SU1606045A1 - Method of storing unripe embrio of wheat - Google Patents

Method of storing unripe embrio of wheat Download PDF

Info

Publication number
SU1606045A1
SU1606045A1 SU884616542A SU4616542A SU1606045A1 SU 1606045 A1 SU1606045 A1 SU 1606045A1 SU 884616542 A SU884616542 A SU 884616542A SU 4616542 A SU4616542 A SU 4616542A SU 1606045 A1 SU1606045 A1 SU 1606045A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
embryos
immature
viability
wheat
days
Prior art date
Application number
SU884616542A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Мануильский
Анатолий Матвеевич Бондаренко
Анатолий Николаевич Зубарь
Original Assignee
Институт физиологии растений и генетики АН УССР
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 и генетики АН УССР filed Critical Институт физиологии растений и генетики АН УССР
Priority to SU884616542A priority Critical patent/SU1606045A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1606045A1 publication Critical patent/SU1606045A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к биотехнологии, в частности к селекционно-генетическим исследовани м, и может быть использовано в сельском хоз йстве при создании новых сортов. Целью изобретени   вл етс  повышение жизнеспособности эмбрионов пшеницы. Эмбрионы, вз тые на 16-20-е сутки после самоопылени , помещают на 20-24 ч в 0,30-0,75%-ный раствор диметилсульфоксида, после чего провод т дегидратацию при 2-4°С, затем осуществл ют двухэтапную криоконсервацию сначала в парах, а затем непосредственно в жидком азоте. 4 табл.The invention relates to biotechnology, in particular to breeding and genetic research, and can be used in agriculture to create new varieties. The aim of the invention is to increase the viability of wheat embryos. Embryos taken on days 16–20 after self-pollination are placed in a 0.30– 0.75% dimethyl sulfoxide solution for 20–24 h, after which they are dehydrated at 2–4 ° C, then a two-stage cryopreservation first in pairs and then directly in liquid nitrogen. 4 tab.

Description

Изобретение относитс  к биотехнологии и может быть использовано в сельском хоз йстве, в частности дл  быстрого получени  селекционного материала , а также дл  создани  новых высокопродуктивных сортов растений.The invention relates to biotechnology and can be used in agriculture, in particular for the rapid production of breeding material, as well as for the creation of new highly productive varieties of plants.

Необходимость использовани  в работах по клеточной селекции культуры незрелых эмбрионов вызвана тем, что геном зрелых зародышей более стабилен и слабо подвержен изменени м при действии различного рода мутогенных факторов. Это затрудн ет проведение работ в области генной инженерии по получению новых сортов растений. Основной сложностью при работе с эм-f брионами, не завершившими свое развитие ,  вл етс  то, что они в искусственных услови х быстро тер ют жизнеспособность и не могут хранитьс  длительное врем . Исход  из того, что дл  получени  новых сортов растений необходимы дес тки тыс ч эмбрионов, вопрос об их хранении стоит остро и требует скорейшего решени . Получение незрелых эмбрионов в полевых услови х в больших количествах ограни- чено вегетационным периодом, а в искусственных услови х требуютс  большие площади закрытого грунта дл  вы- ,раи51вани  растений. Кроме того, при хранении эмбрионы тер ют необходимые дл  клеточной селекции свойства.The need to use the culture of immature embryos in cell selection work is due to the fact that the genome of mature embryos is more stable and weakly subject to change under the action of various kinds of mutant factors. This makes it difficult to work in the field of genetic engineering to obtain new plant varieties. The main difficulty in working with em-f brions that have not completed their development is that they artificially lose their viability and cannot be stored for a long time. Since ten thousand embryos are needed to obtain new plant varieties, the question of their storage is urgent and requires an early decision. The production of immature embryos under field conditions in large quantities is limited by the growing season, and under artificial conditions large areas of greenhouse are required for raising and planting. In addition, during storage, the embryos lose the properties necessary for cell selection.

Цель изобретени  - повышение жи-зне- способности эмбрионов пшеницы.The purpose of the invention is to increase the fertility of wheat embryos.

