Селекция растений in vitro

Культуры растительных клеток Клеточная селекция

Одно из направлений клеточных технологий — это использование их в селекции, которое облегчает и ускоряет традиционный селекционный процесс в создании новых форм и сортов растений. Существующие методы культивирования изолированных клеток и тканей in vitro условно можно разделить на две группы.

Первая группа — это вспомогательные технологии, которые не подменяют обычную селекцию, а служат ей. К ним можно отнести: оплодотворение in vitro (преодоление прогамной несовместимости), культивирование семяпочек и незрелых гибридных зародышей (преодоление постгамной несовместимости), получение гаплоидов путем культивирования пыльников и микроспор, криосохранение изолированных клеток, тканей и органов, клональное микроразмножение отдаленных гибридов.

Вторая группа методов ведет к самостоятельному, независимому от традиционных методов селекции, получению новых форм и сортов растений: клеточная селекция с использованием каллусной ткани, соматическая гибридизация (слияние изолированных протопластов и получение неполовых гибридов), применение методов генной инженерии.

В отдаленной гибридизации находят применение такие методы культуры изолированных тканей, как оплодотворение in vitro, эмбриокультура (выращивание изолированных зародышей на искусственных питательных средах), клональное микроразмножение ценных гибридов, а также получение гаплоидов in vitro и криосохранение.

Оплодотворение in vitro (преодоление прогамной несовместимости) проводится в том случае, когда невозможно осуществить оплодотворение между выбранными парами в естественных условиях. Это вызвано несколькими причинами: 1) физиологические (несоответствие во времени созревания пыльцы и т. д.); 2) морфологические (короткая пыльцевая трубка или блокирование роста ее на раз­ных этапах развития и т. д.).

Оплодотворение in vitro можно осуществить двумя способами: а) культивирование на искусственной агаризованной питательной среде завязи с нанесенной на нее готовой пыльцой; б) завязь вскрывается и на питатель­ную среду переносятся кусочки плаценты с семяпочками, вблизи которых или непосредственно на ткани плаценты культивируется готовая пыльца. Визуально определить, прошло оплодотворение in vitro или нет, можно по быстро увеличивающимся в размерах семяпочкам. Сформировавшийся зародыш, как правило, не переходит в состояние покоя, а сразу прорастает и дает начало гибридному поколению. Плацентарное оплодотворение in vitro позволило преодолеть несовместимость в скре­щивании сортов культурного табака N. tabacum с дикими видами N. rosulata и N. debneyi и сделало возможным получение межвидовых гибридов табака в опытах М.Ф. Терновского и др. (1976), Шинкаревой (1986).

Постгамная несовместимость при отдаленной гибридизации возникает после оплодотворения. Часто при этом образуются щуплые невсхожие семена. Причиной может быть расхождение во времени развития зародыша и эндосперма. Из-за слабого развития эндосперма зародыш бывает неспособен к нормальному прорастанию. В таких случаях из зрелой щуплой зерновки изолируют зародыш и выращивают его в питательной среде.

Выращивание зародышей в искусственной питательной среде называется эмбриокультурой. Среда для выращивания зрелого зародыша может быть простой, без добавок физиологически активных веществ (например, среда Уайта) или любая другая, содержащая минеральные соли и сахарозу. При более отдаленных скрещиваниях нарушения в развитии зародыша могут наблюдаться уже на ранних этапах, что выражается в отсутствии дифференцировки, замедленном росте. В этом случае культура зародыша состоит из двух этапов — эмбрионального роста зародыша, во время которого продолжается его дифференцировка, и прорастания подросшего зародыша. Для первого этапа требуется более сложная по составу среда с повышенным содержанием сахарозы, с добавками различных аминокислот, витаминов и гормонов.

Применение эмбриокультуры в селекции приобретает в последнее время большое значение для получения отдаленных гибридов зерновых, злаковых и других сельскохозяйственных культур. Показана возможность увеличения выхода пшенично-ржаных гибридов путем доращивания незрелых зародышей, а также использования эмбриокультуры для преодоления постгамной несовместимости при гибридизации пшеницы с колосняком.

Метод эмбриокультуры находит все более широкое применение в межвидовой гибридизации овощных растений. Для лука разработаны приемы выращивания in vitro абортивных зародышей от гибридных семян с разных этапов эмбриогенеза, выращивание зародышей от частично фертильных межвидовых гибридов. Культура изолированных зародышей используется в селекции томатов и других овощных растений.

Исследована гормональная регуляция роста и развития зародышей томата in vitro . Обсуждается возможность применения эмбриокультуры для получения отдаленных гибридов подсолнечника, изучаются факторы, контролирующие рост и развитие in vitro зародышей подсолнечника, выделенных в разные сроки после опыления.

