RU2101932C1 - Способ стимулирования роста морфогенного каллуса кукурузы - Google Patents
Способ стимулирования роста морфогенного каллуса кукурузы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101932C1 RU2101932C1 SU5022858A RU2101932C1 RU 2101932 C1 RU2101932 C1 RU 2101932C1 SU 5022858 A SU5022858 A SU 5022858A RU 2101932 C1 RU2101932 C1 RU 2101932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- medium
- concentration
- callus
- growth
- increase
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
Использование: сельское хозяйство и биотехнология, в частности при культивировании тканевых эксплантов кукурузы. Сущность изобретения: стимулирование роста морфогенного каллуса кукурузы осуществляют путем его культивирования на питательной среде Мурасиге-Скуга, содержащей в каждом нечетном пассаже ауксины Пиклорам, Дикамбу и 2,4Д в количестве 0,2-0,4 мг/л, а в четном - понижают их концентрацию до 0,2 мг/л каждого. 3 табл.
Description
Известен способ получения морфогенного каллуса кукурузы (авт. свид. N 1701197, кл. C 12 N 5/04, 1991), выбранный в качестве прототипа, включает получение и поддержание эмбриогенных каллусов кукурузы на средах с тремя ауксинами: Пиклорамом, Дикамбой, 2, 4Д. При совместном внесении ауксинов достигается увеличение выхода эмбриогенного каллуса. Однако при последующем культивировании каллусов через несколько пассажей интенсивность роста каллусов и частота регенерации из них растений снижается.
Целью настоящего изобретения является увеличение интенсивности роста эмбриогенных каллусов кукурузы и поддержание в стабильном состоянии способности каллусов к регенерации растений. Все это в конечном итоге увеличивает возможности по использованию биотехнологических подходов для создания новых форм растений.
Указанная цель достигается тем, что в способе стимулирования роста морфогенных каллусов кукурузы с помощью градиентов концентрации ауксинов эмбриогенные каллусы последовательно пассируют на средах то с высоким содержанием ауксинов, то с низкой их концентрацией. При перенесении каллусов со среды с высокой концентрацией ауксинов на среду с низкой ее концентрацией возникает кратковременный диффузионный градиент концентраций фитогормонов, что способствует увеличению относительного прироста каллусной массы, и каллусы остаются способными к регенерации растений более продолжительное время.
Способ осуществляется следующим образом. В качестве эксплантатов использовались незрелые зародыши кукурузы сорта Шиндельмайзер, линий ИК 226-ТВ, А 554, размером 1,5-2,5 мм (15-20 дней после опыления). Незрелые семена поверхностно стерилизовали в 0,1%-м растворе сулемы, после промывки из них вычленялись незрелые зародыши и высаживались щитком вверх на среду с минеральными солями по Мурасиге и Скугу (в основном варианте) с 30 г/л сахарозы, 1 мг/л тиамина, 1 мг/л пиридоксина, 1 мг/л никотиновой кислоты, 100 мг/л мезоинозита, 500 мг/л пролина, 100 мг/л гидролизата казеина, 0,8% агара, 0,1-0,5 мг/л 2,4-Д, 0,1-0,5 мг/л Пиклорам, 0,1-0,5 мг/л Дикамба, pH среды доводилась до 5,8. Культивировали в темноте при 29-32 градусах C в течение трех недель. Затем сформировавшиеся каллусы пассируют на свежую питательную среду каждые 2-3 недели.
В качестве показателя прироста и морфогенных каллусов определялся относительный прирост каллусной массы: П=Мкон/Мисх, где Мисх исходная масса каллуса, Мкон конечная масса каллуса.
Для увеличения прироста каллусной массы в каждом последующем пассаже изменяют концентрацию ауксинов (Пиклорама, Дикамбы, 2,4 Д): в первом пассаже концентрация ауксинов составляет 0,2-0,3 мг/л каждого ауксина, во втором -0,2 мг/л каждого, в третьем-0,2- 0,3 мг/л и т.д. Таким образом, в каждом нечетном пассаже концентрация ауксинов составляет 0,2-0,3 мг/л; в каждом четном пассаже 0,2 мг/л. При перенесении каллусов со среды с высокой концентрацией ауксинов на среду с низкой ее концентрацией возникает кратковременный диффузионный градиент концентраций фитогормонов, что способствует увеличению относительного прироста каллусной массы, и каллусы остаются способными к регенерации растений более продолжительное время.
Для регенерации растений эмбриогенные каллусы переносят на среду с 0,1 мг/л 2,4-Д, 0,1 мг/л Дикамба, 0,1 мг/л Пиклорам, 50 мг/л триптофана, 5 мг/л аденина и культивируют на свету при 26oС при 16-часовом фотопериоде.
