SU1055437A1 - Method of preserving genofund of potato varieties and species - Google Patents

Method of preserving genofund of potato varieties and species Download PDF

Info

Publication number
SU1055437A1
SU1055437A1 SU823499707A SU3499707A SU1055437A1 SU 1055437 A1 SU1055437 A1 SU 1055437A1 SU 823499707 A SU823499707 A SU 823499707A SU 3499707 A SU3499707 A SU 3499707A SU 1055437 A1 SU1055437 A1 SU 1055437A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
meristematic
liquid nitrogen
ampoules
cooling
seed
Prior art date
Application number
SU823499707A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Владимирович Манжулин
Александр Сергеевич Попов
Раиса Георгиевна Бутенко
Original Assignee
Институт физиологии растений им.К.А.Тимирязева
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 Институт физиологии растений им.К.А.Тимирязева filed Critical Институт физиологии растений им.К.А.Тимирязева
Priority to SU823499707A priority Critical patent/SU1055437A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1055437A1 publication Critical patent/SU1055437A1/en

Links

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

1. СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ГЕНОФОНДА СОРТОВ И ВИДОВ КАРТОФЕЛЯ , включающий предварительное культивирование меристематических верхушек на питательной среде, охлаждение объекта в ампулах в присутствии криопротектора , затравку кристаллизации, последующее замораживание и хранение в жидком азоте, отличающийс  тем, что, с целью сохранени  высокого уровн  жизнеспособности меристем и упрощени  способа криоконсервации, меристематические верхушки дл  охлаждени  помещают в верхнюю часть ампулы, разделенной проницаемой поперечной перегородкой , а затравку кристаллизации производ т путем помещени  нижней части ампул в жидкий азот до начала образовани  кристаллов. (О 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, (Л что затравку производ т в течение 1,0+0,3с.1. A process for the gene conservation species and varieties of potato comprising preculture meristematic apexes on the medium, cooling the object in ampoules in the presence of a cryoprotectant, seeded crystallization subsequent freezing and storage in liquid nitrogen, characterized in that, in order to maintain a high level of viability meristems and simplify the cryopreservation method, meristematic tips for cooling are placed in the upper part of the ampoule divided by a permeable transverse partition And seeded crystallization of manufac out by placing the bottom of the vials in liquid nitrogen prior to crystal formation. (O 2. The method according to claim 1, wherein (L that the seed is produced for 1.0 + 0.3 s.

