривалася калусних тканиною, надмірно розростався гипокотиль, сім'ядолі і нирка також дуже часто утворювали каллус-ву тканину. Додавання в живильне середовище сахарози призводило до більш інтенсивному росту в порівнянні з використанням глюкози. До того ж економічно вигідніше використання сахарози. Розвиток зародків йшло нормально на простий мінерально-сахарозному середовищі Хеллера і з половинною концентрацією мінеральних солей середовищі Мурасіге-Скуга. Всю подальшу роботу ми проводили з використанням% складу мінеральної середовища Мурасіге і Скуга з 2% сахарози і 0.6% агару.

    Вісник Башкирського університету. 2007. Т.12, №4

    37

    Були проведені дослідження щодо впливу глибини занурення зародків P. anomala в живильне середовище. Досліди показали, що при приміщенні зародків на глибину 0.4-0.5 см від поверхні середовища вони гинуть через два пасажу, т. Е. Через 42-45 днів. Якщо зародки поміщали на поверхні середовища, вони засихали. Оптимальне положення зародка - це часткове занурення в живильне середовище на 0.1-0.2 см. Отримані нами результати узгоджуються з даними Т. Б. Батигін і Р. Г. Бутенко [12].

    Таблиця 1.

    Вплив розміру експлантов на життєздатність зародків Paeonia anomala Ь.

    Зародки групували за розмірами: від 0.3 до 0.4 мм і від 0.5 до 0.6 мм. Життєздатність зародків залежала від їх розміру при інокуляції (табл. 1). Добре сформовані рослини були отримані із зародків розміром від 0.5 до 0.6 мм. Присутність в живильному середовищі Мурасіге і Ску-га фітогормонів не було обов'язковою умовою формування рослин із зародків (табл. 2). Проте, середа з низькими концентраціями цитокинина і ауксину також сприяла розвитку зародка.

    Таблиця 2.

    Вплив регуляторів росту на розвиток зародків Paeonia anomala L. в культурі in vitro.

    Примітка: «+» - активний розвиток, «±» - слабкий розвиток, «-» - деформований проросток (різні порушення в розвитку).

    Нормальний хід розвитку ізольованих зародків P. anomala на середовищі Мурасіге і Скуга з половинною концентрацією мінеральних солей без гормонів виглядає наступним чином. На 5-7 добу після виокремлення зародка розсовувалися сім'ядолі; на 12-14 добу з'являвся корінець; на 25-30 добу корінець досягав 1.5-2.0 см довжини, збільшувалися сім'ядолі. Після перенесення проростків в умови фотоперіоду через місяць починалося

    позеленіння сім'ядоль. Через 40 діб з'являлася нирка, корінець досягав 3-5 см довжини.

    У культурі ізольованих зародків P. anomala ми отримували інтенсивний розвиток зародків, активне зростання їх кореневої системи, гіпо- Котіля і сім'ядоль, але верхівкова нирка проростка, при прийнятих умовах вирощування (температура 26 ° С), залишалася в стані спокою.

    Для виведення з спокою верхівкової бруньки проростків нами використано вплив знижених температур і гібберелловой кислоти. При впливі низькими позитивними температурами (5-6 ° С) і додаванні в живильне середовище гібберелловой кислоти в концентрації 1.0 мг / л перший лист з'явився через один місяць культивування in vitro, в той час як контрольні рослини залишалися в сім'ядольному стані.

    Таким чином, розроблена технологія включає асептичне вичленення зародка, вирощування його на живильному середовищі Мурасіге і Скуга з половинною концентрацією мінеральних солей і виведення з спокою верхівкової бруньки проростка із застосуванням низьких позитивних температур і гібберелловой кислоти. Використання методу ембріокультури скорочує період проростання і розвитку зародків, що дозволяє отримати рослини P. anomala через 1.5-2 місяці після виокремлення і культивування зародків на штучному живильному середовищі замість 1-2 і більше років при звичайному посіві насіння в грунт.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Мулдашов А. А, Кучеров Е. В, Галеева А. Х. Про охорону та раціональне використання флори і рослинності в північній зоні Башкортостану // Питання раціонального використання і охорони рослин в республіці Башкортостан. Уфа: Гілем, 1998. С. 5-18.

    2. Мулдашов А. А., Галеева А. Х., Маслова Н. В. Проблеми охорони півонії ухиляється (Paeonia anomala L.) в республіці Башкортостан // Проблеми збереження біорізноманіття на Південному Уралі. Уфа: Гілем, 2004. З.

    3. Червона. книга республіки Башкортостан. Т. 1. Рідкісні та зникаючі види вищих судинних рослин. Уфа: Кі-тап, 2001. - 280 с.

    4. Цингер Н. В. // Тр. Гл. Бот. саду. 1951. Т. II. С. 103-145.

    5. Валішіна В. П., Цингер Н. В. // Бюлл. ГБС. 1952. Вип. 13. С. 45-47.

    6. Попцов А. В., Некрасов В. І., Іванова І. А. Нариси з насіннєзнавства. М .: Наука, 1981. С. 1-113.

    7. Ігнатьєва І. П. // Изв. ТСХА. 1995. Вип. 4. С. 108-134.

    8. Миколаєва М. Г. // Фізіологія насіння. М .: Наука, 1982. С. 125-183.

    9. Миколаєва М. Г., Разумова М. В., Гладкова В. Н. Довідник по пророщування покояться насіння. Л .: Наука, 1985. С. 1-347.

    10. Бутенко Р. Г. Культура ізольованих тканин і фізіологія морфогенезу рослин. М .: Наука, 1964. - 272 с.

    11. Калінін В. Ф., Сарнацький В. В., Поліщук В. Є. Методи культури тканин в фізіології і біохімії рослин. М .: Наук. думка, 1980. - 488 с.

    12. Батигін Т. Б., Бутенко Р. Г. // Ботан. журн. 1981. Т. 66. № 11. С. 1531-1547.

    Надійшла до редакції 05.07.2006 р.

    Надійшла до редакції після доопрацювання 31.10.2007 р.

    № п / п Розмір Жізнеспо- Нежізнеспо-

    зародка, мм собнимі,% собнимі,%

    1. 0.3 - 0.4 40 и 3.2 60 и 4.7

    2. 0.5 - 0.6 80 и 6.7 20 и 1.2

    № п / п Концентрація ауксинов, мг / л Концентрація БАП, мг / л Розвиток проростка

    1. 0 0 +

    ІМК 0.01 0.1 +

    2. 0.01 0.3 и

    0.01 0.5 -

    ІУК 0.01 0.1 и

    3. 0.01 0.3 -

    0.01 0.5 -

    НУК 0.01 0.1 и

    4. 0.01 0.3 -

    0.01 0.5 -


    Ключові слова: ЗАРОДКИ /КУЛЬТУРА IN VITRO /PAEONIA ANOMALA

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити