CC BY
114
УДК 58.085
ПОЛУЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ-РЕГЕНЕРАНТОВ LILIUM MARTAGON L. ИЗ ЛУКОВИЧНЫХ ЧЕШУЙ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТИДИАЗУРОНА*
E.E. Костюкова, В.В. Заякин, И.Я. Нам
В данной статье представлены результаты исследования регенерационной способности луковичных чешуек Lilium martagon L. на средах с различными сочетаниями регуляторов роста. Результаты свидетельствуют о более низкой эффективности тидиазурона по сравнению с цитокинином структурного ряда аденина (БАП).
Ключевые слова: регенерация,тидиазурон, Lilium martagon L., луковичные и листовые экспланты.
ВВЕДЕНИЕ
Lilium martagon L. (Лилия кудреватая) - многолетнее луковичное растение семейства Лилейные [1]. Широко распространена на пространстве от Европы до Северной Азии.
Растение обладает такими ценными качествами, как устойчивость к вирусным и грибковым болезням, большое количество некрупных цветков в соцветии (до 50 шт.), долговечная луковица [2].
В связи с тем, что вид нуждается в охране, были приняты защитно-охранные меры. Лилия кудреватая является редким и охраняемым растением во многих европейских странах [3], редким видом флоры Урала [4], занесена в региональную сводку Сибири (1980), сводку редких растений по Центральной Сибири (1979), «Красную книгу Республики Марий Эл» (1997) и Красную книгу Брянской области [5].
Высокий регенерационный потенциал позволяет успешно размножать луковичные растения в культуре in vitro. Культура ткани используется для размножений лилий еще с 50-х годов прошлого века [6] и может быть успешно использована для сохранения природных полуляций этого растения на территории Брянской области.
В связи с этим целью настоящего исследования являлось изучение влияния регуляторов роста на регенерационную способность луковичных чешуй, а также получение большого количества растительного материала за короткий промежуток времени, для использования в озеленении города и последующей реинтродукции в естественные местообитания.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Луковичные чешуйки Lilium martagon размером 0,5 см длиной были помещены на питательные среды MS[7] с различными концентрациями регуляторов роста :
1) 0,1мг/л TDZ;
2) 0,1 мг/л TDZ, 0,2мг/л ИУК;
3) 0,25мг/л TDZ;
4) 0,25мг/л TDZ, 0,5мг/л ИУК.
PH питательных сред доводили до 5,8 и автоклавировали при температуре 120°С в течение 25 минут. Концентрация сахарозы составила 30г/л.
Растения выращивали в лабораторных условиях при искусственном освещении в условиях фотопериода: 16/8ч свет/темнота.
Длину корней и листьев измеряли через 17, 24, 35 и 50 дней.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Индукция роста тканей на луковичных чешуйках отмечалась к 17 дню на всех вариантах сред, преимущественно на базальной части эксплантов.
К концу опыта наибольшее количество точек регенерации образовалось на средах 0,1мг/л TDZ, 0,2мг/л ИУК и 0,25мг/л TDZ. Незначительно по этому показателю отстает вариант среды с 0,25мг/л TDZ, 0,5мг/л ИУК. Наименьшее количество регенерантов образовалось на среде 0,1мг/л TDZ (рис.1).
Образование корневой системы началось на 24 день опыта на среде с 0,1мг/л ТDZ, 0,2мг/л ИУК. К 35 дню образование корневой системы отмечено на средах с 0,1мг/л TDZ; 0,25мг/л TDZ и 0,25мг/л ТDZ, 0,5мг/л ИУК. К концу опыта, максимальное количество корней отмечено на среде с
0,1мг/л ТDZ, 0,2мг/л ИУК (рис.1).
* Работа выполнена при поддержке грантов ФЦП №02.740.11.0285, АВЦП 2.11/224 и Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно - технической сфере Сокращения: TDZ - тидиазурон, ИУК - индолил-3-уксусная кислота.
Максимальная длина корней отмечена на среде с 0,1мг/л TDZ. Остальные варианты опыта незначительно отличаются по этому показателю (рис.2).
На 50 день развитие регенерантов наблюдалось на всех вариантах сред, но длина листа достоверно не различалась на вариантах опыта (рис. 2).
2,5
1,5
X
ГС
а
<у х
Ф
5 1
а
гз
! 0-5
ОС
ОС
X
С[
О!
