Культура листовых эксплантов ряда гибридов петунии Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ГЕНЕТИКА, ЦИТОЛОГИЯ И РЕПРОДУКТИВНАЯ БИОЛОГИЯ РА СТЕН И Й

УДК 581.143 6

КУЛЬТУРА ЛИСТОВЫХ ЭКСПЛАНТОВ РЯДА ГИБРИДОВ ПЕТУНИИ

Т.А. Алпюрцвва, B.C. Тырнов

Саратовский государственный университет им. П.Г Чернышевского 410012 Саратов, Астраханская, S3, e-mail: AiaiorUevaТА@info,sgu.т

Область применения мыкроразмножения разнообразна. В настоящее время его модификации широко используются для массового воспроизводства различных декора! нвных, ягодных, овощных культур и редких видов дикорастущих растений. При этом решаются как научные, так и коммерческие вопросы. Это актуально и для размножения петунии in vitro (Rao. Hand го, Harada, 1972),

Петуния - один из популярнейших аилов растений, имеющий множество различных декоративных сортов и гибридов. Однако размножение некоторых из них семенами сопряжено с определенными трудностями. Так. наиболее интересными для ученых и цветоводов являются гибриды Ft, гетерозис ный эффект которых угасает при последующем подовом размножении, а также не даюшие семян махровые формы, у которых пестики превращены в лепестки (Колесникова, Горбаченное, 2004), В связи с этим нами был проведена серия экспериментов по введению и культуру in vitro ряда известных гибридов декоративной петунии (Алаторцева, Тырнов, 2007).

В задачи данного исследования входило:

1) определить возможные пути морфогенеза в культуре листовых эксплантов исследуемых генотипов;

2) выявить гибридные формы, перспективные для размножения in

vitro;

3) подобрать оптимальный состав питательных сред для получения растений-регенерантов.

Материал и методы

В качестве объектов исследования использовали фрагменты листьев петунии 5 генотипических форм, включающих следующие сорта и гибриды F,.

Из группы петуния многоцветковая (Petunia multiflora):

1) Бургунди, серия Dúo (Р. multiflora double F¡ Dúo burgundy,

2) Фриллитуния вишнёвая (Р. multiflora Frillitunia F¡ Burgundy)',

3) Кружевница, смесь (Р. F¡ x hybrida Fryllitunia mixed).

Из группы петуния крупноцветковая (Petunia grandiflora)-.

1) Голубое вино серия Ultra (Р. grandiflora F¡ Ultra series, blue vein);

2) Дедди Орхид F, (Р. F¡ grandiflora).

Растения-доноры выращивали в полевых условиях. Для культивирования отбирали молодые листья со здоровых растений. Перед посадкой на питательную среду листья обрабатывали 75% этанолом и водным раствором гипохлорита натрия с последующим ополаскиванием стерильной дистиллированной водой.

Из простерилизованных листовых пластинок вырезали фрагменты размером 0,5x0,5 см. Экспланты культивировали в пробирках с 7 мл питательной среды.

Питательная среда содержала макро- и микроэлементы по Мурасиге и Скугу, а также сахарозу, тиамин, пиридоксин, никотиновую и аскорбиновую кислоты, мезоинозит, агар-агар и различные сочетания ИУК и БАП. Всего испытано 4 варианта: № 1 - ИУК - 0,1 мг/л, БАП - 0,5 мг/л; № 2 -ИУК - 1,0 мг/л, БАП - 2,0 мг/л; № 3 - ИУК - 1,0 мг/л; БАП - 4,0 мг/л; № 4 - ИУК - 2,0 мг/л; БАП - 2,0 мг/л

Для укоренения использовали среды с ИУК (0,5-1,0 мг/л) с уменьшенной вдвое концентрацией макроэлементов, а также безгормональные варианты. Перед автоклавированием рН среды доводили до уровня 5.8-6.1.

1Уи

Результаты и их обсуждение

Наблюдения за эксплантами, взятыми от различных донорных растений, показали, что они реагируют неоднозначно на одни и те же условия выращивания. Наиболее отзывчивыми на условия культивирования оказались экспланты гибридов: Бургунди серия Дуо, Фриллитуния вишнёвая и Кружевница. Все эти донорные растения принадлежат к одной группе многоцветковых петуний с бахромчатыми гофрированными краями, различающихся количеством лепестков и окраской венчика. Однако следует отметить, что тем не менее каждая из форм проявляет индивидуальную реакцию на гормональный состав питательных сред (рис. 1-5).

Бургунди серия Дуо. Экспланты образовывали почки на всех четырёх средах, при этом минимальная частота геммигенеза (6,0%) и максимальная (30,0%) были отмечены соответственно на средах № 4 и № 3. В то же время среда № 4 оказалась более благоприятной для каллусогенеза, поэтому и проростки в исходном пассаже появлялись на всех средах, кроме варианта № 4 (рис. 1).

2 С1 15 8 1« Е 1-§ 10 1 * | ■ 1 * < 3 а

• п 1 п П ! •

« о 0

1 вариант 3 фйДЫ. г« г •

I!

а§

30 25 20 15 (0 в а

гв

Я

в

о

1 2 э

Ёярнжт срвдн.МЯ

Рис. и Результата культаиирлва-ешн листовых 'жсплшггав гибрида Бургунди серия Дуо: о - геммн-Пэдз, 0 - клллусога:«,« регенерация в исходном пассажс

в

Фриллитуния вишнёвая. Почки непосредственно из клеток листовых фрагментов появлялись лишь на среде № 3 с частотой 4,0%. Каллус формировался на средах № 2, 3, 4 и максимальная частота каллусогенеза отмечена на той же среде № 3 (32,0 %). В исходном пассаже на средах № 2 и № 3 можно было наблюдать появление проростков, то есть для Фриллиту-нии вишнёвой универсальной для геммигенеза, для каллусогенеза и для регенерации проростков является среда № 3 (рис. 2).

