Микроклональное размножение цветочных культур

Размножение плетями, или усами.

Размножение растениями, образующимися на листьях.

Бриофиллюм городчатый, асплениум бульбиферум размножаются маленькими растениями, в изобилии образующимися на листьях взрослых растений. Маленькие растения легко отделяются от материнского, и, будучи посажены как молодые сеянцы, быстро укореняются в почве, интенсивно растут и вскоре достигают размеров взрослых растений.

Земляника индийская, камнеломка (саксифрага), традесканция, хлорофитум, нефролепис и некоторые другие растения дают более или менее тонкие стелющиеся или свешивающиеся стебли, оканчивающиеся новыми маленькими растениями. Последние легко укореняются, развиваясь в самостоятельные растения.

Иначе этот способ размножения называется методом изоли­рованных тканей. Метод изолированных тканей начал развивать­ся в конце XIX — начале XX в. X. Фехтингом, К. X. Рехингером, Г. Габерландтом.

Длительный период велись исследования по подбору питательной среды для выращивания изолированных высокоспециализи­рованных тканей, которые были неудачными из-за характера выращиваемых тканей. Только в 1932 г. Р. И. Готре во Франции и Ф. Уайт в США независимо друг от друга добились положитель­ных результатов в этих исследованиях, удачно подобрав состав питательной среды и выращиваемую ткань — меристему корня томата.

В 1952 г. Г. М. Морэль и К. Картин получили безвирусные рас­тения из меристемы, взятой от зараженного растения табака. Пос­ле этих опытов метод верхушечной меристемы стали применять с целью оздоровления растений, зараженных вирусами. Среди наи­более значительных были работы, проведенные на декоративных растениях — хризантемах, орхидеях, фрезии, ирисе, луковичных и, главное, на американских сортах крупноцветковой ремонтант­ной гвоздики.

В настоящее время метод культуры изолированных тканей растений нашел широкое применение не только для получения безвирусных растений, но и для быстрого размножения сортов, у которых при семенном размножении не получается стабильного по декоративным качествам потомства (гербера), а также с целью получения от исходных сортов растений со сортовыми отклоне­ниями. Возникновение сортов при этом обусловлено мутаген­ным действием регуляторов роста, которые могут вызывать полиплоидизацию растущих каллюсных клеток. Для этого используют не только апикальную меристему растений, но и части листьев, и цветоносов, цветков (пыльники, цветоложе).

Для выращивания изолированных тканей требуется определенный микроклимат в культивационных помещениях, стерильность всех инструментов и питательных сред, система контроля за каче­ством получаемого материала (вирусная стерильность, сохранение сорта).

Выращивание изолированных тканей делят на четыре этапа:

1) эксплантация (вычленение) исходной ткани растения; на этом этапе необходимо получить свободную от видимой инфек­ции ткань, добиться ее выживания и быстрого роста;

2) собственно микроразмножение, при котором нужно обес­печить увеличение количества микрочеренков;

3) укоренение полученных микропобегов и сохранение их в прохладном помещении;

4) закаливание растений, повышение их устойчивости к внеш­ней среде.

Метод выращивания изолированных тканей включает: приготовление и стерилизацию питательной среды; подготовку и стерилизацию растительного материала и обору­дования на этапе вычленения тканей; изоляцию и посадку кусочков тканей на питательную среду; выращивание ткани в термостатированных условиях (получе­ние растений-регенератов); пересадку растений в оранжерейные субстраты и выращивание из них маточных растений в условиях, исключающих возможность вирусного инфицирования; проверку растений на наличие вирусных заболеваний и отбор здоровых растений; получение здорового посадочного материала от здоровых ма­точников.

Для выращивания изолированных тканей необходимы специа­лизированные помещения: комнаты для стерилизации сред и для мойки посуды; боксы для изоляции, пересадки тканей и деления растеньиц; термостатная для выращивания изолированных тка­ней и укоренения микрочеренков.

В термостатной температуру воздуха поддерживают в пределах ±2 °С от оптимальной для конкретного вида. Декоративные расте­ния по отношению к температуре в период выращивания их методом культуры тканей делят на три группы. Оптимальные пределы температур для этих групп равны 20 — 22, 22—27 и 28 —29 °С. По­этому в термостатной температура должна регулироваться в пре­делах от 20 до 29 "С. Оптимальная относительная влажность возду­ха 70 %. Более высокая относительная влажность воздуха может привести к увлажнению ватных пробок и инфицированию куль­тур в пробирках, а более низкая — к высыханию среды, или к изменению концентрации солей в жидкой среде. Воздух в термостатной должен быть чистым, без посторонних при­месей. Освещение обеспечивается люминесцентными лампами. При использовании других источников важно учитывать их теплоотда­чу, так как при высокой теплоотдаче может наблюдаться перегрев культур. Освещенность 1 —2 тыс. лк.