а
о
"Г1
ОД мг/л ОД мг/л ТОЙ тог 0,2 мг/л ИУК
0,25 мг/л
тог
0,25мг/л ТО! 0,5мг/л ИУК
0 Длина листа а Длина корня
Варианты сред
*исунок 2. Влияние фитогормонов на размер регенерантов (через 52 дня).
Исходя их полученных данных можно сделать вывод, что наиболее подходящей средой является вариант 0,1мг/л ТDZ, 0,2мг/л ИУК. На этой среде образовалось наибольшее количество корней и растений - регенерантов.
В предыдущих опытах мы изучали влияние различных регуляторов роста на регенерационную способность луковичных чешуй Лилии кудреватой.
При сравнении полученных результатов видно, что добавление в среду БАП в сочетании 2,4Д и ИУК в оптимальных концентрациях дает более высокий уровень регенерации. Использование TDZ является менее эффективным (рис. 3).
§! 0,5 мг/л БАП, 0,5 мг/л БАП, 0,1 мг/л TDZ, 0,2
| 1мг/л 2,4Д 1мг/л ИУК мг/л ИУК
О
ж
Варианты сред
Р Рисунок 3. Влияние фитогормонов на частоту регенерации.
Отличительной особенностью добавления в среду TDZ является образование большого количества хорошо развитых листовых пластинок. Мы можем предположить, что использование TDZ может быть использовано для доращивания растений-регенерантов.
Ряд авторов изучали влияние взаимодействия цитокининов структурного ряда аденинов и ауксинов на формирование микролуковичек в культуре in vitro. Согласно данным Scoric [3] добавление в среду БАП и ИУК стимулирует образование микролуковичек. Сочетание фитогормонов БАП и 2,4Д также является эффективным при размножении Лилии кудреватой [8].
Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что тидиазурон, цитокинин структурного ряда дифенилмочевины, также стимулирует регенерацию на эксплантах чешуек лилии кудреватой, но менее эффективно, чем цитокинин другого структурного ряда.
This article is devoted to the issue of organogenetic capacity of bulb explants of Lilium martagon L. on MS basal medium with various combinations of plant growth regulators. The results show a lower efficiency thidiazuron compared to cytokinin that belongs to the structural series of adenine (BAP).
The key words: regeneration, thidiazuron, Lilium martagon L., bulb explants.
Список литературы
1.Губанов И. А. и др. 356. Lilium martagon L. [L. pilosiusculum (Freyn) Miscz.] Лилия саранка // Иллюстрированный определитель растений Средней России. В 3 т. М.: Т-во науч. изд. КМК, Ин-т технолог. иссл., 2002. Т. 1. Папоротники, хвощи, плауны, голосеменные, покрытосеменные (однодольные). С. 466.
2. Мамонов Е.В., Долматова А.Е., Долматов Д.Е., Изучение скрещиваемости лилии кудреватой (Lilium martagon L.) с представителями различных секций рода Lilium L.// Известия ТСХА. 2012. Выпуск 6. С. 55-60.
3. Marijana Skoric, Suzana Zivkovic, Jelena Savic, Branislav Siler, Aneta Sabovljevic, Sladjana Todorovic and Dragoljub Grubisic. Efficient one-step tissue culture protocol for propagation of endemic plant, Lilium martagon var. cattaniae Vis.// African Jornal of Biotechnology. Vol. 11(8). P. 1862-1867.
4. Гончаровский П.Л., Шурова Е.А. Редкие и исчезающие растения Урала и Приуралья. М.: Наука, 1982. 208с.
5. Красная книга Брянской области (http ://www. inf-red.ru/liliia saranka.html)
6. Glamoclija Una, Haveric Sanin, Cakar Jasmina, Rahmanovic Anisa, Marjanovic Damir. In vitro propagation of Lilium martagon L. var. cattaniae Vis. And evaluation of genotoxic potential of its leaves and bulbs extracts.// Acta Biologica Slovenica. 2012, Vol.53. P. 53-60.
7. Murashige T. & Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plantarum 15: 473-497.
8. Anna Karalija, Sanja Trbojevic, Adisa Paric. Somatic embryogenesis and in vitro plantlet regeneration of Lilium martagon L. var. cattaniae Vis.// Biologia Nissana. 2010, P. 57-60.
Об авторах
Костюкова Е.Е. - аспирант третьего года кафедры ботаники Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, wild.biologist@mail.ru
Заякин В.В. - доктор биологических наук, профессор Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского.
Нам И.Я. - доктор биологических наук, профессор Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского.
