RU2472338C1 - Состав среды для культивирования растений семейства рясковые (wolffia arrhiza) в условиях in vitro - Google Patents
Состав среды для культивирования растений семейства рясковые (wolffia arrhiza) в условиях in vitro Download PDFInfo
- Publication number
- RU2472338C1 RU2472338C1 RU2011122553/13A RU2011122553A RU2472338C1 RU 2472338 C1 RU2472338 C1 RU 2472338C1 RU 2011122553/13 A RU2011122553/13 A RU 2011122553/13A RU 2011122553 A RU2011122553 A RU 2011122553A RU 2472338 C1 RU2472338 C1 RU 2472338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- medium
- composition
- sulfate
- heptahydrate
- vitro
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02P60/216—
Abstract
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для культивирования растений семейства Рясковые (Wolffia arrhiza) в условиях in vitro. Состав среды для культивирования растений семейства Рясковые состоит из: фосфата калия монозамещенного, четырехводного нитрата кальция, нитрата калия, семиводного сульфасульфата цинка, двуводного молибдата натрия, семиводного сульфата цинка, двунатриевого дигитрата этилендиаминтетрауксусной кислоты, борную кислоту и сахарозу. Дополнительно состав среды содержит: калия йодид, кобальта хлорид, аспарагин, глутамин, тиамин, пиридоксин, аскорбиновую кислоту, мезоинозит, семиводный сульфат железа и пятиводный сульфат марганца. Технический результат заключается в повышении биологической продуктивности растений семейства Рясковые (Wolffia arrhiza) за счет оптимизации содержания элементов питания в культивационной среде. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для производства как высокобелковых кормов в отраслях кормопроизводства, так и разнообразных белковых препаратов в фармацевтике и ветеринарии.
При культивировании растений семейства рясковых (разные виды Lemna, Wolffia, Spirodela) в условиях in vitro рядом исследователей рекомендованы среды, составленные по прописям Мурасиге-Скуга (наиболее универсальная среда) (Воинов Н.А. и др. 2009), Гамборга, Шенка-Хильдебрандта (Schenk and Hildebrandt, 1972; Gamborg et al., 1968; Boehm et al., 2001; Kruse et al., 2001; Li J. et al., 2004; Friedrich A.S., 2005).
Наиболее распространенными средами для водных и песчаных культур являются среды, составленные по прописям Кнопа, Стейнберга и Хогланда-Арнона (Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М., 1973; Steinberg, R., 1946; Knop, 1865; Hoagland and Arnon., 1938) и имеющие более низкое, по сравнению с вышеупомянутыми, содержание минеральных веществ. Все указанные среды разработаны для культивирования широкого круга растений, поэтому не в полной мере удовлетворяют индивидуальным потребностям в элементах питания отдельно взятого объекта, что не позволяет максимально реализовать его потенциальную биологическую продуктивность.
Наиболее близкими по биологической сущности к изобретению являются среда Хогланда-Арнона (Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М., 1973; Hoagland and Arnon., 1938), включающая в свой состав следующие компоненты, мас.%:
KН2РO4 | 0,45 |
Ca(NO3)2×4Н2O | 3,60 |
KNO3 | 1,67 |
MgSO4×7H2O | 1,63 |
FeCl3×6H2O | 6,42 |
Nа2ЭДТА×2Н2O | 19,89 |
Na2MoO4×2H2O | 0,0003 |
ZnSO4×7H2O | 0,0007 |
CuSO4×5H2O | 0,0003 |
MnCl2×4H2O | 0,006 |
H3BO3 | 0,009 |
Сахароза | Остальное |
К недостаткам указанной среды для культивирования водных растений относятся: несбалансированность минерального питания для индивидуальных потребностей Wolffia arrhiza и практически полное отсутствие органических элементов питания за исключением сахарозы.
Задача изобретения - повышение биологической продуктивности Wolffia arrhiza за счет оптимизации содержания элементов питания в культивационной среде.