В качестве показателя интенсивности регенерационных процессов использовался показатель процент каллусов с побегами Пр= (Кп/Ко) 100, где Пр процент каллусов с побегами, Кп количество каллусов с побегами, Ко общее количество побегов).
Пример 1
Влияние градиентов фитогормонов на прирост каллусной массы кукурузы при высоких значениях перепада концентраций ауксина.
Влияние градиентов фитогормонов на прирост каллусной массы кукурузы при высоких значениях перепада концентраций ауксина.
Изучалось влияние градиентов фитогормонов при высоких значениях перепада концентрации ауксина. Для этого каллусы, культивировавшиеся при высоких концентрациях ауксинов (по 0,30 мг/л Пиклорам, Дикамба, 2,4 Д) переносят на среду без гормонов и измеряют относительный прирост каллусной массы. При этом в результате диффузии гормонов из каллуса в среду возникает градиент концентраций фитогормонов, который направлен сверху вниз от каллуса к среде (позитивный градиент вариант 3 по табл.1). В другом варианте опыта каллусы пересаживают с безгормональной среды на среду с высокой концентрацией гормонов (0,3 мг/л Пиклорам, 0,3 мг/л Дикамба, 0,3 мг/л 2,4). В этом случае возникающий градиент концентрации направлен снизу вверх (негативный градиент вариант 4 в табл. 1). В качестве контроля в данном случае использовались варианты, в которых каллусы пассировались с безгормональной среды на безгормональную (нижний контроль вариант 1 в табл.1) и со среды с высоким содержанием ауксинов (по 0,30 мг/л Пиклорама, Дикамбы, 2,4 Д) на такую же среду (верхний контроль вариант 2 в табл.1).
Данные эксперимента приведены в таблице 1.
Как видно из таблицы, позитивный градиент концентраций приводит к существенному увеличению прироста каллусной массы по сравнению с верхним контролем (прирост выше в 1,66 раза). Однако не наблюдается существенного увеличения прироста по сравнению с верхним контролем. Это обусловлено тем, что при пассировании каллусов на безгормональной среде происходит сильный рост корней и побегов, в то время как в опытном варианте прирост полностью обеспечивается ростом эмбриогенного каллуса. Негативный градиент концентраций ауксинов не приводил к существенному увеличению прироста по сравнению с контролем. Однофакторный дисперсионный анализ данных показывает, что влияние позитивного градиента концентраций ауксинов является статистически значимым, поскольку фактический коэффициент Фишера в опыте (9,09) значительно превышает его стандартное значение (8,9) при уровне значимости 5%
Таким образом, в опыте наблюдалось увеличение прироста каллусной массы кукурузы под действием высокого позитивного градиента концентрации ауксинов.
Таким образом, в опыте наблюдалось увеличение прироста каллусной массы кукурузы под действием высокого позитивного градиента концентрации ауксинов.
Пример 2
Влияние средних градиентов концентраций ауксинов на прирост каллусной массы кукурузы.
Влияние средних градиентов концентраций ауксинов на прирост каллусной массы кукурузы.
Изучалось влияние градиентов фитогормонов при средних значениях перепада концентраций ауксина. Для этого каллусы, культивировавшиеся при высоких концентрациях ауксинов (по 0,30 мг/л Пиклорам, Дикамба, 2,4Д) переносят на среду с низкими концентрациями гормонов (0,1 мг/л Пиклорам, 0,1 мг/л Дикамба, 0,1 мг/л 2,4 Д) и измеряют относительный прирост каллусной массы. При этом в результате диффузии гормонов из каллуса в среду возникает градиент концентраций фитогормонов, который направлен сверху вниз от каллуса к среде (позитивный градиент вариант 3 по табл.2). В другом варианте опыта каллусы пересаживают со среды с низкой концентрацией ауксинов (0,1 мг/л Пиклорам, 0,1 мг/л Дикамба, 0,1 мг/л 2.4Д) на среду с высокой концентрацией гормонов (0,3 мг/л Пиклорам, 0,3 мг/л Дикамба, 0,3 мг/л 2,4Д). В этом случае возникающий градиент концентраций направлен снизу вверх (негативный градиент вариант 4 в табл.1). В качестве контроля в данном случае использовались варианты, в которых каллусы пассировались со среды с низкой концентрацией ауксинов (0,1 мг/л Пиклорам, 0,1 мг/л Дикамба, 0,1 мг/л 2,4 Д) на такую же среду (нижний контроль вариант 1 в табл.1) и со среды с высоким содержанием ауксинов (по 0,30 мг/л Пиклорама, Дикамбы, 2,4 Д) на такую же среду (верхний контроль вариант 2 в табл.1).
