Оптимизация условий введения в культуру in vitro растений вида Павловния
Анализ условий стерилизации эксплантов из листовых пластинок, верхушечной меристемы и черешков растений Павловнии с использованием мыльного раствора. Знакомство с результатами исследования по введению в культуру in vitro растений вида Павловния.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.03.2019 |
Размер файла | 634,4 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/
Оптимизация условий введения в культуру in vitro растений вида Павловния
В данной работе приведены результаты исследования по введению в культуру in vitro растений вида Павловния. Оптимизированы условия стерилизации эксплантов из листовых пластинок, верхушечной меристемы, междоузлий и черешков растений Павловнии с использованием мыльного раствора, 70%-го раствора этанола и гипохлорита натрия в концентрации 0,5-1,5%.
Высокий процент выживаемости при введении эксплантов верхушечной меристемы и междоузлий достигнут при использовании 0,5%-го гипохлорита натрия.
Каллусообразование отмечено на 7-9 день, а регенерация растений- через 2 недели. Выявлена прямая регенерация растений как на самом экспланте, так и через каллусные культуры путем формирования глобулярных структур.
Проводятся работы по оптимизации состава питательных сред с целью повышения частоты каллусообразования и дальнейшей регенерации растений.
В настоящее время в Республике Казахстан, по данным ООН, почти 60% территории считается зоной высокого риска в связи с развитием процессов опустынивания. Так, 12 миллион гектар подверглось ветровой эрозии и 4 миллиона гектар - водной эрозии [1]. Одним из перспективных решений данной проблемы в мире для укрепления структуры почвы и озеленения является использование растений вида Paulownia [2].
Растение вида Павловния является одним из быстрорастущих деревьев, не взыскательных к качествам почвы. Данный вид деревьев обладает морозостойкими и зимостойкими качествами, которые необходимы для развития и размножения растений в различных почвенно-климатических условиях Республики Казахстан. Павловния - лиственное дерево 12-15м высотой, с крупными сердцевидными листьями 15-40 см в поперечнике, расположенными на стебле в противоположных парах. Цветки появляются ранней весной на метелках длиной 10-30 см, с трубчатым фиолетовым венчиком, напоминающим цветок наперстянки. Плод представляет собой сухую капсулу, содержащую тысячи мельчайших семян [3, 4].
Во многих странах мира, как Китай, Япония, Узбекистан, Болгария, для озеленения городских площадей стали широко использовать саженцы быстрорастущих деревьев Павловнии (Paulownia), что является новым инновационным направлением, позволяющим получать результат за более короткое время (6-ти метровые деревья максимум за 3 года) и обеспечивающим значительную экономию финансовых средств [3].
Павловния (Paulownia) - дерево с красивыми крупными листьями (диаметр около 70 см), цветами (до 6 см в диаметре) и красивой кроной. Диаметр ствола достигает 1 метр. Продолжительность жизни до 100 лет. В зависимости от среды произрастания, деревья могут достигать разной высоты, максимум -до 25 метров. Известно, что растения Павловнии используют в фармакологии, косметологии, животноводстве, а древесину, используют для получения целлюлозы. Химическая переработка древесины позволяет получать экологически чистый биоэтанол путем гидролиза [5].
В лаборатории биотехнологии кафедры «Пищевая биотехнология» Алматинского технологического университета проводятся работы по размножению различных видов растений методами биотехнологии. В результате проведенных исследований было выявлено, что растения, которые были получены путем размножения в тканевых культурах in vitro, развиваются лучше, чем те, которые были получены из семян.
Показано, что растения, полученные методом культуры in vitro имеют ряд преимуществ: абсолютно свободны от болезней и вирусов; генетически однородны, так как были размножены из однородного материала и растения развиваются быстрее.
В настоящее время на кафедре «Пищевая биотехнология» ведутся научные исследования по разработке метода введения в культуру invitro и ускоренного микроклонального размножения растений вида Павловнии войлочной (Р.tomentosa) [6].
Нами подобраны условия стерилизации для введения в культуру invitro различных эксплантов растений: верхушечной меристемы, листьев, черешков, стеблей и междоузлий на универсальной питательной среде Мурасиге-Скуга (МС)[7].
