RU2662670C2 - Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (rubus idaeus) - Google Patents

Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (rubus idaeus) Download PDF

Info

Publication number
RU2662670C2
RU2662670C2 RU2016109425A RU2016109425A RU2662670C2 RU 2662670 C2 RU2662670 C2 RU 2662670C2 RU 2016109425 A RU2016109425 A RU 2016109425A RU 2016109425 A RU2016109425 A RU 2016109425A RU 2662670 C2 RU2662670 C2 RU 2662670C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
rooting
raspberry
nutrient medium
culture
Prior art date
Application number
RU2016109425A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016109425A (ru
Inventor
Михаил Викторович Филиппов
Анна Борисовна Азарова
Константин Александрович Шестибратов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИКРОКЛОН" (ООО НПП "МИКРОКЛОН")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИКРОКЛОН" (ООО НПП "МИКРОКЛОН") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "МИКРОКЛОН" (ООО НПП "МИКРОКЛОН")
Priority to RU2016109425A priority Critical patent/RU2662670C2/ru
Publication of RU2016109425A publication Critical patent/RU2016109425A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2662670C2 publication Critical patent/RU2662670C2/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H4/00Plant reproduction by tissue culture techniques ; Tissue culture techniques therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Mushroom Cultivation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (Rubus idaeus), включающий перенос микрорастений малины на стадиях мультипликации или укоренения на питательные среды в условиях с пониженным уровнем освещенности и пониженной температурой, где смена освещенности и температуры происходит через 5 дней на стадии мультипликации и через 14 дней на стадии укоренения после начала очередного пассажа культивирования, при этом в качестве питательной среды на стадии мультипликации используют питательную среду MS с добавлением сахарозы 30 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, 6-БАП 0,8 мг/л и зеатина 0,1 мг/л, а на стадии укоренения в качестве питательной среды используют питательную среду 1/2 QL с добавлением сахарозы 20 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, индолилмасляной кислоты (ИМК) 0,1 мг/л, ИУК 0,1 мг/л, при этом уровень интенсивности освещенности снижается до 1000±200 люкс, а температура - до 4-8°С. Изобретение позволяет увеличить длительность хранения с последующей эффективной адаптацией. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области биотехнологии растений и может быть использовано для длительного хранения микрорастений малины в том ювенильном статусе, который был достигнут перед их депонированием.
Особенностью культуры in vitro является достижение растениями той степени омоложенности, которая в естественных условиях у растений не наблюдается. Процесс ювенилизации часто сопровождается фенотипическими изменениями микрорастений, среди которых изменение формы листа и уменьшение его размеров, исчезновение характерной антоциановой окраски и др. Следствием высокой степени омоложенности микрорастений является увеличение коэффициента мультипликации и частоты укоренения, что связано с более легким переходом растительных клеток в дедифференцированное состояние. Согласно нашим данным, ювенильное состояние способно сохраняться от нескольких недель до нескольких месяцев после адаптации микрорастений.
Степень омоложения микрорастений напрямую зависит от частоты пассирования культуры in vitro на стадии мультипликации и активности черенкования микропобегов при переносе на свежую питательную среду. Процесс омоложения является легкообратимым, поэтому непреднамеренное увеличение длительности 1-2 пассажей до 6 и более недель способно вернуть растения к исходному (неомоложенному) состоянию, а в процессе масштабного производства микрорастений подобные задержки с плановой пересадкой (пассированием) микрорастений неизбежны. Кроме того, поддержание ювенильного состояния культуры за счет частого пассирования в случае необходимости временного депонирования или невостребованности данной культуры является трудоемким и затратным процессом.
Как правило, для успешного формирования корневой системы микрорастений требуется редукция минерального состава питательной среды. Однако в случае необходимости временного депонирования или невостребованности данной культуры помещение в холодильник полностью укорененных растений может приводить к частичному отмиранию отдельных листьев или всей верхушки побега, что приводит к утрате товарного вида микрорастений и отрицательно сказывается на эффективности их последующей адаптации.
Ранее нами уже была показана эффективность подхода по депонированию активно растущих культур древесных видов растений в условиях низких температур и невысокого уровня освещенности, однако поведение травянистых видов растений и полукустарников (к каковым относится малина) в условиях in vitro значительно отличается от количественно-качественных характеристик древесных видов. Поэтому мы провели исследования в отношении малины.
Целью предлагаемого изобретения является решение вышеуказанных проблем, которые могут возникать на стадии мультипликации и укоренения микрорастений малины.
Поставленная цель достигается за счет того, что контейнеры с микрорастениями на стадиях мультипликации и укоренения помещаются соответственно через 5 и 14 дней после начала пассажа в холодильники с температурой 4-8°C с обеспечением подсветки растений на уровне 1000±200 люкс.
Суть изобретения состоит в том, что растения, выращиваемые на питательной среде для мультипликации, а именно на питательной среде MS (Murashige Т. & Skoog F., A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. // Physiol. Plant, 15 (1962) 473-497) с добавлением сахарозы 30 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, 6-БАП 0,8 мг/л и зеатина 0,1 мг/л; или среде для укоренения, а именно на питательной среде
Figure 00000001
