Влияние питательной среды и генотипа на морфогенез в культуре зрелых зародышей кукурузы

Выводы

1. Наиболее эффективным направлением морфогенеза, ве дущим к развитию растений-регенерантов у исследованных пяти гибридных форм является геммогенез.

2. Из каллуса регенерация осуществляется только у Фриллитунии на среде № 2 (ИУК - 1,0; БАП - 2,0) и у Кружевницы на среде № 4 (ИУК -2,0; БАП - 2,0).

3. Для эксплантов многоцветковых форм {Petunia multiflorá) наиболее благоприятной для индукции геммигенеза и регенерации является среда №3 (ИУК - 1,0; БАП - 4,0).

4. Из крупноцветковых гибридов регенеранты удалось получить от эксплантов гибрида Голубое вино на средах, индуцирующих геммогенез: № 2 (ИУК -1,0; БАП - 2,0) и № 4 (ИУК - 2,0; БАП - 2,0).

Библиографический список

Колесникова Е.Г., Горбаченков М.В. Петуния, сурфиния, калибрахоа. М., 2004. 64 с.

Апаторцева Т.А., Тырнов B.C. Морфогенез и микроразмножение гибридных форм петунии // Вестн. СГАУ. 2007. Спец. вып. С. 30-34.

Rao P.S., Handro W., Harada H. Hormonal Control of Differentiation of Shoots Roots and Embryos in Leaf and Stem Cultures of Petunia inflata and Petunia hybrida // Physiol. Plant. 1972. Vol. 28. P. 458-463.

УДК 581.143.6

ВЛИЯНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ И ГЕНОТИПА НА МОРФОГЕНЕЗ В КУЛЬТУРЕ ЗРЕЛЫХ ЗАРОДЫШЕЙ КУКУРУЗЫ

Т.А. Алаторцева, B.C. Тырнов

Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского 410012, Саратов, Астраханская, 83; e-mail: AlatortsevaTA@info.sgu.ru; Tyrnovvs@ info.sgu.ru

Широкое использование метода in vitro при размножении злаков, в частности кукурузы, в значительной степени сдерживается такими лимитирующими факторами, как состав питательной среды, генотип донорных растений, тип экспланта. Один из путей решения этой проблемы может

быть связан с использованием доноров, обладающих высоким регенераци-онным потенциалом in vitro и сохраняющих это свойство при гибридизации с другими, возможно, более ценными сортами и линиями, но немор-фогенными при эксплантации (Диас, Долгих, Шамина, 1994).

В работах ряда авторов (Богунова, 1993; Dolgykh, 1994) уже отмечалось, что у кукурузы одной из таких высокорегенерационных линий, например, является линия А188 американского происхождения и ее гибриды.

Как показали наши многолетние исследования, достаточной высокой репродуктивной активностью in vitro обладает линия кукурузы АТ-1, у которой ещё одной важной особенностью является склонность к партено-генетическому развитию зародыша при задержке опыления. Тенденция к апомиксису при этом сохраняется и при культивировании неопыленных завязей, хотя in vitro программа развития гаплоидных партеногенетических проэмбрио, находящихся внутри завязи, как и зрелых зиготических зародышей может реализоваться в ином виде - в направлении интенсивного каллусо- и эмбриоидогенеза (Алаторцева, 1994; Alatortseva, Tyrnov, 2001 a, b). При параллельном культивировании амфимиктичных форм аналогичных морфогенетических возможностей in vitro у них не отмечалось. Вполне вероятно, что существует взаимосвязь между способом размножения донора (ano- или амфимиксис) и уровнем мофогенетической активности in vitro.

Исходя из этого нами была рассмотрена возможность передачи данных свойств другим генотипическим формам кукурузы при гибридизации.

