Технология микроклонального размножения хризантемы в условиях in vitro
Милехин, А. В. Технология микроклонального размножения хризантемы в условиях in vitro / А. В. Милехин, С. Л. Рубцов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 24 (104). — С. 335-338. — URL: https://moluch.ru/archive/104/24575/ (дата обращения: 15.08.2023).
Анализ российского рынка садовых, декоративных культур свидетельствует: в последние годы интерес на новые сорта данных культур существенно вырос. В ходе процесса перехода экономики страны к импортозамещению очевидна необходимость сокращения импорта посадочного материала, становится актуальной проблема массового производства различных сортов однолетних и многолетних цветочных культур внутри России. Отстраняться от неё нельзя: наличие высокого инфекционного фона у завезённого посадочного материала сказывается не только на качестве цветения, внешнем виде и продолжительности жизни растений, но и вызывает заражение окружающей среды опасными патогенами, что оказывает отрицательное влияние на экологию регионов. Проблема может быть успешно решена с использованием при размножении ценных сортов методов биотехнологии [1].
В промышленном производстве цветочных культур во всем мире в настоящее время наиболее перспективным методом размножения растений считается метод in vitro.
Этот метод имеет существенные преимущества перед традиционными способами размножения растений:
получение генетически однородного посадочного материала;
получение безвирусных растений за счет использования меристемной культуры;
высокий коэффициент размножения;
возможность проведения работ в течение года и экономия площадей, необходимых для выращивания посадочного материала;
пробирочные растения легко транспортировать на любые расстояния.
Использование технологий микроклонального размножения позволяет сократить время выращивания до товарного стандарта, к примеру, для декоративно-лиственных бегоний и сенполий на 1–1,5 мес., для хризантем, лилий, гвоздик и орхидей — на 3–4 месяца. Размножая какой-либо новейший сорт, можно вырастить несколько миллионов растений за один год, и, дорастив их в течение 2–3 лет, получить качественный посадочный материал. При обычных методах размножения для этого понадобилось бы более 10 лет [2].
В мировом масштабе большая часть декоративно-цветочного ассортимента массового производства выпускается с применением технологий микроклонального размножения.
Микроразмножение растений, начавшее распространяться в 60-е годы 20 века, оформилось как мощное промышленное производство, быстро реагирующее на запросы рынка. К примеру, только за период с 1985 по 1990 годы число растений, размножаемых in vitro, возросло с 130 млн. до 513 млн. Мировыми лидерами в этой области являются Нидерланды, США, Индия, Израиль, Италия, Польша и другие страны. В США микроразмножением занимаются около 100 лабораторий, 5 из которых имеют производительность 15–20 млн. растений в год, 8–10 лабораторий — от 2–10 млн., остальные менее 1 млн. растений. Из 248 коммерческих лабораторий Западной Европы с общей годовой производительностью 212 миллионов растений только 37 производят более 1 млн.
Лидером микроразмножения растений в Западной Европе являются Нидерланды (около 70 лабораторий занимается микроразмножением). Это связано с традиционнной ориентацией на производство декоративных культур, где Нидерланды доминируют на мировом рынке (около половины мирового экспорта цветов на срезку и декоративных растений экспортируется из этой страны). Наиболее важными группами растений, размножаемых in vitro в этой стране, являются такие декоративные культуры, как горшечные растения на срезку, орхидеи и луковичные.
В России накоплен большой опыт по микроклональному размножению наиболее востребованных культур; практически во всех научно-исследовательских институтах, селекционных центрах созданы лаборатории биотехнологии, одна из главных задач которых оздоровление и микроклональное размножение ценного селекционного материала и перспективных сортов.
Сейчас технологии клонального микроразмножения invitro на лабораторном уровне разработаны в мире более чем для 2400 видов растений. Однако коммерческих лабораторий, использующих эти приёмы, относительно немного, около 200. Это объясняется отчасти тем, что не все, разработанные в сугубо лабораторных условиях методики, применимы непосредственно в производстве. Часто требуется решение отдельных узловых моментов для конкретных видов растений. Немаловажным является и вопрос экономической эффективности [3].
Среди цветочных культур большой популярностью и спросом несомненно пользуется хризантема. Хризантема сегодня входит в список наиболее популярных цветочных культур, которые распространены по всему миру. Для потребителя предлагаются как срезочные, так и горшечные, садовые и тепличные растения. По объему продаж хризантемы уступают только розам. Более чем за 2000-летнию историю культуры создано около 7000 сортов хризантем, часть из которых используют в кулинарии, в фармацевтической промышленности, а также в качестве инсектицидов. Однако наибольшую популярность хризантема снискала в цветоводстве [4].
В тоже время на территории Российской Федерации объемы производства посадочного материала современных сортов недостаточны, а имеющийся материал дорогостоящий. В связи с этим разработка современной технологии увеличения объёмов производства, равно как, и удешевления посадочного материала весьма актуальны.
В лаборатории биотехнологии сельскохозяйственных растений Самарского НИИСХ мы провели оптимизацию основных элементов технологии микроклонального размножения хризантемы корейской в условиях invitro. В качестве объекта исследования были использованы микрорастения хризантемы корейской сорта Улыбка Гагарина.
В нашем эксперименте мы использовали классическую схему микрокланального размножения основанную на активации развития уже существующих в растении меристем (апекс стебля, пазушные и спящие почки и интеркалярные зоны стебля) и индукции возникновения адвентивных почек непосредственно тканями экспланта. Рисунок 1.
Рис. 1. Схема микроклонального размножения растений
В качестве питательной среды в эксперименте использовалась минеральная основа среды Мурасиге и Скуга с добавлением природного биологического загустителя Агар-Агара в количестве 6 г/л, а также различных концентраций фитогормонов, витаминов и органических добавок. Таблица 1.
Минеральная основа среды Мурасиге и Скуга
Источник