Способ хранении незрелых эмбрионов пшеницы состоит в.их предварительной подготовке, дегидратацрш и заморажио: оThe method of storage of immature wheat embryos consists of their preliminary preparation, dehydration and freezing: o

О5O5

оabout

4 СЛ4 SL

вании, при этом семена пшеницы через 16-20 сутки после самоопылени  помещают в 0,3-0,75%-ный раствор диметил- сульфоксида (ДМСО)на 20-24 ч, после чего осуществл ют дегидрататщю в вакуумном эксикаторе с CaCl при температуре (+2)-(+4)°С. При уменьшении влажности незрелых сем н до 20-25% их криоконсёрвирзоот путем помещени  в па ры жидкого азота, после чего погружают в жидкий азот. Отогрев провод т на вод ной бане- при +40°С. Жизнеспособность эмбрионов определ ют после отделени  незрелых эмбрионов от сем н и их культивировани  на среде Гамбор- га.В.In this case, wheat seeds 16-20 days after self-pollination are placed in a 0.3-0.75% solution of dimethyl sulfoxide (DMSO) for 20-24 hours, after which they are dehydrated in a vacuum desiccator with CaCl at a temperature of (+2) - (+ 4) ° C. When the moisture content of immature seeds is reduced to 20–25% of their cryoconcervirus, placed in pairs of liquid nitrogen, then immersed in liquid nitrogen. Reheating is carried out in a water bath at + 40 ° C. The viability of the embryos is determined after separation of the immature embryos from the seeds and their cultivation in Gamborg medium.

Выбор температзфных параметров дл  дегидратации в интервале (+2) - (+4) С обусловлен тем, что именно в этих пределах температзф происходит предотвращение функциональных повреждений тканей незрелых эмбрионов при дегидратации.The choice of temperature parameters for dehydration in the range (+2) - (+4) C is due to the fact that it is within these temperature limits that functional damage to the tissues of immature embryos is prevented during dehydration.

Дегидрататщ  незрелых эмбрионов при +105 С резко снижает жизнеспособность незрелых эмбрионов пшеницы вследствие повреждений, возникающих в результате нарушени  ростовых процессов , обусловленных патологически- ми изменени ми межклеточных взаимодействий и нарушением механизмов про- 1ницаемости мембранных структур клеткиDehydration of immature embryos at +105 С sharply reduces the viability of immature wheat embryos due to damage resulting from disruption of growth processes caused by pathological changes in cell – cell interactions and disruption of the proliferation mechanisms of cell membrane structures.

Снижение жизнеспособности незрелых сем н при дегидратации при температуг pax ниже 0°С свидетельствует о том, что часть слабосв занной с макромолекулами воды, наход щейс  в эмбрионе, замерзает и образует 1фисталлы льда, которые повреждают клеточные мембраны При размораживании этот лед может ре- кристаллизоватьс  и вызвать еще большие повреждени  клеток. Обезвоживание незрелых сем н пшеницы до 20-25%-ной влажности обусловлено тем, что при более низких или более высоких уровн х содержани  воды происходит повреждение жизненно важных-процессов, определ ющих жизнеспособность эмбрионов после криоконсервации в услови х жидкого азота.The decrease in the viability of immature seeds when dehydrated at temperatures pax below 0 ° C indicates that part of the water bound to the macromolecules in the embryo freezes and forms 1 ice crystals that damage the cell membranes. When defrosting, this ice can recrystallize and cause even more cell damage. The dehydration of immature seeds of wheat to 20–25% moisture is due to the fact that at lower or higher levels of water content, vital processes are damaged, which determine the viability of embryos after cryopreservation under conditions of liquid nitrogen.

Проведение двухэтапной криоконсервации обеспечивает полную сохранность жизнеспособности эмбрионов. В случае проведени  пр мого погружени  незрелых сем н в жидкий азот происходит повреждение эмбрионов. Это св зано с тем, что часть воды, составл юи1а  подвижный компартмент слабосв зан- Conducting a two-stage cryopreservation ensures complete safety of the viability of the embryos. In the case of direct immersion of immature seeds in liquid nitrogen, embryo damage occurs. This is due to the fact that part of the water, which constitutes the movable compartment of the weak

|о 15 | about 15

0 0

5 о 5 o

.,. 5 .,. five

5five

ной воды, может локально кристаллй зоватьс  и повреждать внутреннюю организацию клетки.water can locally crystal and damage the internal organization of the cell.

