RU2565806C2 - Method of in vitro preparation of microshoots of ash, aspen, willow for subsequent rooting under ex vitro conditions - Google Patents
Method of in vitro preparation of microshoots of ash, aspen, willow for subsequent rooting under ex vitro conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565806C2 RU2565806C2 RU2012150723/10A RU2012150723A RU2565806C2 RU 2565806 C2 RU2565806 C2 RU 2565806C2 RU 2012150723/10 A RU2012150723/10 A RU 2012150723/10A RU 2012150723 A RU2012150723 A RU 2012150723A RU 2565806 C2 RU2565806 C2 RU 2565806C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vitro
- ash
- willow
- aspen
- plants
- Prior art date
Links
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии растений и лесному хозяйству и может быть использовано для подготовки микропобегов трансгенных клонов ясеня, осины, ивы с целью последующего укоренения в условиях ex vitro.The invention relates to the field of plant biotechnology and forestry and can be used for the preparation of microprobe transgenic clones of ash, aspen, willow for subsequent rooting in ex vitro conditions.
В настоящее время в лесном хозяйстве уже достаточно активно применяются современные достижения в области биотехнологии растений для получения оздоровленного быстрорастущего посадочного материала. Для этого используют способ клонального микроразмножения растений.Currently, forestry is already quite actively applying modern achievements in the field of plant biotechnology to produce healthy fast-growing planting stock. To do this, use the method of clonal micropropagation of plants.
Осина (Populus tremula) и ее гибриды активно используются в биотехнологических исследованиях в качестве модельной культуры для изучения различных аспектов генетики лесных древесных растений по ряду причин: сравнительно небольшой размер генома, относительная простота ее клонального микроразмножения и генетической трансформации, быстрый рост. В лесном хозяйстве осина начинает занимать приоритетное направление для использования в целлюлозно-бумажной промышленности и получения стройматериалов.Aspen (Populus tremula) and its hybrids are actively used in biotechnological research as a model culture for studying various aspects of the genetics of forest tree plants for several reasons: the relatively small genome size, the relative simplicity of its clonal micropropagation and genetic transformation, rapid growth. In forestry, aspen begins to take priority for use in the pulp and paper industry and obtain building materials.
Ясень обыкновенный является одной из самых ценных лиственных пород европейской части России. Это главная порода в защитных лесных полосах, в лесных культурах. Данная культура заслуживает широкого внедрения в лесные культуры при реконструкции малоценных молодняков в зеленые зоны вокруг населенных пунктов. Кроме того, древесина ясеня обыкновенного находит широкое применение в сельскохозяйственном машиностроении, в вагоностроении, в мебельном и столярном производствах.Common ash is one of the most valuable hardwoods in the European part of Russia. This is the main breed in protective forest belts, in forest crops. This culture deserves widespread adoption in forest cultures during the reconstruction of low-value young growth in green areas around settlements. In addition, the wood of ordinary ash is widely used in agricultural engineering, in carriage building, in furniture and carpentry.
Ввиду своих биологических особенностей виды и гибриды рода Salix имеют широкие ареалы распространения. Выращивание ивы позволяет получать сырье для создания плетеных изделий, экстракции дубильных и других биологически активных веществ, производства пульпы и бумаги, а также ивовая древесная биомасса является прекрасным сырьем для биоэнергетики. Однако для успешного создания целевых ивовых плантаций необходимы как продуктивные генотипы, так и эффективные технологии производства качественного клонового посадочного материала.Due to their biological characteristics, species and hybrids of the genus Salix have wide distribution ranges. Growing willow allows you to get raw materials for creating wicker products, extracting tannins and other biologically active substances, producing pulp and paper, as well as willow wood biomass is an excellent raw material for bioenergy. However, for successful creation of targeted willow plantations, both productive genotypes and effective technologies for the production of high-quality clonal planting material are necessary.
Анализ литературных данных не дал информации по способам укоренения ex vitro ясеня обыкновенного, осины и ивы, несмотря на наличие информации по другим культурам.An analysis of the literature did not provide information on the methods of rooting ex vitro common ash, aspen and willow, despite the availability of information on other crops.
