BioScience Blog – Научный Биологический блог

Кочемасова М.В.

Перспективное направление биотехнологии растений – метод культуры invitroнезрелых зародышей, связанный с формированием каллусов, образованием в них эмбриоидов, дающих начало полноценным фертильным растениям-регенерантам. Цель исследования состояла в выявлении цито-гистологических особенностей формирования эмбриоидов в каллусной культуре invitroзародышевого происхождения и оценке роли фитогормона абсцизовой кислоты (АБК) на отдельных этапах экспериментов. Объектом исследования послужил сорт яровой мягкой пшеницы Симбирка. Каллусы получили через 5-7 сут культивирования незрелых зародышей на питательной среде МС (Murashige, Skoog, 1962) с добавлением 2.0 мг/л 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. Каллусы выдерживали на этой же среде в течение 20-22 сут для наращивания массы. Затем каллусы переносили на питательную среду МС с добавлением АБК в различной концентрации. Контролем служили каллусы, перенесенные на питательную среду МС без АБК. Методом светооптических исследований (Паушева, 1988) во всех вариантах эксперимента в каллусе отмечено образование морфогенетических очагов (МО), состоящих в основном из недифференцированных меристематических клеток, способных к дальнейшему развитию. Количество образовавшихся МО в каллусах зависело как от концентрации АБК, так и от длительности культивирования каллусов invitro. В контроле появления МО не отмечено вплоть до окончания культивирования. При концентрации АБК в 1.0 мг/л МО появляются на 5 сут культивирования invitro, в количестве трех. На 10 сут культивирования количество МО увеличивается до 4, на 20 сут – до 5. При концентрации АБК в 2.0 мг/л появление МО отмечено уже на 1 сут. Далее, в процессе культивирования, количество МО резко возрастает: на 5 сут – 6 очагов, на 15 сут – 7 очагов. На 20 сут отмечено максимальное в условиях выполненных экспериментов количество морфогенетических очагов. Такой режим культивирования можно считать оптимальным. При концентрации АБК в 3.0 мг/л отмечено появление только одного МО на 5 сут. В ходе дальнейшего культивирования invitroколичество очагов не возрастает. При переносе каллусов на питательную среду для регенерации по прописи Blaydes (1966) МО дают начало эмбриоидам, из которых регенерируют растения. При этом эмбриоид формируется на 9-12 сут культивирования путем реорганизации всего МО. Это может свидетельствовать о том, что процесс образования и развития МО является, по сути, незавершенным эмбриогенезом. К 15-17 сут культивирования на питательной среде Blaydes из зрелых эмбриоидов образовывались проростки растений-регенерантов, которые далее развивались с прохождением типичных для пшеницы фенофаз всходов, 3-го листа и кущения. После этого растения-регенеранты извлекали из пробирок и переносили в условия exvitroв вегетационные сосуды с почвой и доводили до фенофазы полной спелости зерна.

Литература

1. Murashige, Т., Skoog, F. (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco cultures // Physiol. Plant., № 15 (3), p. 473-497.

2.  Паушева З.П. (1988) Практикум по цитологии растений. М.: Колос, 1988.

3.  Blaydes, D.F. (1966) Interaction of kinetin and varioris inhibitors in the growth of soybean // Physiol. Plant, № 19 (13), p. 748-753.