В результате проведенных исследований установлено, что дл  сохранени  жизнеспособности эмбрионов пшеницы важными  вл ютс  следуюш;ие услови  подготовки незрелых эмбрионов пшеницы к хранению: осуществление обработки на 16-20 сутки после самоопылени ; оптимальной  вл етс  концентраци  криопротектора в пределах от 0,3 до 0,75%; врем  инкубатщи незре- . лых зародьшей в растворе криопротектора составл ет 20-24 ч.As a result of the research, it was found that to maintain the viability of wheat embryos, the following conditions are not important: preparing immature wheat embryos for storage: processing time 16-20 days after self-pollination; the optimum concentration of cryoprotectant is in the range from 0.3 to 0.75%; incubation time immature. Cryoprotectant nuclei in solution is 20-24 hours.

Пример 1. Провод т исследование опытных образцов сем н пшенитц 1 Харьковска  11. Растени  выращивают в полевых услови х. Через 14,16,18, 20,22 суток после самоопылени  незрелые семена, помещают в 0,1; 0,3, 0,5; 0,75; 1,0%-ный раствор ДМСО на 22 ч. После этого семена дегидратируют при температуре в вакуумном эксикаторе на CaCl. При достижении влажности 20% семена замораживают путем, помещени  в пары жидкого азота, а затем непосредственно помещают в жидкий азот. Отогрев провод т при температуре +40 с на вод ной бане . Жизнеспособность отделенных от незрелых сем н эмбрионов определ ют путем подсчета количества каллусов на среде Гамборга В через 7 дней рекультивировани .Example 1. A study was conducted on prototypes of seeds of wheat 1 Kharkov 11. Plants are grown in field conditions. After 14,16,18, 20,22 days after self-pollination, immature seeds are placed at 0.1; 0.3, 0.5; 0.75; 1.0% DMSO solution for 22 hours. After that, the seeds are dehydrated at a temperature in a vacuum desiccator on CaCl. When a moisture content of 20% is reached, the seeds are frozen by placing liquid nitrogen in vapors and then directly placing it in liquid nitrogen. Heating was carried out at a temperature of +40 s in a water bath. The viability of embryos separated from immature seeds is determined by counting the number of calli on Gamborg B medium after 7 days of recultivation.

Результаты исследований-жизнеспособности незрелых эмбрионов пшеницы сорта Харьковска  11 при инкубации в растворах ДМСО, %, представлены в табл. 1.The results of studies of the viability of immature wheat embryos of Kharkov variety 11 during incubation in DMSO solutions,%, are presented in table. one.

Пример 2. Растени  пшеницы сорта Харьковска  11 через 18 суток после самоопьшени  исследуют в эксперименте . Отделенные от растений незрелые семена погружают в 0,5%-ньй раствор ДМСП на 18,2:), 22,24,28 ч, а затем в вакуумном эксикаторе дегидратируют над CaCl при+3°С. Далее экс- перимент провод т аналогично указанно- му в примере 1. Результаты эксперимента представлены в табл. 2.Example 2. Wheat varieties from Kharkiv 11 variety, 18 days after self-injection, are examined experimentally. Immature seeds, separated from plants, are immersed in a 0.5% solution of cerebrospinal fluid at 18.2 :), 22.24.28 h, and then dehydrated over CaCl at + 3 ° C in a vacuum desiccator. Further, the experiment is carried out similarly to that indicated in Example 1. The results of the experiment are presented in Table. 2

Пример 3. Растени  пшеницы сорта Харьковска  11 через 18 суток после самоопылени  исслед-уют в эксперименте . Отделенные от растений незрелые семена погру :сают в 0,5%-ньй раствор ДМСО, а затем-в вакуумньй эксикатор и дегидратируют над CaClg в холодильнике при температуре -2, о, + 2, +3, +4, . Далее эксперимент провод т аналогично примеру 1. Результаты эксперимента представлены в табл. 3.Example 3. Wheat varieties from Kharkov variety 11, 18 days after self-pollination, research and comfort in the experiment. The immature seeds of the immersion seeds are separated from the plants: they are sown in a 0.5% solution of DMSO, and then in a vacuum desiccator and dehydrated over CaClg in a refrigerator at a temperature of -2, о, + 2, +3, +4,. The experiment is then carried out analogously to example 1. The results of the experiment are presented in Table. 3

Как свидетельствуют данные, приведенные в табл. 1-3,- наилучшие результаты получены при работе с незрелыми эмбрионами через 18 суток после самоопылени , которые инкубируют в 0,5%-ном растворе ДМСО в течение 22 ч при дегидратации в температурном интервале от +2 до .As evidenced by the data given in table. 1-3, - the best results are obtained when working with immature embryos 18 days after self-pollination, which are incubated in 0.5% DMSO solution for 22 hours during dehydration in the temperature range from +2 to.

