Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

1 1 1
1

На современном этапе развития селекции растений важное значение приобретают методы получения растений-регенерантов в культуре клеток и тканей in vitro. Способность клеток и тканей к росту и развитию in vitro определяется генотипом растения-донора и условиями культивирования.

Целью исследования являлось изучение влияния консистенции питательной среды и генетических факторов (гены l, la, o, pa) на морфогенез подсолнечника in vitro.

В качестве изучаемого материала использовали набор модельных линий, несущих аллели генов l, la, o, pa, контролирующих нестандартную окраску язычковых цветков подсолнечника, созданных в генофоне линии ЮВ-28Б, служившей в проводимых экспериментах стандартом. Незрелые зародыши помещали на жидкую или с содержанием агара 8 г/л питательную среду Мурасиге-Скуга и с добавлением гидролизата казеина 400 мг/л, фитогормонов 6-бензилоаминопурина (6БАП) 4 мг/л и нафтилуксусной кислоты (НУК) 2 мг/л. Экспланты, высаженные на питательные среды, культивировали в темноте при температуре 25 °C.

Для регенерации использовали питательную среду Мурасиге-Скуга с добавлением 6-бензилоаминопурина (6БАП) 0,5 мг/л, гидролизата казеина 500 мг/л и инозита 100 мг/л. Пробирки с новообразованиями помещали на свет и культивировали при температуре 25 °C. Полученные данные обрабатывали методом двухфакторного дисперсионного анализа.

Морфогенез клеток растений in vitro может происходить различными путями – от дифференцировки отдельных клеток до развития целого растения. Регенерация растений in vitro может осуществляться прямым или непрямым органогенезом либо соматическим эмбриогенезом (Ozyigit I.I. at all., 2007). В наших исследованиях наблюдалось несколько путей морфогенеза: каллусогенез, прямой органогенез и соматический эмбриогенез из клеток каллуса.

Анализ экспериментальных данных показал, что на жидкой среде клетки активно делились без дифференциации и формировалась масса каллусных клеток неокрашенных и активно пролиферирующих. На твёрдой среде с агаром преимущественно наблюдалась прямая регенерация побегов из клеток эксплантов, при этом каллус образовывался плотный и меньшего объёма. Рыхлые, оводнённые каллусы со временем подвергались некрозу. На морфогенных каллусах формировались плотные молочного цвета зоны меристематической активности, которые после пассирования окрашивались и формировали от 1 до 12 почек.

В ряде случаев после нескольких пассирований на части побегов наблюдалось образование одной или нескольких корзинок, что негативно сказывается на конечной регенерации растений. Подобное развитие побегов также отмечали и другие исследователи (Ozyigit I.I. at all., 2007).

Двухфакторный дисперсионный анализ данных показал, что достоверные различия наблюдались между генотипами и при взаимодействии факторов «генотип-среда». У всех генотипов наблюдалось преимущество каллусогенеза на жидкой среде и усиление регенерации на твёрдой среде. По данным ряда авторов увеличение концентрации агара в среде в целом повышает уровень диференциации клеток и регенерации побегов, а использование жидкой среды активизирует процесс каллусогенеза.

Анализ полученных на 28 сутки культивирования новообразований показал, что каллус образовывался с различных частотой. В среднем за три года все изучаемые линии, несущие аллели генов l, la, o, pa, по показателю «индукция каллуса» достоверно превышали линию-стандарт ЮВ-28Б. Только у трех линий, несущих аллели генов pa, la, l на твердой питательной среде частота регенерации почек, листьев и побегов достоверно превышали стандарт.

Отсюда следует, что каллусы формировались у всех линий не зависимо от содержания в питательной среде агара, при этом введение в генофон линии ЮВ-28Б генов l, la, o, pa повышало эффективность каллусогенеза. Регенерация почек и побегов существенно зависела от генотипа линий. Обнаружен достоверный положительный эффект на этот показатель только трех аллелей генов pa, la и l.

Таким образом, на жидкой питательной среде клетки экспланта преимущественно делились без дифференциации и формировалась каллусная ткань, которая стимулировала каллусогенез, а на твердой питательной среде преимущественно наблюдалась прямая регенерация. Использование маркерных генов pa, la и l оказывали положительное влияние на процессы каллусогенеза и регенерации подсолнечника in vitro, в то время как ген о не оказал существенного влияния.