Поставленная задача достигается изменением баланса минеральных элементов в питательном растворе, заменой некоторых минеральных элементов и включением в раствор дополнительных как минеральных, так и органических компонентов. Для этого среда, включающая фосфат калия монозамещенный - KН2РO4, четырехводный нитрат кальция - Ca(NO3)2×4Н2O, нитрат калия - KNO3, семиводный сульфат магния - MgSO4×7H2O, двуводный молибдат натрия - Na2MoO4×2H2O, семиводный сульфат цинка - ZnSO4×7H2O, двунатриевый дигидрат этилендиаминтетрауксусной кислоты - Na2ЭДТА×2Н2O, пятиводный сульфат меди - CuSO4×5H2O и борную кислоту - Н3ВO3, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит калия йодид -KI, шестиводный хлорид кобальта - СоСl2×6Н2O, аспарагин, глутамин, тиамин, пиридоксин, аскорбиновую кислоту, мезоинозит, семиводный сульфат железа - FeSO4×7H2O и пятиводный сульфат марганца - MnSO4×5H2O, при следующем содержании компонентов, мас.%:
KН2РO4 | 1,044-1,050 |
Ca(NO3)2×4Н2O | 3,90-4,00 |
KNO3 | 1,60-1,68 |
MgSO4×7H2O | 1,20-1,26 |
FeSO4×7H2O | 0,040-0,046 |
Na2ЭДТА×2H2O | 0,059-0,067 |
KI | 0,0035-0,0051 |
Na2MoO4×2H2O | 0,00048-0,00060 |
ZnSO4×7H2O | 0,00012-0,00022 |
CuSO4×5H2O | 0,00014-0,00022 |
MnSO4×5H2O | 0,0023-0,0027 |
H3BO3 | 0,011-0,017 |
СоСl2×6H2O | 0,00060-0,00084 |
Аспарагин | 0,22-0,28 |
Глутамин | 0,35-0,45 |
Тиамин | 0,0010-0,0016 |
Пиридоксин | 0,009-0,017 |
Аскорбиновая кислота | 0,041-0,049 |
Мезоинозит | 1,31-1,39 |
Сахароза | Остальное |
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав раствора отличается от известных по содержанию всех компонентов, ионной формой ряда компонентов и введением новых компонентов. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна». Разработанная среда обеспечила многократное повышение продуктивности Wolffia arrhiza по целому комплексу показателей, таких как: прирост биомассы популяции, содержание тотального белка в 100 мг сырой массы и процентное содержание белка в сухой массе, обеспечивая при этом достаточно высокий показатель содержания сухого вещества, и не вызывая видимых физиологических отклонений в архитектонике растения. Наиболее важный показатель - выход тотального белка с популяции - также превосходит аналогичный показатель при культивировании Wolffia arrhiza на ранее известных аналогах сред. Таким образом, данный состав компонентов среды действительно увеличивает продуктивность объекта, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «существенные отличия».
Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 4 варианта: прототип (среда Хогланда-Арнона (Hg)) и 3 варианта заявляемой среды (W3M«1» - среда составлена по наименьшей границе заявляемых допустимых интервалов масс компонентов, W3M«2» - среда составлена по средним величинам из заявляемых допустимых интервалов масс компонентов, W3M«3» - среда составлена по наибольшей границе заявляемых допустимых интервалов масс компонентов).
Смеси получили простым смешиванием. Среды готовили из концентрированных маточных растворов стандартной компоновки (Шевелуха B.C., 1998):
Раствор | Методика приготовления раствора | Количество раствора в мл/л среды | ||||||||
W3M«1» | W3M«2» | W3M«3» | ||||||||
Раствор четырехводного нитрата кальция | В 80 мл дистиллированной воды добавляют 23,6 г Ca(NO3)2×4Н2O. Полученный раствор доводят дистиллированной водой до кондиционного объема в 100 мл | 3,63 | 3,7 0 | 3,77 | ||||||
Раствор макроэлементов | В 400 мл дистиллированной воды добавляют: | 18,2 | 20,0 | 21,8 | ||||||
KNO3 | 9,2 г | |||||||||
MgSO4×7H2O | 6,7 г | |||||||||
KН2РO4 | 5,8 г | |||||||||
Полученный раствор доводят дистиллированной водой до кондиционного объема в 500 мл | ||||||||||