Дл  подтверждени  эффективности способа определ ют жизнеспособность незрелых эмбрионов пшени1ды согласно способу-прототипу и предлагаемому способу после криоконсервации.To confirm the effectiveness of the method, the viability of immature wheat embryos is determined according to the prototype method and the proposed method after cryopreservation.

Сравнительные данные жизнеспособности незрелых эмбрионов после крио-. консервации согласно способу-прототипу и предлагаемому способу представлены в табл. 4,Comparative data on the viability of immature embryos after cryo. conservation according to the method of the prototype and the proposed method are presented in table. four,

16060451606045

10ten

1515

ноценных незрелых эмбрионов, необходимых дл  клеточной селекции, что спо собствует ускорению работ по селекции новых сортов растений. Кроме того, способ позвол ет осуществл ть крио- консерва1даю незрачых эмбрионов и их .хранение на прот жении длительного Периода времени с высоким уровнем жизнеспособности, что имеет важное значение дл  сохранени  наследственных- признаков растений.valuable immature embryos necessary for cell selection, which contributes to the acceleration of work on the selection of new plant varieties. In addition, the method allows for the preservation of cryogenic embryos and their storage for a long period of time with a high level of viability, which is important for the preservation of hereditary characteristics of plants.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 2020 Способ хранени  незрелых эмбрионов пшеницы, включаю1 1ий их предварительную подготовку, дегидратацию и замораживание, отличаю щи й- с   тем, что, с целью повьппени  жизнеспособности эмбрионов, предварительную подготовку осуществл ют путем помещени  эмбрионов, вз тых наThe method of storage of immature wheat embryos, including their preliminary preparation, dehydration and freezing, is distinguished by the fact that, in order to improve the viability of the embryos, the preliminary preparation is carried out by placing the embryos taken ,.. 20 сут после самоопьшени , в, 20 days after self-help, Как свидетельствуют данные табл.4, -25 0,30-0, 75%-ньй раствор диметилсульфоксида на 20-24 ч, дегидратацию про- . вод т при температуре +2 - 4 с и замораживание осу1чествл ют путем двух- , этапной криоконсервации сначала в парах, а затем непосредственно в жид-.According to the data of Table 4, -25 0.30-0, 75% solution of dimethyl sulfoxide for 20-24 hours, dehydration of pro-. water at a temperature of +2 - 4 s and freezing is carried out by two-step cryopreservation, first in vapor, and then directly in the liquid. предлагаемый способ более эффективен. Выход жизнеспособных незрелых эмбрионов , обрабатываемых по предлагаемому способу, превышает выход по способу- прототипу на 56%.The proposed method is more effective. The yield of viable immature embryos processed by the proposed method exceeds the yield according to the method of the prototype by 56%. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет увеличивать выход пол30Thus, the proposed method allows to increase the yield of 30 ком азоте.com nitrogen. , , 16060451606045 ноценных незрелых эмбрионов, необходимых дл  клеточной селекции, что способствует ускорению работ по селекции новых сортов растений. Кроме того, способ позвол ет осуществл ть крио- консерва1даю незрачых эмбрионов и их .хранение на прот жении длительного Периода времени с высоким уровнем жизнеспособности, что имеет важное значение дл  сохранени  наследственных- признаков растений.but valuable immature embryos necessary for cell selection, which helps accelerate the work on the selection of new plant varieties. In addition, the method allows for the preservation of cryogenic embryos and their storage for a long period of time with a high level of viability, which is important for the preservation of hereditary characteristics of plants. Формула изобретени Invention Formula 2020 ксида на 2 вод т при мораживани этапной кри парах, а заoxide by 2 tons when freezing stage cree vapor, and after ком азоте.com nitrogen. эмбрионов пшеницы сорта XapbKOBCKa« l 1 е- рез 18 суток после самоопьшени , инкубаци  в 0,5%-ном растворе ДМСО, А ПО отношению к контролю  wheat embryos varieties XapbKOBCKa "l 1 e- 18 days after self-cultivation, incubation in a 0.5% DMSO solution, And in relation to the control Таблица 1Table 1 1606045« 1606045 " ТаблицаЗTable3 Жизнеспособность незрелых эмбрионов пшеницы сорта Харьковска  11 через 18 суток после самоопылени , инкубаци  в 0,5%-ном растворе ДМСО, %Viability of immature wheat embryos of Kharkiv variety 11, 18 days after self-pollination, incubation in 0.5% DMSO solution,% 43,4 (100%) 67,843.4 (100%) 67.8 (156,2%) Р 0,01(156.2%) P 0.01 Редактор С.ЛисинаEditor S. Lisin Составитель В.ДемкинCompiled by V. Demkin Техре,п; М.Дидык Корректор Н.КорольTehre, p; M.Didyk Proofreader N.Korol Заказ 3504Order 3504 Тираж 416Circulation 416 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5.VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, 4/5 Raushsk nab. Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101Production and publishing plant Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 Таблиц а4A4 table ПодписноеSubscription
SU884616542A 1988-12-05 1988-12-05 Method of storing unripe embrio of wheat SU1606045A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884616542A SU1606045A1 (en) 1988-12-05 1988-12-05 Method of storing unripe embrio of wheat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884616542A SU1606045A1 (en) 1988-12-05 1988-12-05 Method of storing unripe embrio of wheat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1606045A1 true SU1606045A1 (en) 1990-11-15

