Ana səhifə

Микроклональное размножение larix sibirica и larix sukaczewii с использованием биотехнологии соматического эмбриогенеза in vitro


Yüklə 42.5 Kb.
tarix24.06.2016
ölçüsü42.5 Kb.
МИКРОКЛОНАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ LARIX SIBIRICA И LARIX SUKACZEWII С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОТЕХНОЛОГИИ СОМАТИЧЕСКОГО ЭМБРИОГЕНЕЗА IN VITRO

Третьякова И.Н., Пак М.Э., Иваницкая А.С.


Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, 660036, г. Красноярск, Академгородок, д. 50/28
Для успешной реализации плантационного лесовыращивания в России необходимо создание высокопродуктивных сортов, отличающихся высокой пластичностью и устойчивых к стрессовым факторам. Результативность данной работы может быть обусловлена использованием методов традиционной селекции в сочетании с современными биотехнологическими приемами.

Нами были отобраны деревья видов Larix, устойчивые к лиственничной почковой галлице, а также разработана и запатентована биотехнология культивирования лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb) и лиственницы Сукачева (L. sukaczewii Djil.) на среде АИ через соматический эмбриогенез in vitro (патент № 2456344; http://www.freepatent.ru/images/patents/5/2456344/patent-2456344.pdf) и получены регенеранты данных видов. Используя в качестве эксплантов незрелые зиготические зародыши, получили четыре самовоспроизводящие пролиферируюшие эмбриогенные клеточные линии. (Кл) Larix sibirica, 11 Кл L. sukaczewii и одну гибридную линию L.sibirica x L. sukaczewii. Кл лиственницы отличались разной эмбриогенной продуктивностью, содержанием и размером соматических зародышей, способностью их вызревать и прорастать, а также образовывать жизнеспособные регенеранты. В молодых Кл (возраст до одного года) число глобулярных соматических зародышей в 1г сырого эмбриогенного каллуса (ЭК) в среднем колебалось от 2040 до 7655, и у отдельных Кл достигало 11103. Пролиферативная активность Кл сохранялась в течение двух-пяти лет и более. При длительном культивировании происходило накопление мутаций, которые приводили к нарушениям в морфогенезе соматических зародышей. Число таких нарушений возрастало у Кл с низкой эмбриогенной продуктивностью.

При добавлении в питательную среду АИ абсцизовой кислоты (АБК) происходил морфогенез и вызревание соматических зародышей в течение 45 суток. Число вызревших соматических зародышей у разных Кл колебалось от 12 до 1221 шт. Мелкие соматические зародыши гибридной Кл5 вообще не вызревали на среде с АБК. Наблюдались разного рода нарушения в морфогенезе зародыша в процессе вызревания: отклонения в морфогенезе разных доменов зародыша и цитокинезу Наименьшее число аномальных зародышей было отмечено у Кл4, у которой формировались в основном нормальные по фенотипу зародыши (83.3%).

Прорастание соматических зародышей происходило на безгормональной среде АИ и начиналось с растяжения гипокотиля и удлинения корешка. Появление эпикотиля происходило через 2-3 недели культивирования. Наибольшее число полноценных регенерантов было отмечено у Кл4 (80.9 %). У других клеточных линий прорастание соматических зародышей колебалось от 11.1% до 26.6%. Соматические сеянцы переносили в экопочву в условия ростовой камеры, а затем были высажены в теплицу Погорельского ОЭП, где сеянцы активно росли. Прирост двухлетних сеянцев за вегетационный период составил 10-20 см.

Работа поддержана грантом РФФИ № 15-04-01427
MICROCLONAL PROPAGATION OF LARIX SIBIRICA AND LARIX SUKACZEWII BY SOMATIC EMBRYOGENESIS IN VITRO BIOTECHNOLOGY

Tretyakova I.N., Park M.E., Ivanitskaya A.S.


V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS, 660036, Akademgorodok, 50, bld. 28, Krasnoyarsk, Russia
The problem of conservation of genofund of the main forest forming species in Russia may by solved using the combination of classical selection methods as well as modern biotechnological methods such as somatic embryogenesis, which is widely used abroad in plantation forest forming.

Trees of Larix genera stable to damaging by larch gall-midge were selected. Biotechnology of immature isolated zygotic embryos of Larix sibirica and L. sukaczewii culturing through somatic embryogenesis in vitro on AI medium were developed and patented (patent № 2456344; http://www.freepatent.ru/images/patents/5/2456344/patent-2456344.pdf), platnlets of these species were obtained. Four proliferation cell lines (CLs) of L. sibirica, 11 CLs of L. sukaczewii and one hybrid CL of L.sibirica x L. sukaczewii were obtained from immature embryo cultures. CLs differed in somatic embryo production: embryo quantity, size, and capability to maturate, to germinate, and to form viable plantlets.

In the young CLs (up to one year), number of globular embryos per 1 gram of fresh weight of embryonal cаllus (EC) ranged from 2040 to 7655, and reached 11103 in some CLs. The CLs are capable to save their proliferated activity during two-five years and more. Accumulation of mutations, which leads to disturbances of somatic embryos morphogenesis occurred at long-term culturing. The number of the disturbances were higher in the CLs with low embryogenic productivity.

On AI medium with abscisic acid (ABA), somatic embryos reached maturity in 45 days. The number of mature embryos per 1 gram of fresh EC ranged form12 to 1220 in different CLs. Small somatic embryos of CL 5 did not mature on the medium with ABA. A range of disturbances of embryo morphogenesis during somatic embryo maturation was found: aberration of the embryo domain morphogenesis and cytokinesis. Least number of abnormal embryos was found in CL 4; in this CL normal mature embryos were formed in 83.3% of cases.



Germination of somatic embryos occurred on hormone-free AI medium, it began from the elongation of hypocotyl and embryo root. Epicotyl appeared two or three weeks after the culturing on the germination medium. The higher number of well-formed plantlets were found in CL 4 (80.9 %). In the other CLs somatic embryo germination varied from 11.1% to 26.6%. Plantlets were transfer to the soil at the condition of growth-chamber and then to soil at the green-house of «Pogorelsky Bor» Experimental base. Increase of two-year plantlets was 10-20 cm for the vegetative period.

This work was supported by Russian Fund of Fundamental Research (grant № 15-04-01427).


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©atelim.com 2016
rəhbərliyinə müraciət