Известен способ укоренения ясеня в условиях ex vitro «In vitro and ex vitro rooting of micropropagated shoots using three green ash (Fraxinus pennsylvanica) clones» (Kim, M.S., Klopfenstein, N.B., Cregg, B.M. // New Forests, 1998, 16: 43-57), который является наиболее близким техническим решением. В нем растения ясеня пенсильванского культивировались на искусственной питательной среде для мультипликации MS (Murashige, Т. and Skoog, F. 1962. // A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497), с добавлением сахарозы 30 г/л, 6-бензиламинопурина (БАП) 5 мкмоль, тидиазурона 5 мкмоль и индолилмасляной кислоты 1 мкмоль, в течение 4 недель на свету. В конце пассажа срезались апикальные части побегов длиной 50 мм и основание побега, длиной 10 мм, на 15 секунд окунали в раствор, содержащий высокую концентрацию различных ауксинов. Подготовленные побеги помещали в специальный грунт Политерра®, после чего растения укрывали пленкой, где поддерживался высокий уровень влажности. Его недостатками является: получаемые на этапе мультипликации экспланты очень хрупкие (ломкие), и при пересадке в специальный грунт часть побегов повреждается и гибнет; схема подготовки растений сложна для исполнения, поскольку требуется погружение каждого растения в раствор ауксина на 15 секунд, в течение которых происходит увядание растения, наблюдается сильное генотипическое влияние.A known method of rooting ash in ex vitro "In vitro and ex vitro rooting of micropropagated shoots using three green ash (Fraxinus pennsylvanica) clones" (Kim, MS, Klopfenstein, NB, Cregg, BM // New Forests, 1998, 16:43 -57), which is the closest technical solution. In it, plants of Pencilvan ash were cultivated on an artificial nutrient medium for the animation of MS (Murashige, T. and Skoog, F. 1962. // A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497) , with the addition of sucrose 30 g / l, 6-benzylaminopurine (BAP) 5 μmol, thidiazuron 5 μmol and indolylbutyric acid 1 μmol, for 4 weeks in the light. At the end of the passage, the apical parts of the shoots 50 mm long were cut off and the base of the shoot 10 mm long was dipped for 15 seconds into a solution containing a high concentration of various auxins. The prepared shoots were placed in a special Polyterra® soil, after which the plants were covered with a film, where a high level of humidity was maintained. Its disadvantages are: the explants obtained at the stage of animation are very fragile (brittle), and when transplanted into special soil, part of the shoots are damaged and die; the plant preparation scheme is difficult to implement, since each plant is immersed in auxin solution for 15 seconds, during which the plant withers, a strong genotypic effect is observed.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение схемы производства, повышение качества побегов, устранение сильного влияния генотипа для получения выровненного посадочного материала.The aim of the invention is to simplify the production scheme, improve the quality of shoots, eliminate the strong influence of the genotype to obtain a aligned planting material.
Поставленная цель достигается за счет того, что после завершения этапа мультипликации растения ясеня, осины и ивы переносятся на искусственную питательную среду для элонгации, включающую минеральные соли среды WPM (Lloyd, G. and В.Н. McCown. 1980. // Commercially feasible micropropagation of mountain laurel, (Kalmia latifolia) by use of shoot tip culture. Int. Plant Prop. Soc, Comb. Proc, 30: 421-427), 30 г/л сахарозы, 9 г/л агар-агара, 100 мг/л инозитола, 0,1 мг/л пиридоксина, 0,1 мг/л тиамина, 0,5 мг/л никотиновой кислоты и 0,5 ммоль/л глутамина. Культивирование на этапе элонгации осуществляется при повышенном уровне освещенности - 5 тыс. люкс.This goal is achieved due to the fact that after the completion of the animation stage, the plants of ash, aspen and willow are transferred to an artificial nutrient medium for elongation, including mineral salts of WPM medium (Lloyd, G. and B.N. McCown. 1980. // Commercially feasible micropropagation of mountain laurel, (Kalmia latifolia) by use of shoot tip culture. Int. Plant Prop. Soc, Comb. Proc, 30: 421-427), 30 g / l sucrose, 9 g / l agar-agar, 100 mg / l inositol, 0.1 mg / l pyridoxine, 0.1 mg / l thiamine, 0.5 mg / l nicotinic acid and 0.5 mmol / l glutamine. Cultivation at the elongation stage is carried out at an increased level of illumination - 5 thousand lux.
