Ефективність поверхневої стерилізації насіння як важлива умова створення in vitro колекцій рослин... / Пушкарьова Н.О. та ін. 2015

Поточна версія на 12:08, 21 серпня 2023

Ефективність поверхневої стерилізації насіння як важлива умова створення in vitro колекцій рослин, що охороняються

Пушкарьова Н.О., Белокурова В.Б., Кучук М.В.

Таблиця 1. Види рослин, що були використані в роботі

Рис. 1. Асептичність насіння після застосування різних стерилізуючих сполук: 1 – Iris sibirica, 2 – Lonicera caerulea, 3 – Crambe tataria var. pinnatifida, 4 – Saussurea discolor, 5 – Ligularia sibirica, 6 – Glaucium f lavum, 7 – Crambe koktebelica, 8 – Cephalaria demetrii

Генетична основа більшості культурних рослин становить менше 10  % від загального генофонду, тому носіями генетичного різноманіття є дикорослі споріднені види, які часто використовуються як джерело генетичного матеріалу для підвищення якості та врожайності культивованих рослин або для збільшення стійкості до захворювань та шкідників, до посухи, засолення та інших абіотичних стресів. Ціла низка факторів, зокрема, кліматичні або інші зміни довкілля та непродумана господарська діяльність людини, призводять до поступового зменшення біорізноманіття рослин та ризику втрати генетичної варіабельності культивованих видів. Разом з тим зростає усвідомлення необхідності застосування широкого спектра засобів для збереження біорізноманіття, навіть незважаючи на те, чи має той або інший конкретний вид рослин сьогоденну практичну цінність. Такі засоби включають збереження in situ (в природних умовах) та ex situ (в польових колекціях, банках насіння, асептичних колекціях in vitro або за допомогою кріоконсервації).

Рис. 2. Ефективність проростання насіння після застосування різних стерилізуючих сполук: 1 – Iris sibirica, 2 – Lonicera caerulea, 3 – Crambe tataria var. pinnatifida, 4 – Saussurea discolor, 5 – Ligularia sibirica, 6 – Glaucium flavum, 7 – Crambe koktebelica, 8 – Cephalaria demetrii

Використання методів біотехнології, зокрема культури in vitro, є доцільним у випадках, коли рослинний матеріал не може зберігатися у вигляді насіння, або коли чисельність виду є катастрофічно низькою. Отже, створення in vitro колекцій видів флори України, що охороняються, є важливим та актуальним завданням, що не лише може допомогти зменшити кількість видів, які заносяться до Червоної книги України, а й у подальшому збільшити та відновити їх чисельність та, можливо, поповнити списки рослин, що є джерелами біологічно активних речовин або цінним генетичним матеріалом. В основі технології збереження in vitro лежать методи мікроклонального розмноження, першим етапом якого є введення в асептичну культуру насіння або вегетативних органів рослин із застосуванням процедур поверхневої стерилізації.

Результати поверхневої стерилізації насіння обраних видів наведені на рис. 1. Найкращі показники асептичності насіння було отримано при застосуванні діоциду. Відсоток асептичного насіння в цьому випадку в середньому сумарно для всіх дослідних видів становив 92  %, а відсоток насіння, що утворило проростки – 57  %.

Рис. 3. Проростання насіння в асептичних умовах: 1 – Lonicera caerulea L., 2 – Iris sibirica L., 3 – Cephalaria demetrii Bobrov

Для Iris sibirica час експозиції насіння у стерилізуючій сполуці (діоцид) становив 4 хв, для Lonicera caerulea – 3 хв, Crambe tataria – 4 хв, Saussurea discolor – 4 хв, Ligularia sibirica – 6 хв, Glaucium flavum – 4 хв, Crambe koktebelica – 4 хв, Cephalaria demetrii – 3 хв. При проведенні скарифікації (повного видалення зовнішнього шару насіння) час експозиції насіння у стерилізуючій сполуці було зменшено, для Crambe tataria до 2–3 хв, для Saussurea discolor до 2 хв, Crambe koktebelica до 3 хв, для Ligularia sibirica – до 3 хв. Це також призводить до зменшення інкубаційного терміну проростання асептичного насіння. Таким чином, було встановлено, що використання діоциду у поєднанні із попередньою скарифікацією насіння забезпечує найбільшу кількість життєздатних асептичних проростків.

Для деяких видів була застосована попередня скарифікація насіння перед стерилізацією для прискорення проростання; при цьому час експозиції скарифікованого насіння у стерилізуючій сполуці зменшували (Crambe tataria – 2–3 хв, Saussurea discolor – 2 хв, Crambe koktebelica – 3 хв, для Ligularia sibirica – 3 хв). Проростки Iris sibirica починали з’являтись на 28-й день після стерилізації, Lonicera caerulea – на 26-й день, Crambe tataria var. Pinnatifida – на 42-й день, Saussurea discolor – на 12-й день, Ligularia sibirica – на 16-й день, Crambe koktebelica – на 23-й день, Cephalaria demetrii – на 31-й день. Насіння Glaucium flavum проросло лише після інкубації на живильному середовищі, яке містило гіберелову кислоту (1 мг/л), на 20-й день після модифікації живильного середовища.

[ред.] Висновки

Таким чином, визначено оптимальні схеми поверхневої стерилізації насіння для обраних видів рослин, досліджено динаміку його проростання при використанні різних стерилізуючих сполук. При обмеженій кількості насіння, що нерідко має місце в роботі з рослинами, що охороняються, вдалий підбір типу стерилізуючої сполуки та тривалості обробки забезпечує оптимальний баланс між ступенем асептичності матеріалу та його життєздатністю.

[ред.] Джерела

• Пушкарьова Н.О., Белокурова В.Б., Кучук М.В. Ефективність поверхневої стерилізації насіння як важлива умова створення in vitro колекцій рослин, що охороняються // Фактори експериментальної еволюції органiзмiв: Зб. наук. пр. / Національна академія наук України, Інститут молекулярної біології і генетикп, Укр. Т-во генетиків і селекціонерів iм. М.I. Вавилова; редкол. / В. А. Кунах (голов. ред.) [та iн.] – К.: Укр. т-во генетиків і селекціонерів ім. М.І. Вавилова, 2015. – Т. 17. – С. 241-244
• Доклад на X Международной научной конференции «Факторы экспериментальной эволюции организмов»