Family

ID=21413512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884616542A SU1606045A1 (en) 1988-12-05 1988-12-05 Method of storing unripe embrio of wheat

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1606045A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103210843A (en) * 2013-04-09 2013-07-24 南京农业大学 High-frequency roegneria kamoji immature embryo callus induction and regeneration cultivation method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Pritcard H.W. et al. Effect of desiccation and cryopreservation on the in vitro viability of embryos of the recalcitrant seed species Arauca- ria hunsteini K. Schum. - J. Exp.Bot,, 1986, V. 37, № 182, p. 1388-1397. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103210843A (en) * 2013-04-09 2013-07-24 南京农业大学 High-frequency roegneria kamoji immature embryo callus induction and regeneration cultivation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mauney et al. Relationship of Photosynthetic Rate to Growth and Fruiting of Cotton, Soybean, Sorghum, and Sunflower 1
Benson-Evans Physiology of the reproduction of bryophytes
Bartolo et al. Microtubules in mesophyll cells of nonacclimated and cold-acclimated spinach: visualization and responses to freezing, low temperature, and dehydration
Brown et al. Soil Moisture and Temperature Effects on Growth and Soluble Carbohydrates of Orchardgrass (Dactylis glomerata) 1
Hatano et al. Studies on frost hardiness in Chlorella ellipsoidea I. Development of frost hardiness of Chlorella ellipsoidea in synchronous culture
Kleinendorst et al. The effect of local cooling on growth and water content of plants.
Harris et al. Regeneration from leaf squares of Peperomia sandersii A. DC: a relationship between rooting and budding
Bird et al. Cold-hardiness of zygotes and embryos of Fucus (Phaeophyceae, Fucales)
SU1606045A1 (en) Method of storing unripe embrio of wheat
CN104542296A (en) Open rooting method for sugarcane tissue culture seedlings
ROBBERECHT et al. The freezing response of an arctic cushion plant, Saxifraga caespitosa L.: acclimation, freezing tolerance and ice nucleation
Olien et al. Recovery of Hardened Barley from Winter Injuries 1
CN105028195A (en) Vitrification cryopreservation method for vitis amurensis callus tissues
ZHOU et al. Dwarfing apple rootstock responses to elevated temperatures: A study on plant physiological features and transcription level of related genes
Giuffrida et al. Response of soilless grown strawberry to different salinity levels in the nutrient solution
Whitehead et al. Effects of nutrient, photoperiod, and night temperature on the development of guayule seeds
Talukder et al. Duration of low temperature changes physiological and biochemical attributes of rice seedling
CN113151294B (en) Application of WRKY53 gene in enhancing aluminum resistance of plants
Nilsson Variation in early winter hardening within families of Pinus sylvestris (L.) from northern Sweden
Wilkins et al. The use of in vitro methods for plant genetic conservation
Withers Germplasm preservation
Al-Zubaydi et al. Effect of sodium chloride and proline on embryo formation and germination through in vitro micropropagation of date palm (Phoenix dactylifera L.) cv. Barhee [II]
RU2787700C1 (en) Method for obtaining cold-resistant planting material of sweet potatoes
CN112913621B (en) Low-temperature seedling hardening method before flue-cured tobacco planting
Karlsen Root temperature and stem elongation