Description

СП елJV ate

4four

СОWITH

| Изобретение относитс  к сельскому хоз йству , а именно к способам низкотемпературного хранени  тканей и клеток растений , и может быть использовано в селекции и семеноводстве дл  длительного сохранени  генофонда картофел . Известен способ сохранени  генофонда картофел , основанный на глубоком замораживааии меристематических верхушек. Меристематические верхушки, после предварительного культивировани  на жидкой питательной среде в течение 3-5 сут и последуюш ,ей инкубации на среде с криопротекторами в течение 1 ч быстро погружают на кончиках стерильных игл или в пластмассовых ампулах пр мо в жидкий азот. Этот способ позвол ет сохранить жизнеспособность меристематических верхушек в пределах от 27% до 76 % дл  культурного и дл  дикого видов соответственно 1 Недостатком этого способа  вл етс  сильное варьирование по уровню жизнеспособности между замороженными образцами после оттаивани . Известен также способ криоконсервации меристематических верхушек картофел  после предварительной подготовки по аналогии с указанными способами, отличительной чертой которого  вл етс  медленное охлаждение апексов в присутствии криопротектора со скоростью 0,3°С/мин до - 40°С с последующим быстрым погружением в жидкий азот . В этом способе в ходе замораживани  производ т затравку (искусственную инициацию кристаллизации) раствора криопротектора путем внесени  кусочка льда в ампулу с помошью микропипетки при температуре - 5°С. Такой способ позвол ет сохранить жизнеспособность апексов на уровне 71% после криоконсервации 2. Однако способ имеет р д недостатков. После предварительной подготовки ампулы с меристематическими верхушками помещают в спиртовой раствор с температурой 5°С и через 10 мин производ т затравку кристаллизации. Дл  этого в стерильных услови х в каждую ампулу по отдельности внос т кусочек льда с помощью микропинетки , и через 10 мин медленно (примерно 0,3°С/мин) снижают температуру спиртового раствора с помощью системы сосудов Дьюара, о.хлаждаемой жидким азотом. При значительном количестве ампул такой способ усложн ет и удлин ет весь процесс заморгГживани . Кроме того, не исключаетс  возможность инфицировани  меристематических верхушек в процессе затравки. Таким образом, известный способ криоконсервации  вл етс  громоздким и трудоемким , так как требует стерильных условий при замораживании и проведении р да дополнительных операций. Целью изобретени   вл етс  сохранение высокого уровн  жизнеспособности меристематических верхушек картофел  в процессе медленного замораживани  и последующего хранени  в жидком азоте, а также упрощение способа криоконсервации. Поставленна  цель достигаетс  тем, что перед замораживанием меристемахические верхушки помещают в раствор криопротектора в верхнюю часть ампулы, разделенной поперечной перегородкой с отверсти ми, котора  предотвращает непосредственное повреждение меристематической ткани в момент затравки, процесс охлаждени  ведут в программном замораживателе, а затравку раствора криопротектора, наход щегос  в нижней части ампулы под перегородкой, производ т путем одновременного погружени  дна всех, а.мпул в жидкий азот до начала образовани  кристаллов. При этом затравку производ т в течение 1,0 ±0,3 с. Температуру в камере аппарата поддерживают неизменной до момента образовани  кристаллов льда во всем объеме раствора криопротектора. Тем самым обеспечиваетс  медленна  дегидратаци  меристематической ткани, что в свою очередь преп тствует кристаллизации воды внутри клеток. Пример. Дл  замораживани  используют меристематические верхущки культурного тетраплоидного вида картофел  сорта «Домодедовский. Предварительна  подготовка апексов заключаетс  в культивировании их на жидкой питательной среде с 5% ДМСО (диметилсульфоксид) в течение 24 ч. Размер апексов 250-500 мкм. Услови  культивировани : температура 26°С, освещенность 5000 лк, посто нный свет, влажность 70%. После предварительной подготовки Меристематические верхушки перенос т Б 1,0мл 5%-нопо раствора ДМСО в питательной среде в а.мпулы с поперечной перегородкой, плотно прилегающей к стенкам и раздел ющей весь объем раствора ДМСО на две равные части, сообщающиес  между собой через два отверсти  диаметром 0,2 мм в поперечной перегородке. Таким образом, замораживаемый объект отделен от зоны образовани  и первоначального быстрого роста кристаллов льда, происход щего в момент затравки. Меристематические верхущки охлаждают в программном замораживателе со скоростью 0,5°С мин. При температуре - 5°С производ т затравку сразу всех ампул. Наход щихс  в специальном штативе, путем погружени  их дна в жидкий азот На 1,0 с. После этого температуру в камере замораживани  поддерживают на уровне - 5° С в течение 20 мин, а затем продолжают охлаждение замораживаемого объекта с первоначальной скоростью до - 40° С, после чего сразу погружают в жидкий азот ( - 196°С). После хранени  в жидком азоте ампулы быстро размораживают в воде при 40°С, и меристематические верхушки высаживают на агаризованную среду. Услови  рекультивировани  такие же, как и при предварительной подготовке материала к замораживанию. Жизнеспособность апексов после оттаивани  определ ют путем подсчета количества развивающихс  меристематических верхушек после рекультивировани  на питательной среде в течение 7-10 дней. Уровень жизнеспособности меристематических верхушек в зависимости от способа криоконсервировани  показан в таблице.