В приведенном выше варианте опыта перепад концентраций меньше, чем в примере 1 общий перепад концентраций в примере 1 составил 0,9 мг/л, в примере 2 0,6 мг/л (сумма концентраций ауксинов).
Данные эксперимента приведены в таблице 2.
Как видно из таблицы, позитивный градиент концентраций приводит к существенному увеличению прироста каллусной массы по сравнению с верхним контролем (прирост выше в 2,29 раза). Кроме того, наблюдается существенное увеличение прироста по сравнению с нижним контролем (прирост выше в 1,68 раза). Негативный градиент концентраций ауксинов (вариант 4) также приводит к увеличению роста по сравнению с контролем. Однофакторный дисперсионный анализ данных показывает, что влияние позитивного градиента концентраций ауксинов является статистически значимым, поскольку фактический коэффициент Фишера в опыте (4,85) превышает его стандартное значение (4,0) при уровне значимости 5%
Таким образом, в опыте наблюдалось увеличение прироста каллусной массы кукурузы под действием среднего позитивного градиента концентрации ауксинов. Величина прироста в этом случае выше, чем в примере 1.
Таким образом, в опыте наблюдалось увеличение прироста каллусной массы кукурузы под действием среднего позитивного градиента концентрации ауксинов. Величина прироста в этом случае выше, чем в примере 1.
Пример 3
Прирост каллусной массы кукурузы при низких градиентах концентраций ауксинов.
Прирост каллусной массы кукурузы при низких градиентах концентраций ауксинов.
Изучалось влияние градиентов фитогормонов при средних значениях перепада концентрации ауксина. Для этого каллусы, культивировавшиеся при высоких концентрациях ауксинов (по 0,30 мг/л Пиклорам, Дикамба, 2,4 Д) переносят на среду со средними концентрациями гормонов (0,2 мг/л Пиклорам, 0,2 мг/л Дикамба, 0,2 мг/л 2,4 Д) и измеряют относительный прирост каллусной массы. При этом в результате диффузии гормонов из каллуса в среду возникает градиент концентраций фитогормонов, который направлен сверху вниз от каллуса к среде (позитивный градиент вариант 3 по табл.3). В другом варианте опыта каллусы пересаживают со среды со средней концентрацией ауксинов (0,2 мг/л Пиклорам, 0,2 мг/л Дикамба, 0,2 мг/л 2,4 Д) на среду с высокой концентрацией гормонов (0,3 мг/л Пиклорам, 0,3 мг/л Дикамба, 0,3 мг/л 2,4 Д). В этом случае возникающий градиент концентраций направлен снизу вверх (негативный градиент - вариант 4 в табл.1). В качестве контроля в данном случае использовались варианты, в которых каллусы пассировались со среды co средней средней концентрацией ауксинов (0,2 мг/л Пиклорам, 0,1 мг/л Дикамба, 01 мг/л 2,4Д) на такую же среду (нижний контроль вариант 1 в табл.1) и со среды с высоким содержанием ауксинов (по 0,30 мг/л Пиклорама, Дикамбы, 2,4Д) на такую же среду (верхний контроль вариант 2 в табл.1).
В приведенном выше варианте опыта перепад концентраций меньше, чем в примере 2 общий перепад концентраций в примере 2 составил 0,6 мг/л, в примере 3 0,3 мг/л (сумма концентраций ауксинов).
Данные эксперимента приведены в таблице 3.
Как видно из таблицы, позитивный градиент концентраций ауксинов, как и в предыдущем примере, приводит к существенному увеличению прироста каллусной массы по сравнению с верхним контролем (прирост выше в 1,50 раза). Кроме того, наблюдается существенное увеличение прироста по сравнению с нижним контролем (прирост выше в 1,47 раза), т. е. негативный градиент концентраций ауксинов (вариант 4) также приводил к увеличению прироста по сравнению с контролем. Однофакторный дисперсионный анализ данных показывает, что влияние позитивного градиента концентраций ауксинов является статистически значимым, поскольку фактический коэффициент Фишера в опыте (4,81) превышает его стандартное значение (4,00) при уровне значимости 5%
Таким образом, в опыте наблюдалось увеличение прироста каллусной массы кукурузы и под действием низкого позитивного градиента концентрации ауксинов. Величина прироста в этом случае несколько ниже, чем в примере 2.