Раствор микроэлементов | В 100 мл дистиллированной воды добавляют: | 0,9 | 1,0 | 1,1 | ||||||
MnSO4×7H2O | 0,18 г | |||||||||
Н3ВО3 | 0,31 г | |||||||||
ZnSO4×7H2O | 0,037 г | |||||||||
KI | 0,096 г | |||||||||
CuSO4×5H2O | 0,0038 г | |||||||||
Na2MoO4×2H2O | 0,012 г | |||||||||
СоСl2×6Н2O | 0,016 г | |||||||||
Раствор хелата железа | 1. Растворяют в 400 мл дистиллированной воды: 2,8 г FeSO4×7H2O. | 1,77 | 1,95 | 2,13 | ||||||
2. Растворяют в 100 мл дистиллированной воды: 3,73 г Na2ЭДТА×2H2O. | ||||||||||
3. Оба раствора смешивают и нагревают на водяной бане до константного состояния смеси. | ||||||||||
Раствор органических веществ | В 100 мл дистиллированной воды добавляют: | 0,9 | 1,0 | 1,1 | ||||||
Тиамин | 0,03 г | |||||||||
Пиридоксин | 0,3 г | |||||||||
Аскорбиновая кислота | 1,0 г | |||||||||
Вещества, добавляемые в виде сухих препаратов | Количество вещества в г/л среды | |||||||||
Мезоинозит | 0,29 | 0,3 | 0,31 | |||||||
Глутамин | 0,0782 | 0,0894 | 0,1006 | |||||||
Аспарагин | 0,0488 | 0,0555 | 0,0622 | |||||||
Сахароза | 20,06 | 20,0 | 19,94 |
Растения помещали на жидкие питательные среды в количестве 100 растений в одну колбу общим объемом 500 мл в трехкратной повторности для каждого из вариантов. Объем среды в каждой колбе составлял 300 мл, культивацию осуществляли на шейкере при 90 об/мин. Учетный период - 1 месяц со дня посадки.
Среда | Биомасса популяции в г | Масса тотального белка в мкг/100 мг сырой массы | Масса белка популяции в мг | Содержание сухого вещества в % | Белка в сухом веществе в % |
W3M «1» | 11,72 | 1471,22 | 170,89 | 4,5 | 32,9 |
W3M «2» | 19,05 | 1813,20 | 392,15 | 4,9 | 40,1 |
W3M «3» | 13,48 | 1435,65 | 193,14 | 4,6 | 31,6 |
Hg | 6,99 | 846,13 | 58,97 | 3,9 | 22,1 |
Приведенные в таблице данные по результатам дисперсионного анализа показали наличие достоверных различий фактора на 95% уровне значимости.
Из таблицы следует, что заявляемая среда существенно превосходит по всем показателям продуктивности прототип. Также полученные данные свидетельствуют о том, что при использовании граничных значений заявляемых допустимых интервалов масс компонентов происходит снижение продуктивности Wolffia arrhiza по всем показателям в связи с дефицитом либо избытком элементов питания в среде.
Источники информации
1. Воинов Н.А., Волова Т.Г., Зобова Н.В., Маркова С.В., Франк Л.А., Шишацкая Е.И. Современные проблемы и методы биотехнологии / Учеб. пособие. - Красноярск, ИПК СФУ, 2009. - 418 с.
2. Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М. (1973). Краткий справочник по физиологии растений. Изд 2, испр., доп. - Киев: Наукова думка. - 590 с.
3. Сельскохозяйственная биотехнология / В.С. Шевелуха, С.В. Калашникова, Е.З. Кочиева [и др.]. - М.: Высш. шк., 1998. - 416 с.
4. Boehm R., Kruse С., Voeste D., Barth S. and Schnabl H. (2001) A transient transformation system for duckweed (Wolffia columbiana) using Agrobacterium-mediated gene transfer. J Appl Bot 75:107-111.
5. Friedrich A.S. (2005). Untersuchungen zu Kultivierung, Transformation und Fermentation von Wolffia spec. - Inaugural - Dissertation. - 177 s.
6. Gamborg O.L., Miller R.A. and Ojima K. (1968). Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Experimental Cell Research 50, 151-158.
7. Gamborg O.L., Constabel F., La Rue, T.A.G., Miller R.A. & Steck W. (1971). The influence of hormones on secondary metabolite formation in plant cell cultures. In Les Cultures de Tissas de Plantes, pp.335-44. Paris: Centre National de la Recherche Scientifique.
8. Hoagland D.R. and Arnon D.I. (1938). The water-culture method for growing plants without soil Univ. Calif. Coll. Agric. Exp. Sta. Circ. Berkeley, CA 347-353.