Суть изобретения состоит в том, что предлагаемый способ, заключающийся в переносе растений на питательную среду для элонгации, включающую минеральные соли среды WPM, 30 г/л сахарозы, 9 г/л агар-агара, 100 мг/л инозитола, 0,1 мг/л пиридоксина, 0,1 мг/л тиамина, 0,5 мг/л никотиновой кислоты и 0,5 ммоль/л глутамина, и культивировании при повышенном уровне освещенности (5 тыс. люкс), обеспечивает получение физиологически и морфологически выровненных побегов ясеня, осины и ивы, что, в свою очередь, обеспечивает значительное повышение эффективности их укоренения в условиях ex vitro.The essence of the invention lies in the fact that the proposed method, which consists in transferring plants to a growth medium for elongation, including mineral salts of WPM medium, 30 g / l sucrose, 9 g / l agar-agar, 100 mg / l inositol, 0.1 mg / l of pyridoxine, 0.1 mg / l of thiamine, 0.5 mg / l of nicotinic acid and 0.5 mmol / l of glutamine, and cultivation at an increased level of illumination (5 thousand lux), provides physiologically and morphologically aligned shoots of ash , aspen and willow, which, in turn, provides a significant increase in the effectiveness of their rooting I'm in ex vitro.
Анализ известных способов подготовки растений для укоренения в условиях ex vitro, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого способа не известна из уровня техники, следовательно, он соответствует условию патентоспособности изобретения - «новизна».Analysis of known methods of preparing plants for rooting in ex vitro conditions, carried out according to scientific, technical and patent documentation, showed that the set of essential features of the proposed method is not known from the prior art, therefore, it meets the condition of patentability of the invention - "novelty".
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.
1. В нестерильных условиях готовится питательная среда, включающая минеральные соли среды WPM, 30 г/л сахарозы и 9 г/л агар-агара. Среда разливается по колбам, укупоривается фольгой и бумагой, завязывается банковской резинкой. Автоклавирование проводится при 1 атм. (=1 изб. атм.) в течение 20 минут. В остывшую до 55°C среду в ламинар-боксе добавляются 100 мг/л инозитола, 0,1 мг/л пиридоксина, 0,1 мг/л тиамина, 0,5 мг/л никотиновой кислоты и 0,5 ммоль/л глутамина. Питательную среду разливают по стерильным культуральным сосудам. Все манипуляции с растительным материалом производится в стерильных условиях ламинар-бокса. На всех этапах культивирования число эксплантов в сосудах составляет 15-25 штук.1. In non-sterile conditions, a nutrient medium is prepared, including mineral salts of WPM, 30 g / l of sucrose and 9 g / l of agar-agar. The medium is bottled, corked with foil and paper, tied with a rubber band. Autoclaving is carried out at 1 atm. (= 1 atm.) For 20 minutes. In a laminar box that cooled down to 55 ° C, 100 mg / L of inositol, 0.1 mg / L of pyridoxine, 0.1 mg / L of thiamine, 0.5 mg / L of nicotinic acid and 0.5 mmol / L of glutamine are added. . The nutrient medium is poured into sterile culture vessels. All manipulations with plant material are performed under sterile conditions in a laminar box. At all stages of cultivation, the number of explants in the vessels is 15-25 pieces.
2. Этап элонгации проводят на питательной среде, включающей минеральные соли среды WPM, 30 г/л сахарозы, 9 г/л агар-агара, 100 мг/л инозитола, 0,1 мг/л пиридоксина, 0,1 мг/л тиамина, 0,5 мг/л никотиновой кислоты и 0,5 ммоль/л глутамина. Контейнеры с растениями помещают на светокультуральные стеллажи с уровнем освещенности 5 тыс. люкс.2. The elongation step is carried out on a nutrient medium, including WPM mineral salts, 30 g / l sucrose, 9 g / l agar-agar, 100 mg / l inositol, 0.1 mg / l pyridoxine, 0.1 mg / l thiamine 0.5 mg / l nicotinic acid and 0.5 mmol / l glutamine. Containers with plants are placed on light culture racks with a light level of 5 thousand lux.
В таблицах 1-4 представлены результаты исследований по влиянию способа подготовки растений ясеня, осины и ивы в условиях in vitro для последующего укоренения в условиях ex vitro.Tables 1-4 present the results of studies on the effect of the method of preparing plants of ash, aspen and willow in vitro for subsequent rooting in ex vitro.