Таким образом, в опыте наблюдалось увеличение прироста каллусной массы кукурузы и под действием низкого позитивного градиента концентрации ауксинов. Величина прироста в этом случае несколько ниже, чем в примере 2.
Примеры 1 3 наглядно показывают, что положительный эффект использования градиентов концентраций прослеживается на всем заявленном промежутке концентраций ауксинов, причем наибольший прирост наблюдается при переносе каллусов со среды с 0,3 мг/л каждого ауксина (Пиклорам, Дикамба, 2,4Д) на среду, содержащую по 0,1 мг/л каждого гормона (Пиклорам, Дикамба, 2,4Д).
Приведенные данные показывают, что использование предлагаемого способа позволяет увеличить прирост эмбриогенного каллуса в 1,5-2,2 раза по сравнению с другими схемами культивирования. Кроме того, наблюдается более медленное снижение регенерационной способности каллусов при увеличении возраста культуры.
Claims (1)
- Способ стимулирования роста морфогенного каллуса кукурузы, включающий получение каллусной ткани из экспланта на модифицированной питательной среде Мурасиге Скуга, содержащей ауксины Пиклорам, Дикамба и 2,4 Д, и дальнейшее пассирование на свежую питательную среду того же состава, отличающийся тем, что после получения каллусной ткани, начиная с первого пассажа, изменяют содержание ауксинов так, что в нечетном пассаже концентрацию Пиклорама, Дикамбы и 2,4 Д доводят до 0,2 0,4 мг/л каждого, а в четных пассажах концентрацию снижают до уровня не более 0,2 мг/л каждого.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022858 RU2101932C1 (ru) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Способ стимулирования роста морфогенного каллуса кукурузы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5022858 RU2101932C1 (ru) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Способ стимулирования роста морфогенного каллуса кукурузы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2101932C1 true RU2101932C1 (ru) | 1998-01-20 |
Family
ID=21594731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5022858 RU2101932C1 (ru) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Способ стимулирования роста морфогенного каллуса кукурузы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2101932C1 (ru) |
-
1992
- 1992-01-22 RU SU5022858 patent/RU2101932C1/ru active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Etienne et al. | Improvement of somatic embryogenesis in Hevea brasiliensis (Müll. Arg.) using the temporary immersion technique | |
| Marks et al. | Factors affecting shoot development in apically dominant Acer cultivars in vitro. | |
| Dunstan et al. | Somatic embryogenesis in woody plants | |
| Edriss et al. | In vitro propagation of ‘Troyer’citrange from epicotyl segments | |
| Mellor et al. | Development of excised potato buds in nutrient culture | |
| Gladfelter et al. | De novo shoot organogenesis of Pinus eldarica Medw. in vitro: I. Reproducible regeneration from long-term callus cultures | |
| Kozai et al. | Stem elongation and growth of Solanum tuberosum L. in vitro in response to photosynthetic photon flux, photoperiod and difference in photoperiod and dark period temperatures | |
| US5166068A (en) | Method of culturing protoplasts | |
| Jones | Long term survival of embryoids of carrot (Daucus carota L.) | |
| Zapata et al. | Callus formation from leaf mesophyll photoplasts of three Lycopersicon species: L. esculentum, CV Walter, L. pimpinillifolium and L. hirsutum, F. glabratum | |
| CA1288713C (en) | Method of regenerating rice plant from protoplasts | |
| Dunstan et al. | In vitro studies on organogenesis and growth in Allium cepa tissue cultures | |
| Ardiyani et al. | Development and regeneration of somatic embryos from leaves-derived calli of Coffea liberica | |
| Shimizu et al. | Plant regeneration from protoplasts of Iris germanica L. | |
| Reynolds | Somatic embryogenesis and organogenesis from callus cultures of Solanum carolinense | |
| EP0525914A1 (en) | Synthetic seed | |
| US4431738A (en) | Method of plant tissue and cell culture | |
| US3972146A (en) | Process for propagating strawberry plants | |
| RU2101932C1 (ru) | Способ стимулирования роста морфогенного каллуса кукурузы | |
| JPH11275995A (ja) | 光独立栄養培養による木本性植物の生産方法 | |
| Douglas | Effects of gamma radiation on morphogenesis and mutagenesis in cultured stem explants of poplar | |
| Pietropaolo et al. | Micropropagation of ‘Stanley’plum | |
| Economou et al. | Azalea regeneration from callus culture | |
| RU2092036C1 (ru) | Способ микроразмножения стевии stevia rebaudiana l. | |
| Rey et al. | Regeneration of plants from callus tissue of Aeschynomene spp.(Leguminosae) |