9. Knop W. (1865). Quantitative Utersuchungen Über den ErnährungensprozeB der Pflanze. Landw. Versuchssat. 7:93.
10. Knop W. (1865) Arbeiten aus dem Laboratorio der Versuchs-Station zu Moecern. Die Landwirtschaftlichen Versuchs-Stationen 7: 436-450.
11. Kruse C., Boehm R., Voeste D., Barth S. and Schnabl H. (2001). Transient transformation of Wolffia columbiana by particle bombardment. Aquatic Bot 72:175-181.
12. Li J., Jain M., Vunsh R., Vishnevetsky J., Hanania U., Flaishman M., Perl A., Edelman M. Callus induction and regeneration in Spirodela and Lemna // Plant Cell Rep (2004) 22:457-464.
13. Steinberg R., 1946: Mineral requirement of Lemna minor. Plant Physiology, 21, 42-48.
Claims (1)
- Состав среды для культивирования растений семейства Рясковые (Wolffia arrhiza) в условиях in vitro, включающий фосфат калия монозамещенный - KH2PO4, четырехводный нитрат кальция - Са(NO3)2·4H2O, нитрат калия - KNO3, семиводный сульфат магния - MgSO4·7H2O, двуводный молибдат натрия - Na2MoO4·2H2O, семиводный сульфат цинка - ZnSO4·7H2O, двунатриевый дигидрат этилендиаминтетрауксусной кислоты - Na2ЭДTA·2H2O, пятиводный сульфат меди - CuSO4·5H2O, борную кислоту -Н3ВО3 и сахарозу, отличающийся тем, что дополнительно содержит калия йодид - KJ, шестиводный кобальта хлорид - CoCl2·6H2O, аспарагин, глутамин, тиамин, пиридоксин, аскорбиновую кислоту, мезоинозит, семиводный сульфат железа - FeSO4·7H2O и пятиводный сульфат марганца - MnSO4·5H2O при следующем содержании компонентов, мас.%:
KH2PO4 1,044-1,050 Ca(NO3)2·4H2O 3,90-4,00 KNO3 1,60-1,68 MgSO4·7H2O 1,20-1,26 FeSO4·7H2О 0,040-0,046 Na2ЭДTA·2H2O 0,059-0,067 KJ 0,0035-0,0051 Na2MoO4·2H2O 0,00048-0,00060 ZnSO4·7H2O 0,00012-0,00022 CuSO4·5H2O 0,00014-0,00022 MnSO4·5H2O 0,0023-0,0027 H3BO3 0,011-0,017 CoCl2·6H2O 0,00060-0,00084 Аспарагин 0,22-0,28 Глутамин 0,35-0,45 Тиамин 0,0010-0,0016 Пиридоксин 0,009-0,017 Аскорбиновая кислота 0,041-0,049 Мезоинозит 1,31-1,39 Сахароза Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122553/13A RU2472338C1 (ru) | 2011-06-06 | 2011-06-06 | Состав среды для культивирования растений семейства рясковые (wolffia arrhiza) в условиях in vitro |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122553/13A RU2472338C1 (ru) | 2011-06-06 | 2011-06-06 | Состав среды для культивирования растений семейства рясковые (wolffia arrhiza) в условиях in vitro |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011122553A RU2011122553A (ru) | 2012-12-20 |
RU2472338C1 true RU2472338C1 (ru) | 2013-01-20 |
Family
ID=48806287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011122553/13A RU2472338C1 (ru) | 2011-06-06 | 2011-06-06 | Состав среды для культивирования растений семейства рясковые (wolffia arrhiza) в условиях in vitro |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2472338C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728859C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2020-07-31 | Яра Интернейшнл Аса | Композиция порошкообразного нитрата кальция для удобрительного орошения, включающая питательные микровещества на основе нитратов, и способ ее получения |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1127550A1 (ru) * | 1982-02-18 | 1984-12-07 | Научно-производственное объединение "Биохимреактив" | Питательна среда дл выращивани гвоздики @ @ |
SU1261587A1 (ru) * | 1983-07-18 | 1986-10-07 | Научно-исследовательский зональный институт садоводства Нечерноземной полосы | Питательна среда дл культивировани зародышей косточковых культур |
SU1331892A1 (ru) * | 1986-03-25 | 1987-08-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Картофельного Хозяйства | Питательна среда дл культивировани растительных клеток и протопластов |
JP2007080817A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Valeo Vision | 自動車用ヘッドライトモジュールを製造する方法、およびモジュール、並びにヘッドライト |