Укоренение в условиях ex vitro позволяет ускорить и упростить процесс клонального микроразмножения. Однако укоренение микропобегов некоторых культур, полученных в условиях in vitro, часто сопряжено с такими проблемами, как низкая эффективность адаптации, хрупкость микропобегов, физиологическая разнородность адаптировавшихся растений и др. Для повышения физиологической зрелости растений применяют повышенный уровень освещенности культивируемых растений. В случае ясеня результаты исследования показали, что повышение уровня освещенности до 5 тыс. люкс способствовало значительному повышению частоты приживаемости и некоторому увеличению высоты растений обоих генотипов ясеня. Дальнейшее повышение освещенности (до 8 тыс. люкс) не увеличивало частоту приживаемости, а высота растений незначительно снижалась по сравнению с освещенностью 5 тыс. люкс. На число корней уровень освещенности никак не влиял (таблица 1). Уровень освещенности схожим образом влиял на степень приживаемости и морфологические характеристики осины и ивы.Rooting under ex vitro conditions accelerates and simplifies the process of clonal micropropagation. However, the rooting of microprobe of some cultures obtained in vitro is often associated with problems such as low adaptation efficiency, fragility of microprobe, physiological heterogeneity of adapted plants, etc. To increase the physiological maturity of plants, an increased level of illumination of cultivated plants is used. In the case of ash, the results of the study showed that an increase in the level of illumination to 5 thousand lux contributed to a significant increase in the survival rate and a slight increase in the height of plants of both ash genotypes. A further increase in illumination (up to 8 thousand lux) did not increase the frequency of survival, and the height of plants slightly decreased compared to illumination of 5 thousand lux. The level of illumination did not affect the number of roots (table 1). The level of illumination similarly affected the survival rate and morphological characteristics of aspen and willow.
В различных исследованиях показано, что глутамин, являющийся одной из ключевых аминокислот, при добавлении в питательную среду оказывает благоприятное действие на многие культуры. По нашим данным добавление глутамина в питательную среду для элонгации в концентрации более 0,5 ммоль способствовало значительному повышению высоты растений и увеличению числа корней. Приживаемость растений во всех вариантах была очень высокой (таблица 2).Various studies have shown that glutamine, which is one of the key amino acids, when added to the culture medium has a beneficial effect on many cultures. According to our data, the addition of glutamine to the growth medium for elongation at a concentration of more than 0.5 mmol contributed to a significant increase in plant height and an increase in the number of roots. Plant survival in all cases was very high (table 2).
В эксперименте по влиянию глутамина на эффективность последующей адаптации ивы показал, что при содержании глутамина 0,5-1,0 ммоль частота приживаемости увеличивалась до 100%, при этом значительно увеличивалась высота растений (таблица 3).In an experiment on the effect of glutamine on the effectiveness of subsequent willow adaptation, it was shown that, with a glutamine content of 0.5-1.0 mmol, the survival rate increased to 100%, while the height of the plants increased significantly (table 3).
Преимуществом предложенного способа подготовки микропобегов является повышение их качества на этапе элонгации, что проявляется в более высокой частоте приживаемости растений и улучшении ростовых характеристик. Помимо этого способ позволяет получать более выровненные побеги и, как следствие, большее число растений товарного вида (таблица 4).The advantage of the proposed method for the preparation of microprobe is to increase their quality at the stage of elongation, which is manifested in a higher frequency of survival of plants and improved growth characteristics. In addition, the method allows to obtain more aligned shoots and, as a result, a greater number of plants of a commercial appearance (table 4).
Способ применен в опытно-производственных условиях. Он позволяет повысить эффективность эксплуатации тепличных площадей на 15-20%. Получено и высажено более 10 тысяч микрорастений.The method is applied in experimental production conditions. It allows you to increase the efficiency of operation of greenhouse areas by 15-20%. Received and planted more than 10 thousand microplants.
Перечень таблицList of tables
1. Таблица 1. Влияние уровня освещенности на этапе элонгации в условиях in vitro на эффективность адаптации ясеня в условиях ex vitro.1. Table 1. The influence of the level of illumination at the stage of elongation in vitro on the efficiency of adaptation of ash in ex vitro.
2. Таблица 2. Влияние глутамина в среде для элонгации на последующую приживаемость осины в условиях ex vitro.2. Table 2. The effect of glutamine in the elongation medium on the subsequent survival of aspen in ex vitro.
3. Таблица 3. Влияние глутамина в среде для элонгации на последующую приживаемость ивы в условиях ex vitro.3. Table 3. The effect of glutamine in the elongation medium on the subsequent survival of willow in ex vitro conditions.