| The invention relates to agriculture, namely to methods for low-temperature storage of plant tissues and cells, and can be used in plant breeding and seed production for the long-term preservation of potato gene pools. There is a method of preserving the gene pool of potatoes, based on deep freezing of meristematic tips. The meristematic tips, after preliminary cultivation on a liquid nutrient medium for 3-5 days and then incubated on the medium with cryoprotectants for 1 hour, are quickly immersed at the tips of sterile needles or in plastic ampoules directly into liquid nitrogen. This method allows maintaining the viability of meristematic tops in the range from 27% to 76% for the cultivated and for wild species, respectively. 1 The disadvantage of this method is the large variation in viability between the frozen specimens after thawing. Also known is a method of cryopreservation of meristematic tops of potatoes after preliminary preparation by analogy with the indicated methods, the distinguishing feature of which is slow cooling of the apexes in the presence of a cryoprotectant at a rate of 0.3 ° C / min to -40 ° C with subsequent rapid immersion in liquid nitrogen. In this method, during freezing, a seed (artificial initiation of crystallization) of the cryoprotectant solution is made by introducing a piece of ice into the ampoule using a micropipette at a temperature of -5 ° C. Such a method allows maintaining the viability of the apexes at the level of 71% after cryopreservation 2. However, the method has several disadvantages. After preliminary preparation, the ampoules with meristematic tips are placed in an alcohol solution with a temperature of 5 ° C and after 10 minutes they crystallize. To do this, under sterile conditions, a piece of ice is individually placed in each vial using a microbooter, and after 10 minutes slowly (about 0.3 ° C / min) the temperature of the alcohol solution is reduced using a Dewar vial system cooled by liquid nitrogen. With a significant number of ampoules, this method complicates and lengthens the whole process of blinking. In addition, the possibility of infection of the meristematic tips in the seeding process is not excluded. Thus, the known method of cryopreservation is cumbersome and time consuming, as it requires sterile conditions during freezing and a number of additional operations. The aim of the invention is to maintain a high level of viability of meristematic potato tops during slow freezing and subsequent storage in liquid nitrogen, as well as to simplify the cryopreservation process. The goal is achieved by the fact that before freezing the meristematic tops are placed in the cryoprotectant solution in the upper part of the ampoule divided by a transverse partition with holes, which prevents direct damage of the meristematic tissue at the moment of priming, the cooling process is carried out in a programmatic freezer, and the seed of the cryoprotectant solution is found in the lower part of the ampoule under the septum, produced by simultaneous immersion of the bottom of all and the ampulla thallium. In this case, the seed was produced within 1.0 ± 0.3 s. The temperature in the chamber of the apparatus is kept constant until the formation of ice crystals in the entire volume of the cryoprotectant solution. This ensures slow dehydration of the meristematic tissue, which in turn prevents the crystallization of water inside the cells. Example. For freezing, the meristematic tips of a cultivated tetraploid potato variety of the variety “Domodedovo. Preliminary preparation of apexes consists in cultivating them in a liquid nutrient medium with 5% DMSO (dimethyl sulfoxide) for 24 hours. Apex size is 250-500 µm. Cultivation conditions: temperature 26 ° C, illumination 5,000 lux, constant light, humidity 70%. After preliminary preparation, the meristematic tops transferred B 1.0 ml of a 5% -doped DMSO solution in a nutrient medium into ampoules with a transverse partition tight to the walls and dividing the entire volume of DMSO solution into two equal parts communicating with each other with a diameter of 0.2 mm in the transverse partition. Thus, the object to be frozen is separated from the zone of formation and the initial rapid growth of ice crystals that occur at the moment of seeding. The meristematic upperings are cooled in a program freezer at a rate of 0.5 ° C min. At a temperature of -5 ° C, all ampoules are seeded at once. Located in a special stand, by immersing their bottom in liquid nitrogen. For 1.0 s. After that, the temperature in the freezing chamber is maintained at –5 ° C for 20 minutes, and then the cooling of the frozen object is continued at the initial rate to –40 ° C, after which it is immediately immersed in liquid nitrogen (–196 ° C). After storage in liquid nitrogen, ampoules are quickly thawed in water at 40 ° C, and meristematic tips are planted on an agar medium. The conditions for reclamation are the same as in the preliminary preparation of the material for freezing. The viability of the apexes after thawing is determined by counting the number of developing meristematic tips after recultivation on a nutrient medium for 7-10 days. The viability level of meristematic tops, depending on the method of cryoconservation, is shown in the table.