-
2011
- 2011-06-06 RU RU2011122553/13A patent/RU2472338C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1127550A1 (ru) * | 1982-02-18 | 1984-12-07 | Научно-производственное объединение "Биохимреактив" | Питательна среда дл выращивани гвоздики @ @ |
SU1261587A1 (ru) * | 1983-07-18 | 1986-10-07 | Научно-исследовательский зональный институт садоводства Нечерноземной полосы | Питательна среда дл культивировани зародышей косточковых культур |
SU1331892A1 (ru) * | 1986-03-25 | 1987-08-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Картофельного Хозяйства | Питательна среда дл культивировани растительных клеток и протопластов |
JP2007080817A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Valeo Vision | 自動車用ヘッドライトモジュールを製造する方法、およびモジュール、並びにヘッドライト |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728859C2 (ru) * | 2016-04-14 | 2020-07-31 | Яра Интернейшнл Аса | Композиция порошкообразного нитрата кальция для удобрительного орошения, включающая питательные микровещества на основе нитратов, и способ ее получения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011122553A (ru) | 2012-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
George et al. | Effects of different media composition, light intensity and photoperiod on morphology and physiology of freshwater microalgae Ankistrodesmus falcatus–A potential strain for bio-fuel production | |
Gonçalves | The use of microalgae and cyanobacteria in the improvement of agricultural practices: a review on their biofertilising, biostimulating and biopesticide roles | |
Polacco | Is nickel a universal component of plant ureases? | |
El Nabris | Development of cheap and simple culture medium for the microalgae Nannochloropsis sp. based on agricultural grade fertilizers available in the local market of Gaza strip (Palestine) | |
CN102276358A (zh) | 无土栽培樱桃番茄营养液及制备方法 | |
Tulecke | Arginine-requiring strains of tissue obtained from Ginkgo pollen | |
Chiou et al. | Optimizing production of polyunsaturated fatty acids in Marchantia polymorpha cell suspension culture | |
Sipaúba-Tavares et al. | Growth of Haematococcus pluvialis Flotow in alternative media | |
RU2472338C1 (ru) | Состав среды для культивирования растений семейства рясковые (wolffia arrhiza) в условиях in vitro | |
Dahrendorf et al. | Analysis of nitrogen utilization capability during the proliferation and maturation phases of Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karst.) somatic embryogenesis | |
CN113526999B (zh) | 小麦玉米杂交诱导单倍体胚的麦穗离体培养液及制备方法 | |
Bae et al. | Development of economical fertilizer-based media for mass culturing of Nannochloropsis oceanica | |
CN101803600A (zh) | 雨生红球藻细胞生长促进剂及其使用方法 | |
CN108207385B (zh) | 一种提高檀香幼苗质量和抗性的化学调控方法 | |
Astarita et al. | Conditioning of the culture medium by suspension cells and formation of somatic proembryo in Araucaria angustifolia (Coniferae) | |
RU2578394C1 (ru) | СОСТАВ СРЕДЫ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РАСТЕНИЯ СЕМЕЙСТВА РЯСКОВЫЕ (Lemna minor) В УСЛОВИЯХ in vitro | |
CN103467202B (zh) | 一种提高大蒜富硒能力的叶面肥及栽培技术 | |
Takami et al. | Establishment of suspension cultures of cells from the hornwort, Anthoceros punctatus L. | |
KR100730748B1 (ko) | 야광 또는 형광성을 나타내는 식물조직배양용 배지 | |
Izadi et al. | Iron chelate improves rooting in indole-3-butyric acid-treated rosemary (Rosmarinus officinalis) stem cuttings | |
CN106748216A (zh) | 一种抗逆促生长的叶面肥及其制备方法 | |
Rekoslavskaya | Possible role of N-malonyl-D-tryptophan as an auxin precursor | |
CN113728908A (zh) | 抑藻材料及其在无土栽培中的应用 | |
CN108419602B (zh) | 一种菌根性食用菌促繁增产的方法 | |
Persson | Evaluation of a new type of temporary immersion system (TIS) bioreactors for plant micropropagation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130607 |