В данном эксперименте донорами эксплантов служили: партеногене-тическая линия АТ-1, амфимиктичная линия ГПЛ-1 (гаплоидного происхождения) и их гибридная форма АТ-1хГПЛ-1. Перед культивированием зародыши вычленялись из зрелых сухих зерновок, предварительно замоченных в воде и обработанных далее дезинфицирующими растворами (70% этиловый спирт и гипохлорит натрия). Экспланты выдерживали на питательной среде, включающей макро- и микроэлементы МС, витамины, различные сочетания концентраций сахарозы (2,0%, 4,0%, 6,0%) и 2,4-Д (2,0 и 3,0 мг/л). Также были опробованы и безгормональные варианты с аналогичными количествами углевода (таблица).

Установлено, что зародыши этих трёх генотипов сильно отличаются по способности к морфогенезу in vitro. В частности, зародыши линии ГПЛ-1, как и других амфимиктичных линий в предыдущих работах, не проявляли тенденции к морфогенезу и регенерации при культивировании

IVO

2

Ё.

и g

S

g

I

с

£ 3

я j 1 1 * * 0 е- 1 s 1 i g i s 0 с г £ .3 о"- S £ S u зг КГ 4 ri о £ » 1 1 t? f¡ rí г*4. so Г**) m 3 1Л -г ос «л СП тГ о с" »O г Г rí S C3 о 37,9 о о

с; «' эс á¡ ТГ 1Г1 tri С эо sc r~í Г-" о мн -т о оо эс -г с ОС M o vi T Ov vi о о

о г-£ о еГ n о wn rr P4 m о r- о о •-T, t+i Ov ff о «п сл IM •CJ o a тт r--( Vi —" о о с

л S "H-* ч — 1 X га О S ¡^ 4 IN о t-í о £ OV го "T f^l -r oí W il -r V¡ о 1/4 Vi Í3 ГЧ o r-i -т ГЧ о OS га о

з r-í ¡3¡ О о rn О с m Sri f*l r-i s о -о oí «п r¡ ao en e-'û г>) r^í OD о «

с й-« VI 0< V* T СО e DÓ о = Cl i vi г*- п гч t •o o - n S г-Эч а в

* ъ м g 1 1 и n s s rj о (Ч m % о 5 s •ri с К p*- V! г-- rr ÍN T «1. о о ri во я О4 о ^

а * п I о DO ne Г-) r'i о к d ZC rvj т' V-, r-' VÇ fK o о Í: о "1 о-f- о о

о £ ffj n ey lO с сЛ ЭО ves г») Vi X г» ef O o о Г-* £> о о о

s 1 В В, С гК TJ О. р ¡L M s i CL g s ï cr = S, в 'J I 6 CL Л i i с i n 0 г а С С. 1 à- S e f) 1 s c- 1 Jit « i», I С iC ? 1 а •i.  а. X я 5, 5 0 1 g. S. 3 1 1 U Li 3 : : J ¿T) i И I S Б £ a а _ * 1 g gl Q ___ S 5! ff = к s о Ö" 3 1 i Г! и s 3 y с. о í- Б с £ р» 3 гс, 'J = Е ¿i

g s. 1 i £ § É X < oc i p;

в данных условиях. Замечено, что прорастание зародышей этой линии может сопровождаться лишь появлением глобул на месте среза при наличии в среде 2,4-Д. На безгормональных вариантах (№ 1, 4, 7) каллус либо не образуется, либо в области щитка наблюдается слабая его пролиферация. Более отзывчивыми на условия культивирования являлись зародыши апо-миктичных доноров, линии АТ-1 и ее гибрида АТ-1хГПЛ-1. В данном случае у них, как и у половых форм, из зародышей на безгормональных средах развиваются нормальные растения с корнями. Присутствие же в среде 2,4-Д, с одной стороны, негативно сказывается на корнеобразовании у проростков, а с другой - положительно влияет на процессы каллусо- и эм-бриоидогенеза. У линии АТ-1 на гормональных средах с сахарозой 2% (варианты № 2, 3) наблюдается максимальная частота глобулообразования, соответственно 31,5 и 37,5%, в то время как на других средах с 2,4-Д частота варьировала от 9,4% (вариант № 6) до 18,2% (вариант № 9). Однако частота индукции глобулообразования не определяет частоту формирования эмбриодогенных комплексов. Количество зародышей с ЭГК в некоторой степени коррелировало с количеством сахара в гормональных средах. Например, частота появления ЭГК была несколько выше на вариантах с 6,0% сахарозыпо сравнению со 4,0%, и максимальная частота ЭГК (10,6%) была зафиксирована на среде №9 с 2,4-Д -Змг/л и 6,0% сахарозы.