4. Таблица 4. Усредненные результаты, демонстрирующие эффективность введения этапа элонгации в сочетании с повышенной освещенностью, в сравнении с контролем (без этапа элонгации).4. Table 4. Average results demonstrating the effectiveness of the introduction of the elongation stage in combination with increased illumination, in comparison with the control (without the elongation stage).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012150723/10A RU2565806C2 (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Method of in vitro preparation of microshoots of ash, aspen, willow for subsequent rooting under ex vitro conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012150723/10A RU2565806C2 (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Method of in vitro preparation of microshoots of ash, aspen, willow for subsequent rooting under ex vitro conditions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012150723A RU2012150723A (en) | 2013-06-20 |
RU2565806C2 true RU2565806C2 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=48785242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012150723/10A RU2565806C2 (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Method of in vitro preparation of microshoots of ash, aspen, willow for subsequent rooting under ex vitro conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2565806C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731053C1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИКРОКЛОН" | Grapes rooting method ex vitro |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115589947A (en) * | 2022-10-21 | 2023-01-13 | 曲阜师范大学(Cn) | Tissue culture and rapid propagation method of salix matsudana and application thereof |
-
2012
- 2012-11-27 RU RU2012150723/10A patent/RU2565806C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАШКИНА О.С. и др., Метод клонального микроразмножения различных видов и гибридов ивы, Биотехнология, N1, 2010, с.51-59. АЗАРОВА А.Б., и др., Высокоэффективная технология клонального микроразмножения видов и гибридов рода Salix, Леса Евразии " подмосковные вечера, материалы X Международной конференции молодых ученых, посвященной 90-летию со дня основания Московского государственного университетеа леса и 170-летию со дня рождения профессора М.К.Турского, Издатетельство Московского государственного университета леса, Москва, 2010, с. 161-163. MEE-SOOK KIM., et all., In vitro and ex vitro rooting of micripropagated shoots using three green ash (Fraxinus pennsylvanica) clones, New Forests 16, 1998, p.43-57. Lloyd G., et all Commercially-feasible micropropagation of mountain laurel, Kalmia latifolia, by use of shoot-tip culture, The international plant propogators society, Combined proceedings, v. 30, 1980, p.421-427 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731053C1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-08-28 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИКРОКЛОН" | Grapes rooting method ex vitro |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012150723A (en) | 2013-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Egertsdotter et al. | Automation and scale up of somatic embryogenesis for commercial plant production, with emphasis on conifers | |
Batukayev et al. | In vitro reproduction and ex vitro adaptation of complex resistant grape varieties | |
Yang et al. | Somatic embryogenesis and plantlet regeneration from mature zygotic embryos of Manchurian ash (Fraxinus mandshurica Rupr.) | |
Liu et al. | Micropropagation of Camptotheca acuminata Decaisne from axillary buds, shoot tips, and seed embryos in a tissue culture system | |
Le et al. | Temporary immersion bioreactor system for propagation by somatic embryogenesis of hybrid larch (Larix× eurolepis Henry) | |
US7932086B2 (en) | Commercially viable process for in vitro mass culture of Jatropha curcas | |
Zaidi et al. | Micropropagation and conservation of three Juniperus species (Cupressaceae) | |
RU2565806C2 (en) | Method of in vitro preparation of microshoots of ash, aspen, willow for subsequent rooting under ex vitro conditions | |
Chalupa | Somatic embryogenesis in oak (Quercus spp.) | |
Winarto et al. | Establishment of in vitro propagation protocol of Gerbera jamesonii Bolus Ex Hook F.: explant and media selection to plantlet acclimatization | |
Mir et al. | In vitro development and regeneration of microcorms in saffron (Crocus sativus L) | |
CN101796921A (en) | Tissue culture rapid breeding technology of betula luminfera leaf bud | |
RU2619177C1 (en) | Method for increasing in vitro cultivation efficiency for birch, chinese magnolia, rhododendron and lilac | |
Barberini et al. | Somatic plant regeneration from selected common cypress (Cupressus sempervirens L.) clones resistant to the bark canker disease | |
CN101796922A (en) | Betula alnoides leaf bud tissue culture rapid propagation technique | |
Häggman et al. | Micropropagation of Betula pendula Roth including genetically modified material | |
Chauhan et al. | Direct organogenesis from leaf explants of Garcinia indica Choisy: An important medicinal plant | |
Northmore et al. | Effects of media composition and auxins on adventitious rooting of Bienertia sinuspersici cuttings | |
Sharma et al. | Somatic embryogenesis in Buchanania lanzan spreng | |
Michał Pławuszewski et al. | Regeneration of Polish cultivars of monoecious hemp (Cannabis sativa L.) grown in vitro | |
Petrova et al. | Analysis of the Aspen Growth (Populus tremula L.) Obtained by in Vitro in the Republic of Tatarstan | |
Kraft et al. | Hybrid Larch (Larix× eurolepis Henry) | |
Chalupa | Protocol of somatic embryogenesis: pedunculate oak (Quercus robur L.) and sessile oak (Quercus petraea/Matt./Liebl.) | |
Ewald | Micropropagation of yew (Taxus baccata L.) | |
RU2788851C1 (en) | Method for microclonal reproduction of potatoes in culture in vitro |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20140505 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20150423 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151201 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181128 |