QL (Quorin М. & Lepoivre P. Elude de milieux adaptes aux cultures in vitro de Prunus // Acta Hort. 1977. V. 78. P. 437-442) с добавлением сахарозы 20 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, индолилмасляной кислоты (ИМК) 0,1 мг/л, ИУК 0,1 мг/л переносят на свежую питательную среду и культивируют в стандартных условиях (22-25°C, 3000±500 люкс) в течение 5 дней (стадия мультипликации) или в течение 14 дней (стадия укоренения).
Анализ известных способов длительного поддержания качественных характеристик культуры in vitro растений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого способа неизвестна из уровня техники, следовательно, он соответствует условию патентоспособности изобретения - «новизна».
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
1. В нестерильных условиях готовится питательная среда. В нее добавляются необходимые количества макро-, микроэлементов, хелата железа, инозитола, объем доводится дистиллированной водой, pH 5,6-5,8. В колбы добавляются навески 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 стерильные растворы витаминов, регуляторов роста. Полученный раствор разливается по стерильным культуральным сосудам. Все манипуляции с растительным материалом производятся в стерильных условиях ламинар-бокса. На этапе мультипликации число эксплантов в контейнерах составляет 10-12 шт., а на стадии укоренения 15-21 шт.
2. Через 5 дней (стадия мультипликации) или 14 дней (стадия укоренения) культивирования контейнеров на светокультуральных стеллажах при температуре 22-25°C и освещенности 3000±500 люкс контейнеры с растениями проверяют на наличие возможной контаминации, выбраковываются контейнеры с контаминацией или подозрением на нее, а остальные помещают в холодильники с температурой 4-8°C и уровнем освещения 1000±200 люкс.
В таблицах 1 и 2 представлены результаты исследований по оценке условий и продолжительности депонирования растений на стадиях мультипликации и укоренения, обеспечивающих полное сохранение качественных характеристик культуры in vitro.
Продолжительность этапа мультипликации определяется периодом, за который растения в контейнере поглощают большую часть питательных веществ (органических и минеральных), а также регуляторов роста, некоторые из которых склоны к распаду под воздействием физических факторов внешней среды. Сокращение количества доступных питательных веществ, одновременно с накоплением в питательной среде продуктов жизнедеятельности растений, приводит к замедлению роста, а в случае большинства древесных культур это может инициировать состояние покоя, сопровождающееся изменениями на биохимическом и физиологическом уровнях. Для предотвращения подобных изменений производится регулярная пересадка растений на свежую питательную среду. Однако при возникновении временной невостребованности продукции необходимость частых пересадок приводит к заметному увеличению затрат на производство микрорастений.
Известно, что при воздействии низких температур происходит резкое сокращение активности большинства ферментов в растениях (Holaday A.S. et al. Changes in activities of enzymes of carbon metabolism in leaves during exposure of plants to low temperature // Plant Physiol. 1992. V98. P. 1105-1114) и, как следствие, резкое сокращение физиологической активности. Результаты наших исследований показали, что воздействие низких температур на микрорастения малины на стадии мультипликации позволяет сохранять основные качественные характеристики в течение 12-14 месяцев (Таблица 1). Более длительное хранение не рекомендуется, поскольку у всех трех сортов отмечалось резкое снижение частоты мультипликации после пересадки депонированных микрорастений на свежую питательную среду и культивирования в стандартных условиях. Сбрасывание листьев нижнего яруса, начало которого наблюдалось с 6-го месяца (сорт Пингвин) по 10-й месяц (сорт Оранжевое чудо) не было связано с переходом растений в состояние покоя, о чем косвенно можно судить по неизменной частоте мультипликации. При хранении микрорастений сроком более 12 месяцев у большинства сортов, за исключением Пингвина, наблюдался некроз апикальной части побега, что свидетельствует о необратимых процессах в растениях, однако в случае сорта Оранжевое чудо наличие апикального некроза через 12 и 14 месяцев депонирования не сильно сказывалось на частоте мультипликации, которая обеспечивалась за счет более легкого пробуждения пазушных и спящих почек.
Воздействие низких температур на микрорастения на стадии укоренения также обеспечивает сохранение основных качественных характеристик/товарного вида. Этиоляция побегов в случае хранения растений в отсутствие искусственного освещения ухудшали товарный вид продукции и влияли на внешний вид/качество адаптированных растений. Нами было установлено, что для сохранения товарного вида частично укоренившихся микрорастений малины, помещенных в условия низких температур, необходимо обеспечение хотя бы минимального уровня освещенности, поскольку в случае хранения микрорастений в темноте активный некроз верхушки побега (частично явившийся следствием этиоляции побегов) у обоих анализируемых сортов малины наблюдался уже через 12 месяцев хранения, а частота приживаемости снижалась на 13-15% (Таблица 2). Однако внешний вид таких адаптированных растений был значительно хуже относительно контроля. Стандартный уровень освещения 3000±500 люкс также приводил к ухудшению качества микрорастений малины обоих сортов по сравнению с растениями, хранившимися в условиях низкой освещенности 1000±200 люкс, что может быть связано с более активным протеканием физиологических процессов в растениях с более интенсивным освещением. Через 16 месяцев хранения в условиях высокого уровня освещенности некроз апикальной части побегов наблюдался у большей части растений в контейнерах, в то время как случаи отмирания верхушки побегов через такой же период хранения при низком освещении были единичными и только у сорта Оранжевое чудо. Частота приживаемости в целом коррелировала с качеством побегов и в наибольшей степени сохранялась в случае растений, хранившихся при низком уровне освещенности.
Figure 00000002
Figure 00000003