Что касается гибрида АТ-1хГПЛ-1, то, как и для линии АТ-1, максимальные частоты глобулообразования были отмечены на средах № 2 (37,3%) и № 3 (23,1%), а также на варианте №6 (24,5%). Процесс формирования ЭГК у гибрида происходил с более низкой частотой, величина которой варьировала от 2,0% (вариант № 6) до 4,4% (среда № 3).

Таким образом, из трех изучаемых генотипов лишь зародыши апо-миктичных доноров оказались способными формировать ЭГК, причем более высокие морфогенетические потенции продемонстрировала линия АТ-1 и в меньшей степени её гибрид с амфимиктичной формой. Тем не менее эти результаты свидетельствуют о том, что гибридные формы могут быть перспективными для внедрения в культуру in vitro с целью массового производства растений из эмбриоидогенных каллусных клонов. Возможно, что именно через гибридизацию вместе с генами апомиксиса удастся передать будущим донорным растениям (и соответственно их эксплантам) морфогенетическую активность in vitro и использовать их в качестве объектов для биотехнологических исследований.

Библиографический список

Богунова В.Г. Физиологическая и генетическая регуляция морфогенеза и регенерации кукурузы in vitro-. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1993. 24 с.

Dolgykh Yu.I. Establishment of Callus Cultures and Regeneration of Maize Plants // Biotechnology in Agriculture and Forestry. Berlin, 1994. Vol. 25, Maize. P. 24-35.

Диас С., Долгих Ю.И., Шамина З.Б. Значение физиологических и генетических факторов в индукции эмбриогенного каллуса у разных линий кукурузы // Докл. РАСХН. 1994. Т. 2. С. 6-8.

Алаторцева Т.А. Культура завязей кукурузы в связи с апомиксисом: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. СПб., 1994. 18 с.

Alatortseva Т., Tyrnov V. Reproduction of haploid and diploid maize forms in vitro И Maize Genetics Coop. USA. 2001a. Vol. 75. P. 55-56.

Alatortseva T.A., Tyrnov V.S. Maize Regeneration in vitro II Molecular mechanisms of genetic processes and biotechnology: Intern. Symp. M.; Minsk, 2001b. P. 314.

УДК 635.92:581. 143.6

ОСОБЕННОСТИ РАЗМНОЖЕНИЯ И РЕГЕНЕРАЦИИ ТЮЛЬПАНОВ

IN VITRO

А.Ш. Ахметова, JI.H. Миронова

Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН 450080, Уфа, Полярная, 8; e-mail: al_sham@mail.ru

В настоящее время с целью повышения эффективности селекционной работы для многих растений, в том числе для тюльпанов, используют биотехнологические методы размножения. Изучение морфогенетических потенций разных органов и тканей растения позволяет выявить оптимальную схему, метод и условия размножения in vitro. Цель данной работы -оценить генетические потенции к морфогенезу декоративного растения тюльпана и выявить оптимальные условия для реализации этих потенций.

Материал и методика

В качестве исходного материала были использованы плоды (семена) тюльпана сорта Lucky Strike. Работу в асептических условиях, стерилизацию питательных сред и посадочного материала проводили согласно имеющимся рекомендациям (Бутенко, 1964; Калинин и др., 1980; Катаева,