Важнейший элемент технологии культуры растительных тка­ней — питательная среда. В результате многочисленных исследова­ний с разными видами растений создано много сред, агаризованных полутвердых и жидких. Большинство из них включают в себя минеральные макро- и микроэлементы, углеводы, витамины, ами­нокислоты, регуляторы роста. Наиболее часто используют среды Уайта, Мореля, Мурасиге—Скуга, Линсмейера—Скуга, Буюса.

Все среды содержат регуляторы роста — ауксины и цитокинины, без которых изолированные клетки нормальных растений не могут расти на искусственных средах. Из всех разработанных сред среда Мурасиге — Скуга наиболее универсальна и эффективна для большинства декоративных культур. Однако для каждого вида раз­рабатывают собственные модификации сред.

Развитие кусочка ткани на среде может происходить двумя пу­тями:

1) непосредственно образуется проросток и из него растень­ице;

2) образуется каллюс, который затем пересаживают (пассиру­ют) на другую среду, где он дает начало побегам.

Развитие растительной ткани в пробирках зависит от разных причин: размеров выделенной апикальной меристемы (гвоздика), соотношения в питательной среде регуляторов роста и условий, в которых находятся растения.

Для получения растений-регенератов важно обеспечить по­следовательность прохождения фаз органогенеза. Первая фаза ор­ганогенеза — переход недифференцированной растущей ткани к образованию регенерационной меристемы и закладке стеблевых точек роста. Эта фаза обеспечивается преобладанием в среде цитокининов над соединениями с ауксиновой активностью. Вторая фаза органогенеза — переход возникших образований к активно­му формированию побегов и корней. Для этой фазы необходима среда с относительно низким количеством (по сравнению со средой Мурасиге—Скуга) минеральных солей и содержанием веществ с ауксиновой активностью. Отбор соответствующей питательной среды для прохождения первой и второй фаз органогенеза — наи­более сложная и важная задача. Для каждого вида, а иногда и сорта эту задачу решают отдельно, что служит причиной много­образия питательных сред (прил. 3).

В настоящее время метод культуры изолированных тканей рас­тений нашел широкое применение в мире. В нашей стране он на­чал развиваться с конца 50-х гг. XX в., когда в Институте физиоло­гии растений им. К. Е. Тимирязева была создана лаборатория куль­туры изолированных растительных тканей и органов. Сейчас такие лаборатории имеются в Научно-исследовательском институте гор­ного садоводства и цветоводства (Сочи), в Научно-исследователь­ском зональном институте садоводства Нечерноземной полосы (Москва). Этот метод используется во многих цветоводческих хо­зяйствах, где имеются промышленные лаборатории: Московском оранжерейном комплексе (Одинцово), колхозе им. С.М.Кирова Балашихинского района, совхозе.«Победа» (Клин).

Контрольные вопросы.

1. Как нужно правильно собирать, сушить и хранить семена?

2. Охарактеризуйте посевные и сортовые качества семян.

3. Какие приемы предпосевной обработки семян применяют?

4. Какие сроки посева цветочных растений в открытый грунт выделяют?

5. Что значит дражированные семена?

6. Какие запасные питательные вещества накапливаются в семенах цветочных растений, каким образом это влияет на сроки годности (сохранения всхожести) семян?

7. Отчего зависят нормы высева и глубина заделки семян?

8. Охарактеризуйте основные этапы выращивания рассады.

9. Что такое пикировка? С какой целью и как она проводится?

10. Как правильно размножить растение одревесневшими стеблевыми черенками?

11. Как правильно размножить растение зелеными стеблевыми черенками?

12. Как проводится размножение цветочных растений делением куста?

13. Какие цветочные растения, и каким образом размножаются вегетативно листьями?

14. Что такое клубневидные корни? У каких растений они образуются? Как провести размножение растений с клубневидными корнями?

15. Что такое корневые отпрыски? У каких растений они образуются, как провести размножение растений корневыми отпрысками?

16. Как приготовить и укоренить корневые и корневищные черенки?

17. Какие луковицы называются пленчатыми? Особенности размножения.

18. Какие луковицы называются черепитчатыми? Особенности размножения.

19. Почему при делении клубневидных корней, луковиц срезы обрабатывают фунгицидами?

20. Что такое отводки? Что такое воздушные отводки?

21. Что такое воздушные луковички? Можно ли стимулировать их образование?

22. Что такое микроклональное размножение и какие условия необходимы для проведения этогй процедуры размножения?

Контрольные задачи:

1. Для проверки всхожести взято 50 семян, из них взошло 45 семян. Во взятой для анализа навеске семян массой 0,5 г чистых семян оказалось 0,1 г. Определите посевную годность семян.

2. Для проверки всхожести взято 100 семян, из них не взошло 20 семян, B взятой для анализа навеске семян массой 5 г чистых семян оказалось 2,5 г, определите посевную годность семян.

3. Для проверки чистоты семян взяли навеску 10 г, чистых семян оказалось 8 г. Всхожесть семян 60 %. Определите посевную годность?

Дата добавления: 2014-12-27