Claims (1)

  1. Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (Rubus idaeus), включающий перенос микрорастений малины на стадиях мультипликации или укоренения на питательные среды в условиях с пониженным уровнем освещенности и пониженной температурой, отличающийся тем, что смена освещенности и температуры происходит через 5 дней на стадии мультипликации и через 14 дней на стадии укоренения после начала очередного пассажа культивирования, при этом в качестве питательной среды на стадии мультипликации используют питательную среду MS с добавлением сахарозы 30 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, 6-БАП 0,8 мг/л и зеатина 0,1 мг/л, а на стадии укоренения в качестве питательной среды используют питательную среду 1/2 QL с добавлением сахарозы 20 г/л, инозитола 100 мг/л, пиридоксина 0,1 мг/л, тиамина 0,1 мг/л, никотиновой кислоты 0,5 мг/л, индолилмасляной кислоты (ИМК) 0,1 мг/л, ИУК 0,1 мг/л, при этом уровень интенсивности освещенности снижается до 1000±200 люкс, а температура - до 4-8°С.
RU2016109425A 2016-03-16 2016-03-16 Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (rubus idaeus) RU2662670C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109425A RU2662670C2 (ru) 2016-03-16 2016-03-16 Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (rubus idaeus)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109425A RU2662670C2 (ru) 2016-03-16 2016-03-16 Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (rubus idaeus)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016109425A RU2016109425A (ru) 2017-09-21
RU2662670C2 true RU2662670C2 (ru) 2018-07-26

Family

ID=59930829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109425A RU2662670C2 (ru) 2016-03-16 2016-03-16 Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (rubus idaeus)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2662670C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731061C2 (ru) * 2018-12-25 2020-08-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пущинский государственный естественно-научный институт" (ПущГЕНИ) Способ хранения растений рода rubus в условиях in vitro
RU2743965C1 (ru) * 2020-06-09 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) Способ длительного депонирования in vitro растений малины ремонтантной