Предлагаемый способ позвол ет увеличить средний уровень жизнеспособности меристематических верхушек на 13% по сравнению с известным способом, а также  вл етс  менее трудоемким, так как значительно упрош,ает и сокраш,ает процесс замораживани  за счет исключени  из него всех операций, необходимых дл  проведени  затравки раствор  криопротектора в стерильных услови х путем внесени  кусочка льда в него с помощью микропипетки .The proposed method allows an increase in the average viability of meristematic tips by 13% as compared with the known method, and is also less labor-consuming, since it significantly simplifies and shortens the freezing process by eliminating all the operations necessary for conducting the seed. a cryoprotectant solution under sterile conditions by introducing a piece of ice into it using a micropipette.

Способ затравкиSeed method

Внесение кусочков льда в ампулы с помощью микропипетки в стерильных услови хThe introduction of ice pieces into ampoules using a micropipette under sterile conditions

Погружение дна ампул с поперечной перегородкой в жидкий азот на 1,0 сImmersion of the bottom of the ampoules with a transverse partition into liquid nitrogen for 1.0 s

Данные вз ты из работы Тоуилла 2.Data taken from the work of Touilla 2.

Средний уровень жизнеспособности меристематических верхушекThe average level of viability of meristematic tops

после замораживани  (хранени ,оттаивани ), %after freezing (storage, thawing),%

96,096.0

71,071.0

95,095.0

84,084.0

Claims (2)

1. СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ГЕНОФОНДА СОРТОВ И ВИДОВ КАРТО1. METHOD FOR PRESERVING THE VARIETY OF VARIETIES AND TYPES OF CARDS ФЕЛЯ, включающий предварительное культивирование меристематических верхушек на питательной среде, охлаждение объекта в ампулах в присутствии криопротектора, затравку кристаллизации, последующее замораживание и хранение в жидком азоте, отличающийся тем, что, с целью сохранения высокого уровня жизнеспособности меристем и упрощения способа криоконсервации, меристематические верхушки для охлаждения помещают в верхнюю часть ампулы, разделенной проницаемой поперечной перегородкой, а затравку кристаллизации производят путем помещения нижней части ампул в жидкий азот до начала образования кристаллов.FEL, which includes the preliminary cultivation of meristematic tips on a nutrient medium, cooling of the object in ampoules in the presence of a cryoprotectant, crystallization seed, subsequent freezing and storage in liquid nitrogen, characterized in that, in order to maintain a high level of viability of the meristem and simplify the method of cryopreservation, meristematic tips for cooling is placed in the upper part of the ampoule, separated by a permeable transverse partition, and the crystallization seed is produced by placing the lower part of the ampoules into liquid nitrogen before the formation of crystals. 2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что затравку производят в течение 1,0+0,3 с.2. The method according to π. 1, characterized in that the seed is produced within 1.0 + 0.3 s. SU ,,„1055437SU ,, „1055437
SU823499707A 1982-10-11 1982-10-11 Method of preserving genofund of potato varieties and species SU1055437A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823499707A SU1055437A1 (en) 1982-10-11 1982-10-11 Method of preserving genofund of potato varieties and species

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823499707A SU1055437A1 (en) 1982-10-11 1982-10-11 Method of preserving genofund of potato varieties and species

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1055437A1 true SU1055437A1 (en) 1983-11-23

Family

ID=21031885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823499707A SU1055437A1 (en) 1982-10-11 1982-10-11 Method of preserving genofund of potato varieties and species

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1055437A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Bajaj VPS, Reganeration of plants from potato meristems freeze - preserved for 24 months, Euphytica, 1981, v. 30, № 1, p. 141. 2. Towill L. S. Solanum etuberosum; a model for studying the cryobiology of shootstips in the tuber-bearing Solanum species. Plant Science Letters, 1981. v. 20, № 4, p. 315. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Grout et al. Freeze preservation of potato shoot-tip cultures
Kramer et al. Causes of injury to flooded tobacco plants.
Klimaszewska et al. Cryopreservation and plant regeneration from embryogenic cultures of larch (Larix× eurolepis) and black spruce (Picea mariana)
Brown et al. Soil Moisture and Temperature Effects on Growth and Soluble Carbohydrates of Orchardgrass (Dactylis glomerata) 1
Youngner Growth of U‐3 Bermudagrass Under Various Day and Night Temperatures and Light Intensities 1
Lucas Subcooling and ice nucleation in lemons.
Hatano et al. Studies on frost hardiness in Chlorella ellipsoidea I. Development of frost hardiness of Chlorella ellipsoidea in synchronous culture
KR20100110525A (en) Cryopreservation methods for chrysanthemum shoot tips
SU1055437A1 (en) Method of preserving genofund of potato varieties and species
Barta Effect of Root Temperature on Dry Matter Distribution, Carbohydrate Accumulation, and Acetylene Reduction Activity in Alfalfa and Birdsfoot Trefoil 1
Stimart et al. Overcoming Dormancy in Lilium longiflorum Bulblets Produced in Tissue Culture 1
Nelson Effect of Root Temperature Variation on Growth and Transpiration of Cotton (Gossypium hirsutum L.) Seedlings 1
Olien et al. Recovery of Hardened Barley from Winter Injuries 1
MORIGUCHI et al. Freeze-preservation of dormant pear shoot apices
Salter Techniques and prospects for'fluid drilling'of vegetable crops
League et al. Effects of daylength and temperature on the reproduction of Vaucheria sessilis
SU1524479A1 (en) Method of cryogenic preservation of genetic collection of potato varieties and species
Sakai Cryopreservation of apical meristems.
Strider 36 Vol. 54, No. 1--PLANT DISEASE REPORTER--January 1970 TOMATO SEEDLING INOCULATIONS WITH CORYNEBACTERIUM MICHIGANENSE
SU1694084A1 (en) Method for preserving fragments of thallus angelica with carpospores
SU1138097A1 (en) Method of cryopreservation of plant apexes
SU1606045A1 (en) Method of storing unripe embrio of wheat
Dougherty et al. Monoxenic cultivation of an enchytraeid annelid
de Oliveira Prudente et al. Behavior of lateral buds of Hancornia speciosa after cryopreservation by encapsulation-vitrification
WARDANI et al. Cryopreservation of papaya seeds cv. Sukma, Callina, and Caliso: Effect of loading treatment and immersion time in plant vitrification solution-2