Микроклональное размножение Ириса Низкого путем изолирования зародыша как способ сохранения вида

Одним из альтернативных подходов к проблеме сохранения генофонда может стать использование методов биотехнологии растений. Но эти методы могут быть применимы только к таким видам, для которых разработаны методы регенерации и микроразмножения in vitro.Системы in vitrо, из которых невозможно получить растения-регенеранты, не представляют большого интереса для генетического сохранения [11]. Исполь

зование методов биотехнологии для сохранения генофонда имеет преимущества перед традиционными методами, заключающимися в том, что отпадает необходимость в большой площади земли и регулярном уходе за посадками, а также исключается возможность потери растений из-за заболеваний. Методические приемы, существующие в настоящее время, можно разделить на две группы. Одна группа методов базируется на хранении без нарушения процессов роста растений и, в дополнение к сказанному, именно эта группа методов имеет все те преимущества, которые с практической точки зрения дает использование методов культуры in vitro в размножении растений. Другие методы основаны на хранении при полной остановке роста либо при его замедлении [4].

В литературе не описываются приемы биотехнологии по выращиванию Ириса Низкого. И я считаю необходимым отработать технологию введения этого вида в культуру для его сохранения и размножения.

1.2 Микроклональное размножение как способ сохранения редких и исчезающих видов растений

Культура клеток растений – область биологии, тесно связанная с практикой. Почти каждый открытый здесь научный факт находит свое отражение в прикладных исследованиях. В отличие от клеток животных практически любая растительная клетка способна в определенных условиях и на соответствующих питательных средах регенерировать полноценные растения (свойство тотипотентности растительных клеток) Решающую роль во вторичном образовании органов (корней или почек) из недифференцированных тканей in vitro играет соотношение фитогормонов (ауксинов и цитокининов) и их концентраций в питательной среде. Изучение процесса экспериментального морфогенеза на всех уровнях организации, ототдельной клетки до верхушки побега, привело к созданию технологии клонального микроразмножения растений, которая уже в большинстве стран перешла на коммерческий уровень. Метод микроклонального размножения играет важную роль для ускоренного клонирования плодовых, ягодных, клубнеплодных, декоративных видов растений и древесных пород. Впервые этот метод применил французский исследователь Ж.Морель в 1960 г. для размножения орхидей. Из исходного экспланта ему удалось в течение года получить около четырёх миллионов новых растений, свободных от вирусной инфекции.

По своей сути микроклональное размножение аналогично вегетативному типу размножения растений с той лишь разницей, что оно протекает в пробирке в условиях in vitro, где из клеток изолированных тканей в итоге можно получить достаточно большое количество новых растнеий. Обязательным условием микроклонального размножения является идентичность полученного материала исходному материнскому растению [15]. Еще недавно этот способ рассматривали как возможность ускоренного клонирования вегетативно размножающихся видов растений, а так же как вспомогательный метод освобождения растений от вирусов. Однако результаты некоторых исследований показали, что значение этого метода существенно возрастает для клоновой селекции растений (экспериментальный мутагенез и расхимеривание), криосохранение ценного исходного материала, а так же ряда других [4]. Способность к образованию больших количеств (несколько миллионов и более) соматических зародышей в условиях in vitro используется для разработки технологии массового и непрерывного получения «искусственных» семян. Более того, метод клонального микроразмножения может быть с успехом использован для создания синтетических сортов. К настоящему времени число видов, которые можно клонировать «в пробирке», уже составляет около одной тысячи.

Преимуществами данного метода по сравнению с традиционными являются:

· значительно более высокие коэффициенты размножения (можно получить до 100.000- 1.000.000 мериклонов в год, тогда как при обычном размножении – 5-100 растений за тот же срок;

· миниатюризация процесса, приводящая к экономии площадей, занятыми маточными и размножающимися растениями;

· оздоровление растений от грибных и бактериальных патогенов, вирусов, микоплазменных, вироидных и нематодных инфекций;

· возможность размножения и ускорения растений, размножение которых затруднено обычными способами.

Хотя метод микроклонального размножения растений является довольно трудоёмким и затратным, в ряде случаев на его основе уже стало возможным создавать экономически рентабельные технологии [5].

1.3 Культура изолированных зародышей

Метод выращивания изолированных зародышей на искусственной питательной среде успешно развивается, начиная с работ Ханнинга, проведенных еще в 1904г. Различают выращивание на искусственной питательной среде зародышей из зрелых семян и зародышей из незрелых семян, изолированных на ранних фазах развития.

В первом случае зародыши чаще всего полностью дифференцированы.Изолирование их и выращивание на искусственных средах служит целям изучения потребностей их в элементах питания. Особенно интересно для ученых выяснить роль в питании зародыша веществ, поступающих из других частей семени - или усваиваемых им прямо из питательного субстрата. Это физиологическое направление в выращивании изолированных зародышей можно дополнить изучением состояния покоя зародыша может быть непродолжительным, а может требовать применение специальных приемов обработки семян, таких, как стратификация (воздействие пониженных- 2-5º - температур) в течение продолжительного времени. Выращивание в стерильных условиях на искусственной питательной среде дает в этом случае возможность применить различные вещества для преодоления состояния состояние покоя и стимулирования роста зародыша. Изучение потребности растений в низких температурах для их дальнейшего развития также можно провести на изолированных зародышах. Практическое значение культуры изолированных зародышей из зрелых семян заключается в ускорении получения растений из трудно прорастающих семян. Семена ирисов имеют длительный период покоя и прорастают в течение 2-3 лет. Выращивание изолированных зародышей без эндосперма и покровов семени, которые и вызывают задержку прорастания семян, позволяет ускорить развитие растений. Для вычленения зародышей обычно используют набухшие семена. Их стерилизуют, иногда дополнительно обжигают в пламени спиртовки, а затем в стерильных условиях препарируют и выделяют зародыш.

Работа с изолированными зародышами из зрелых семян относительно проста и может быть организованна в любой лаборатории селекционной станции. Труднее работать с зародышами, изолированными на ранних стадиях развития из незрелых семян. Значительно меньшие размеры самого зародыша и органов из которых он вычленяется, создают технические трудности. Но наиболее сложным в этом случае является подбор питательных сред, которые должны обеспечить развитие зародыша до состояния, которое он имеет в зрелом семени, его прорастание и рост.

 Скачать реферат