Были использованы следующие схемы стерилизации эксплантов. Первый способ: промывание в мыльной воде (2-5 мин); промывка под проточной водой (2-5 мин); стерилизация 70%-ым раствором этанола (1-2 мин); стерилизация 1,21,5%-ным раствором гипохлорита натрия (5 мин); трехкратное полоскание в стерильной дистиллированной воде (15 мин). Во втором способе использовали 0,5%-ный раствор гипохлорита натрия. В третьем способе стерилизацию 0,5%ным раствором гипохлорита натрия проводили с выдержкой в 7 минут.
По результатам экспериментов выявлено, что при использовании первого способа стерилизации достигнута 100% стерильность всех видов эксплантов, но сами экспланты имели повреждения, тогда как стерилизующий агент должен максимально уничтожить все поверхностные микроорганизмы с растительного материала, но не должен повреждать экспланты. При втором случае наблюдали заражение у 70% эксплантов, время действия стерилизующего агента оказалось недостаточным для уничтожения поверхностных микроорганизмов. При третьем способе стерилизации отмечена 100%-ная стерильность эксплантов и не выявлено повреждений.
Таким образом, было установлено, что наилучшими эксплантами для введения в культуру invitroи регенерации растений явились верхушечная меристема и междоузлия растения. Каллусообразование на этих эксплантах начиналось через 7-9 дней, а регенерация наблюдалась через две недели (рисунок 1).
Рисунок 1. Этапы культивирования эксплантов растения Павловнии
меристема растение стерилизация
Для регенерации растений побеги переносили на питательную среду МС с половинным содержанием солей без фитогормонов. Отмечено, что регенерация растений происходила как на самом экспланте (прямая регенерация), так и через каллус (путем формирования плотных глобулярных структур светло-зеленого цвета). Начало формирования корней наблюдалось через 6-8 дней. Полученные растения -регенеранты высотой 3-5 см после отмывания от агара переносили в стаканчики для развития корневой системы с торфом.
В настоящее время проводятся работы по оптимизации состава питательных сред с целью повышения частоты каллусообразования и регенерации растений.
Список использованной литературы
1.Официальный сайт Министерства национальной экономики Республики Казахстан. Комитет по статистике [Электронный ресурс].- режим доступа: https://stat.gov.kz/faces/wcnav_externalId/ecolog
2.Тыщенко Е.Л., Якуба Ю.Ф. Павловния войлочная как биоиндикатор степени загрязненности почв [Электронный ресурс] // Плодоводство и виноградства Юга России.- Краснодар: СКЗНИИСиВ, -2014. -№26(02).
3.Atanas Chunchukov, Svetla Yancheva//Micropropagation of Paulownia species and hybrids, volume 100, livre 4, First National Conference of Biotechnology, Sofia 2014, pp. 223-230.
4.Ткаченко К.Н. Адамово дерево, или царственная павловния // В мире растений,2013, №12- с.26-29.
5.Домбровский В. Информационный журнал// Павловния [Электронный ресурс].- режим доступа: https://fermer.ru/forum/raznoe/28836
6.Лесова Ж.Т., Амирова А.К., Шаяхметова И.Ш., Жардемали Ж.К., Карбузов А.П. Изучение регенерационной способности древесной культуры Paulowniatomentosa(thumb) steud. для микроклонального размножения//журнал «Актуальная биотехнология» №2 (21), Воронеж, 2017.
7.Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture // Physiol. Plantarum. - 1962. - Vol. 15. - P. 473-497.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Культура ткани в размножении пшеницы. Гормональная регуляция в культуре ткани, схема контроля органогенеза. Роль гуминовых кислот в процессе стимуляции роста растений, их влияние на характер белкового и углеводного обмена растений пшеницы in vitro.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 05.11.2011Получение регенерантов из каллусной ткани и изучение их свойств. Тестирование индукции каллусного потенциала двух сортов шалота с различными гормонами и гормональными комбинациями. Исследование свойств регенерантов на предмет хромосомных перестроек.
практическая работа [763,8 K], добавлен 14.08.2015Особенности роста и развития растений. Культура и морфогенетические особенности каллусных тканей. Клональное микроразмножение отдаленных гибридов. Применение культур растительной ткани. Вспомогательное использование методов in vitro в селекции растений.
реферат [7,0 M], добавлен 22.09.2009Общая характеристика растений как фотоавтотрофных организмов. Дифференциация тела растений, простые и сложные ткани. Первичные и вторичные меристемы. Ситовидные клетки и трубки как важнейшие части флоэмы. Виды паренхимы основных выделительных тканей.
презентация [15,0 M], добавлен 28.01.2013Применение клеточных технологий в селекции растений. Использование методов in vitro в отдаленной гибридизации. Работы по культивированию каллуса с целью получения нового селекционного материала. Гибридизация соматических клеток и ее основные результаты.