Культура изолированных зародышей как вспомогательный метод при отдаленной гибридизации применяется не только для преодоления постгамной несовместимости, но также с целью микроразмножения ценных гибридов. В этом случае микроразмножение идет путем каллусогенеза, индукции морфогенеза и получения растений-регенерантов из каллусной ткани. Техника клонирования незрелых зародышей позволяет размножать ценные генотипы растений на ранних стадиях жизненного цикла. Еще одна возможность применения культуры зародышей — использование ее в клеточной селекции.

Источник

Селекция растений in vitro

Размножение in vitro – cовременная технология и технология будущего

Четры прогрессивных cпособов размножения:

1. Как материнский, так и размноженный материал является свободным от какихнибудь болезней и вредителей.
2. Размноженные растения являются точной копией материнских растений.
3. Метод дозволяет быстро вывести на рынок новые сорта растений.
4. Размноженный материал хорошо хранится во время продолжительной транспортировки и карантина.
5. Цена размноженного материала должна быть принята рынком.
6. Черты размноженных растений cоответствует международным фитосанитарным, юридическим и торговым стандардам.

1. Материнские растения

Растения с потверждением личности, свободны от болезней и вредителей, готовы
к размножению растут в cпециальных охраняемых помещениях или холодильниках.

2. Инициация культур in vitro (в стекле)

Из определенных выбранных из единичных материнских растений принимаем отрезки побегов (длиной около 20 см).

Боковые почки развиваются в стерильных культурах.

3. Cтабилизация стерильных культур

Маленький отрывок, верхушку, содержащую меристемы, отрезаем от побега, вырастающего из боковой почки. Он является фактическим началом культур.

Боковые побеги – самые требуемые и ценные побеги для микроразмножения, культуры готовы к массовому размножению.

4. Массовое размножение in vitro

Растущие и разветвляющиеся пучки растений после достижения нескольких сантиметров заново разделяем – пока не получим ожиданного количества размноженного материала.

После получения определенного количества материала in vitro, единичные растения переносим в пиательный раствор (растения не выпускают корня, получают фитогормональный импульс).

5. Удлинение побегов и подготовка к условиям in vivo (нестерильным)

После получения определенного количества материала in vitro, единичные растения переносим в пиательный раствор (растения не выпускают корня, получают фитогормональный импульс).

После получения определенного количества материала in vitro, единичные растения переносим в пиательный раствор (растения не выпускают корня, получают фитогормональный импульс).

6. Акклиматизация и укоренение в многослойных культурах

Растения вынутые из стерильного раствора переносим в нестерильные условия и высажаем в бумажные микрогоршки, 360 растений в рассадной кассете.

Многослойные культуры размножены in vitro.

Растения вынутые из стерильного раствора переносим в нестерильные условия и высажаем в бумажные микрогоршки, 360 растений в рассадной кассете.

8. Микросаженцы

После 4–6 недель растения достигают высотой как минимум 5 см. Можно извлечь микросаженцы. К ним относятся как к растительному материалу полученному из размножения in vitro.

9. Cортировка, пересаживание в большие горшки

Укорененные и акклимизированные мериклоны и микросаженцы механически, при помощи трансплантеров, высаживаем из М-360 в рассадные кассеты М-90, М-84 и М-40.

10. Адаптация – приспособление к внешним условиям

Растения в рассадной кассете M-90. После пересаживания, весной и летом, укоренившиеся саженцы голубики переносим в фольговый туннель или в питомник где они остаются до поздней осени.

Растения в горшках р9 – 0,5 л.

После пересаживания, весной и летом, укоренившиеся саженцы голубики переносим в фольговый туннель или в питомник где они остаются до поздней осени.

После пересаживания, весной и летом, укоренившиеся саженцы голубики переносим в фольговый туннель или в питомник где они остаются до поздней осени.

11. Наша продукция – сортировка, упаковка

Наша продукция – укорененное растение в микрогоршке из рассадной кассеты M-360. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию. Материал на продажу весной.

Наша продукция – укорененные растения голубики в рассадной кассете M-90 растущие, на продажу с весны до ранней осени. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – укорененные растения голубики в рассадной кассете M-90, зимующие, беслистные, на продажу с осени до ранней весны. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – укорененные растения голубики в рассадной кассете M-84,

зимующие, беслистные, на продажу с осени до ранней весны. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – растение в горшке р9 – 0,5 л, на продажу осенью или после зимовкки весной в следующем году. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – растение в горшке 1,5 л, на продажу осенью или после зимовкки весной в следующем году. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – растение в горшке 3 л, на продажу осенью или после зимовкки весной в следующем году. Перед поставкой качество материала всегда проверяется, а растения подвергаются профилактическому опрысканию.

Наша продукция – для обеспечения поставок зимой и ранней весной растения хранятся в поддонах, заморожены.

Источник