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АКИМОВА С.В. и др., Влияние концентрации 6-БАП и длительности субкультивирования на этапе пролиферации на укоренение малины ремонтантной в культуре in vitro. Плодоводство и ягодоводство России, Том XXXXI, 2015, с.27-31. *
КУЛЬХАНОВА Д.С., Размножение in vitro ремонтантных сортов малины. Известия Алтайского Государственного университета, N3-2, 2012, с. 42-45. *
МОХАММЕД АБДУЛВАСИ ИБРАХИМ, Микроразмножение, длительное депанирование и криосохранение in vitro Малины красной, авто диссертации, Москва, 1998. *
МОХАММЕД АБДУЛВАСИ ИБРАХИМ, Микроразмножение, длительное депанирование и криосохранение in vitro Малины красной, автореферат диссертации, Москва, 1998. АКИМОВА С.В. и др., Влияние концентрации 6-БАП и длительности субкультивирования на этапе пролиферации на укоренение малины ремонтантной в культуре in vitro. Плодоводство и ягодоводство России, Том XXXXI, 2015, с.27-31. КУЛЬХАНОВА Д.С., Размножение in vitro ремонтантных сортов малины. Известия Алтайского Государственного университета, N3-2, 2012, с. 42-45. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731061C2 (ru) * 2018-12-25 2020-08-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пущинский государственный естественно-научный институт" (ПущГЕНИ) Способ хранения растений рода rubus в условиях in vitro
RU2743965C1 (ru) * 2020-06-09 2021-03-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) Способ длительного депонирования in vitro растений малины ремонтантной

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016109425A (ru) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Higashi et al. Histological analysis of fruit development between two melon (Cucumis melo L. reticulatus) genotypes setting a different size of fruit
Laine et al. Recovery of plants from cryopreserved embryogenic cell suspensions of Pinus caribaea
Batukayev et al. In vitro reproduction and ex vitro adaptation of complex resistant grape varieties
Kubota et al. Low-temperature storage of transplants at the light compensation point: air temperature and light intensity for growth suppression and quality preservation
Schwallier et al. The influence of seed maturation on desiccation tolerance in Phalaenopsis amabilis hybrids
Niemenak et al. Micropropagation of cocoyam (Xanthosoma sagittifolium L. Schott) in temporary immersion bioreactor
RU2662670C2 (ru) Способ сохранения ювенильного статуса культуры in vitro малины (rubus idaeus)
Generoso et al. Mature-embryo culture in the cryopreservation of passion fruit (Passiflora edulis Sims) seeds
Sulichantini et al. Clonal propagation of two clones Eucalyptus pellita F. Muell by mini-cutting
Kubota et al. Carbohydrate status and transplant quality of micropropagated broccoli plantlets stored under different light environments
KR20150006187A (ko) 백합나무 체세포배 배발생 조직 유도 방법
Baldwin et al. Is tissue culture a viable system with which to examine environmental and hormonal regulation of cold acclimation in woody plants?
RU2731061C2 (ru) Способ хранения растений рода rubus в условиях in vitro
RU2590703C1 (ru) СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КУЛЬТУРЫ in vitro НЕКОТОРЫХ ДРЕВЕСНЫХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ (ЛИМОННИК КИТАЙСКИЙ, РОДОДЕНДРОН, СИРЕНЬ, БЕРЕЗА ПОВИСЛАЯ)
Kumar et al. Rapid protocol for callus induction and differentiation of roots and shoots in Dioscorea alata-a medicinal plant
Karpushina et al. Optimization of stages of clonal micropropagation of garden strawberry varieties Nelly and Kemiya breeding of NCFSCHVW
CA2568476C (en) Methods for storing conifer somatic embryo germinants
Kornatskiy New approaches to micropropagation of raspberry
Ciobanu et al. Influence of genotype and cultivation conditions on vitroplantlets evolution of Solanum tuberosum L. local varieties
RU2627194C1 (ru) Способ клонального микроразмножения растений сем. Betulaceae
RU2743965C1 (ru) Способ длительного депонирования in vitro растений малины ремонтантной
Northmore et al. Effects of media composition and auxins on adventitious rooting of Bienertia sinuspersici cuttings
Guerra et al. Fundamentals, advances and applications of somatic embryogenesis in selected Brazilian native species
Özzambak et al. The effects of pre-planting bulb storage temperatures on flower development of pot-grown narcissus
Ivanova et al. Callus cultures and indirect regeneration of Ruscus hypoglossum in vitro

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180712