реферат [28,6 K], добавлен 10.08.2009Общая характеристика водного обмена растительного организма. Структура и свойства воды, ее функции в метаболизме растений. Значение транспирации и влияние внешних условий на степень открытости устьиц. Физические основы устойчивости растений к засухе.
курсовая работа [673,5 K], добавлен 12.09.2011Краткие характеристики климатических условий на цветение раннецветущих растений. Суточное колебание температуры воздуха. Влияние время схода снега на сезонное развитие растений. Характеристика раннецветущих травянистых растений, кустарников и деревьев.
курсовая работа [64,2 K], добавлен 01.06.2014Метаморфоз (видоизменение, превращение, переход в другую форму развития) у животных и растений. Онтогенез растений, связанный со сменой выполняемых ими функций или условий функционирования. Регуляция метаморфоза у животных, его отличие от растений.
презентация [1,1 M], добавлен 16.05.2011Характеристика основных групп растений по отношению к воде. Анатомо-морфологические приспособления растений к водному режиму. Физиологические адаптации растений, приуроченных к местообитаниям разной увлажненности.
курсовая работа [20,2 K], добавлен 01.03.2002Определение понятий "засуха" и "засухоустойчивость". Рассмотрение реакции растений на засуху. Изучение типов растений по отношению к водному режиму: ксерофитов, гигрофитов и мезофитов. Описание механизма приспособления растений к условиям внешней среды.
реферат [998,2 K], добавлен 07.05.2015Характеристика и классификация тканей у растений. Свойства меристемы и ее цитологические особенности. Исследование структуры апексов побегов и зародышей. Основные положения теории гистогенов. Увеличение объема апикальной меристемы и рост усиления.
презентация [1,3 M], добавлен 06.04.2016Закаливание растений. Сущность закаливания растений и его фазы. Закалка семян. Закаливание рассады. Реакция адаптации корневых систем, воздействуя на них температурами закаливания. Холодостойкость растений. Морозоустойчивость растений.
курсовая работа [43,4 K], добавлен 02.05.2005Фитоиммунитет и его виды. Типы повреждений растений насекомыми и клещами. Связь между устойчивостью к вредителям и поражением растений возбудителями заболеваний. Основные факторы групповой и комплексной устойчивости растений к патогенным агентам.
курсовая работа [28,2 K], добавлен 30.12.2002Биоиндикация техногенного загрязнения с использованием высших растений. Экологические шкалы Раменского, Цыганова, Элленберга. Реакции хвойных и лиственных растений на присутствие загрязнителей воздуха: газоустойчивость и индикационная значимость растений.
реферат [23,5 K], добавлен 21.12.2013Методы биотехнологии для сохранения генофонда растений, их преимущества и недостатки. Микроклональное размножение как способ сохранения редких и исчезающих видов растений. Биология вида Ириса Низкого. Культура изолированных зародышей и суть технологии.
научная работа [89,8 K], добавлен 11.11.2009Влияние перегрева растений на их функциональные особенности, виды опасностей. Связь между условиями местообитания растений и жароустойчивостью. Приспособления и адаптация растений к высоким температурам. Экологические группы растений по жароустойчивости.
реферат [9,8 K], добавлен 23.04.2011Пути передачи вирусов от одного растения к другому. Грибковые заболевание в виде белого мучнистого налета на листьях, побегах, бутонах растений. Лечение зараженных растений. Химическое протравливание, сбрызгивание, опыливание и другая обработка растений.
презентация [6,0 M], добавлен 16.11.2014Понятие жизненной формы в отношении растений, роль внешней среды в ее становлении. Габитус групп растений, возникающий в результате роста и развития в определенных условиях. Отличительные черты дерева, кустарника, цветковых и травянистых растений.
реферат [18,9 K], добавлен 07.02.2010Явления в жизни растений, связанные с наступлением лета. Роль человека, влияющего на жизнь растений в природных сообществах. Связь растений с окружающей средой. Луговая флора Республики Беларусь. Геоботаническое описание луговой растительности.
реферат [39,7 K], добавлен 01.07.2015Рассмотрение и анализ основных групп факторов, способных вызвать стресс у растений. Ознакомление с фазами триады Селье в развитии стресса у растений. Исследование и характеристика физиологии стрессоустойчивости растений с помощью защитных систем.
контрольная работа [194,8 K], добавлен 17.04.2019