4.5: 4

3.5

ч 1

0.5 0

113 Барнпнт среды ,мз

• Г

Рис. 2. Результаты купътйвировашя листовых ж сила; ггов гибрида Фриддигуиня онмшЁашг а — гелии-гснсэ, 6 - козлусигснез, в - регенерат щ ы исходном ппесвже

1 я в 4»

•

V

ь

1*

| к в ■ а

В 0

1 4 л а 4

9а.йУВ;«» с рады. N1

в

Кружевница. Питательные среды № 2 и № 3 оказывали позитивное влияние на индукцию геммигенеза. Максимальная его частота (16,0%) была зарегистрирована на среде № 3, в то время как варианты № 1 и № 4 стимулировали только каллус. Проростки появлялись в нулевом пассаже на средах № 2, 3, 4 (рис. 3).

Листовые экспланты крупноцветковых доноров оказались менее успешными для культивирования на данных средах.

И

т 5

........те......

Е

Т7~

35 Ж 15 И 14 <0 6 а

эс

го

а Г-1

Вяоиичт среды. РИ

а

Вэдьэш спады N1!

Рис. 3 Результата кудьтниироишшя листовых экспллнтов гибрида Кружевница: п - геммогенеэ. 6 — каллу-согенез. в - регсвсршт* в исходном массаже

«

Голубое вино. Геммигенез индуцировали два варианта питательной среды: № 2 и № 4, в то время как каллусогенез формировался на всех вариантах с частотами от 18,0 до 32,0 %. Проростки появлялись в пробирках исходного пассажа только на тех средах, где формировались почки, то есть на средах №2 и № 4 (рис. 4).

Дедди Орхид. Экспланты этой гибридной формы оказались в данных условиях неспособными формировать растения-регенеранты. Ни на одном из вариантов питательной среды мы не наблюдали прямого геммигенеза. Лишь только на средах № 2 и № 4 появлялся каллус, из которого и впоследствии не удалось получить регенеранты (рис. 5).

Все «нулевые» результаты не следует рассматривать как абсолютно отрицательные. Данные формы могут представлять значительный интерес

1УЗ

АО

30 за Я> 15 10 £ О

— г—

1й

;■ |

1 2 3

Рис. 4. Результаты культнаировашш лиОтЬиыя гжиг.гсантоо гибрида Голубое в гаю а — геммогепсз. 6 - каллу-сопгнеэ. в—регеиерапин а исходном пассаже

в«>«'1»:'" Срйдъ !

-

в научном плане как альтернативный компонент для скрещивания с другими формами при генетическом анализе способности к регенерации, для сравнительной оценки физиолого-биохими-ческих особенностей сортов с разным регенерационным потенциалом и др. Это касается и всех других признаков с «нулевыми» и максимальными значениями.

*

. i I

15

2* ■п

1— -1

а

1 2 В 4 Нэрмнг среды. Ч*

Рис 5. Результаты куль-] иннр> нанял :Ш1лищ.]\ экшлщггав гибрида Ле;шн Ор\вд

Выводы

1. Наиболее эффективным направлением морфогенеза, ве дущим к развитию раетений-регенерантов у исследованных пяти гибридных форм является геммогенез.

2. Из каллуса регенерация осуществляется только у Фриллитунии на среде № 2 (ИУК - 1,0; БАП - 2,0) и у Кружевницы на среде № 4 (ИУК -2,0; БАП - 2,0).

3. Для эксплантов многоцветковых форм {Petunia multiflora) наиболее благоприятной для индукции геммигенеза и регенерации является среда №3 (ИУК - 1,0; БАП - 4,0).

4. Из крупноцветковых гибридов регенеранты удалось получить от эксплантов гибрида Голубое вино на средах, индуцирующих геммогенез: № 2 (ИУК -1,0; БАП - 2,0) и № 4 (ИУК - 2,0; БАП - 2,0).

Библиографический список

Колесникова Е.Г., Горбаченков М.В. Петуния, сурфиния, калибрахоа. М., 2004. 64 с.

Апаторцева Т.А., Тырнов B.C. Морфогенез и микроразмножение гибридных форм петунии // Вести. СГАУ. 2007. Спец. вып. С. 30-34.

Rao P.S., Handro W., Harada H. Hormonal Control of Differentiation of Shoots Roots and Embryos in Leaf and Stem Cultures of Petunia inflata and Petunia hybrida // Physiol. Plant. 1972. Vol. 28. P. 458-463.

УДК 581.143.6

ВЛИЯНИЕ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ И ГЕНОТИПА НА МОРФОГЕНЕЗ В КУЛЬТУРЕ ЗРЕЛЫХ ЗАРОДЫШЕЙ КУКУРУЗЫ

Т.А. Алаторцева, B.C. Тырнов

Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского 410012, Саратов, Астраханская, 83; e-mail: [email protected]; Tyrnovvs@ info.sgu.ru

Широкое использование метода in vitro при размножении злаков, в частности кукурузы, в значительной степени сдерживается такими лимитирующими факторами, как состав питательной среды, генотип донорных растений, тип экспланта. Один из путей решения этой проблемы может