Совершенствование метода андрогенеза in vitro у земляники (Fragaria ananassa Duch.)

• Автор: Протасова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Мичуринск- Наукоград
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Методы получения гаплоидов и их значение в

селекционно-генетических исследованиях

1.2. Андрогенез растений в культуре in vitro

1.2.1. Индукция каллусогенеза

1.2.2. Морфогенез и регенерация растений

1.2.3. Микроразмножение и укоренение регенерантов

1.3. Методы адаптации пробирочных растений-регенерантов к нестерильным почвенным

условиям
1.4. Культура пыльников земляники
ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Цель и задачи исследований
2.2. Объекты и методика проведения исследований
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС КУЛЬТИВИРОВАНИЯ IN VITRO ПЫЛЬНИКОВ ЗЕМЛЯНИКИ
3.1. Генотип растений-доноров
3.2. Минеральный и гормональный состав питательных сред
3.3. Стадия развития пыльцы
3.4. Холодовая предобработка пыльников растений-доноров
3.5. Морфологические особенности андрогенных каллусов
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРИЕМОВ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТЕНИЙ
В КУЛЬТУРЕ КАЛЛУСНОЙ ТКАНИ
4.1. Индукция побегов-регенерантов в каллусных тканях
4.2. Размножение и укоренение андрогенных побегов на искусственных питательных средах
ГЛАВА 5. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АНДРОГЕННЫХ
РАСТЕНИЙ-РЕГЕНЕР АНТОВ
ГЛАВА 6. АДАПТАЦИЯ МИКРОРАСТЕНИЙ К УСЛОВИЯМ
ОТКРЫТОГО ГРУНТА

ГЛАВА 7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА АНДРОГЕННЫХ РАСТЕНИЙ ЗЕМЛЯНИКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА КЛОНАЛЬНОГО МИКРОРАЗМНОЖЕНИЯ
Выводы
Рекомендации для практического использования
Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ
Интенсификация современного сельскохозяйственного производства плодово-ягодной продукции требует разработки селекционно-генетических методов ускоренного создания новых, более высокопродуктивных и совершенных сортов ягодных растений, в частности земляники. Наряду с классическими методами, основанными на гибридизации, весьма актуальным является использование в решении данной проблемы современных биотехнологических методов, к которым, относится метод андрогенеза in vitro — культивирование на искусственных питательных средах пыльников и микроспор. Основной интерес к данному методу связан с тем, что это самый эффективный и быстрый способ получения гаплоидов, а на их основе — гомозиготных форм растений. Удвоение числа хромосом гаплоидов приводит всего за одну генерацию к достижению гомо-зиготности по всем локусам. Использование гомозиготных линий в гибридной селекции позволяет заранее предвидеть характер наследования признаков в потомстве, своевременно выбраковывать ненужный селекционный материал, быстро стабилизировать сорта и тем самым строго программировать селекционную работу, экономя время и материальные затраты. К настоящему времени этим способом удалось получить гаплоиды у многих однолетних и двулетних важнейших сельскохозяйственных культур.
Весьма актуально изучение проблемы получения гаплоидных и гомозиготных растений методом андрогенеза у земляники. Для этой ягодной культуры эффективные методы культивирования пыльников in vitro не разработаны. Это обусловлено, прежде всего, недостаточной изученностью механизмов каллусо-, эмбрио - и морфогенеза, влияния различных факторов на эти процессы и, как следствие этого, низким процентом образования каллусов или эмбриоидов. Большие трудности связаны с регенерацией растений и их плохой адаптацией к естественным почвенным условиям. Из отдельных, часто наиболее ценных генотипов, вообще не удается получить регенеранты при культивировании пыльников. Сложность решения этой проблемы связана с тем, что морфогенетический потенциал ягодных растений намного слабее по сравнению с однолетними

условий. Максимальное количество укоренившихся побегов и приживаемость в нестерильных условиях отмечены на питательной среде, содержащей 2-3 г/л агара и дополнительно перлит в соотношении среды и перлита (0,5-1): 1 по объему при укоренении земляники сорта Зенга-Зенгана.
Положительные результаты дает двустадийный прием адаптации расте-ний-регенерантов к условиям выращивания в нестерильных условиях. Например, использование гидропонных установок, заполненных питательным раствором определенного состава на каждой стадии адаптации: ’/4 MS + 510 мг/л КН2РО4 в первые 10 суток и '/4 МС + 1650 мг/л NH4NO3 в последующие 10 суток, характеризуется высокой эффективностью и позволяет получить растения-регенеранты с хорошо развитой корневой системой и надземной частью у различных видов растений (Вечернина и др., 2008).
Исследования показали, что культивирование растений на средах, обогащенных сахарозой (6 %) на последних этапах размножения in vitro, приводит к существенному повышению приживаемости микрорастений земляники на этапе адаптации к нестерильным условиям и ускоряет дальнейшие их развитие (Алексеенко и др., 2008).
По мнению Н. В. Кухарчика с соавторами (2006) в субстрат лучше высаживать регенеранты не менее 2 см высотой, с хорошо развитой корневой системой. Корни растений отмывают от остатков среды в бледно-розовом растворе перманганата калия, при необходимости их укорачивают. Достаточно высокая приживаемость достигается при использовании горшков или ящиков с влажным субстратом. Высаженные растения накрывают полиэтиленовой плёнкой, чтобы создать условия 100 %-ной влажности.
Лучшим временем для переноса растений в нестерильные условия является период начала активного роста после покоя, поэтому для трудноадапти-руемых форм применяется техника создания искусственного периода покоя. Для создания пробирочным растениям периода покоя обходимо выдержать в холодильной камере при температуре +5...+6 °С в течение 40-60 дней. После вынужденного периода покоя растения, перенесенные в почву из культуральных камер, начинают активный рост, быстрее перестраивают систему транспи-