CC BY
187
УДК 582.594.2:581.14:504.73
Шемедюк Н.П., к. б. н., ст. викл., Скш О. С., асистент © Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт
iм. С.З. Гжицького
ЗАСТОСУВАННЯ Б1ОТЕХНОЛОГ1ЧНИХ МЕТОД1В ДЛЯ ЗБЕРЕЖЕННЯ БЮР1ЗНОМАШТТЯ ПРЕДСТАВНИК1В РОДИНИ
ORCHIDACEAE JUSS
Метою щег статтi е аналiз публжацт, присеячених поширенню на Украгт та окремим бiологiчним особлиеостям предстаените родини Orchidaceae Juss., що потерпають eid глобальног деградацп бюсфери i пошуку альтернатиених шляхie еиршення проблеми eiдтeорення цих рослин методами бютехнологп. Охарактеризовано метод мжроклонального розмноження (меристемних культур) рослин in vitro.
Ключовi слова: бiотехнологiя, in vitro, Orchidaceae Juss., симбюз, Череона книга Украгни, еегетатиене розмноження, насшнеее розмноження, мтроклональне розмноження, меристема, протокорм.
Шемедюк Н.П., Скш О. С.
Льеоеский национальный униеерситет еетеринарной медицины и биотехнологий им. С.З. Гжицького
ПРИМЕНЕНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ
СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ORCHIDACEAE JUSS
В статье предстаелены результаты исследоеаний особенностей Орхидных е местах их естестеенного произростания. В природе предстаеители семейстеа Orchidaceae Juss., которые произростают на территории Украины, способны к еегетатиеному и семенному размножению. Сложность строения их генератиених органое сеидетельстеует о долгом, результатиеном приспособлении к процессам размножения. Но е сеязи с биоэкологическими особенностями растения относятся к редким и исчезающим. Снижение реальной семенной продуктиености может быть сеязано с генетической нестабильностью особей, образоеаешихся е результате межеидоеой гибридизации. Вследстеие этого сегодня актуальными остаються еопросы изучения репродуктиених особенностей Орхидных е культуре in vitro. Предстаелены результаты многолетних исследоеаний еопросое по методам семенного и микроклонального размножения растений. Дана характеристика методам размножения е культуре in vitro. Определено лучшие експланты, культуральные среды, услоеия культиеироеания. Результати научных исследоеаний опредиляют еозможность получить здороеый, множестеенный посадочный материал растений.
Ключевые слова: биотехнология, симбиоз, in vitro, Orchidaceae Juss., Красная книга Украины, еегетатиеное размножение, семенное размножение, микроклональное размножение, мерестемы, протокорм.
© Шемедюк Н.П., Скш О. С., 2014
345
Shemediuk N ., Skip O.
Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnology by S.Z. Ghzitskij.
APPLICATION BIOTECHNOLOGICAL METHODS FOR THE BIODIVERSITY REPRESENTATIVE OF THE FAMILY
ORCHIDACEAE JUSS
The paper deals with the results of observation of Orchids under natural habitats conditions. The representstives of family Orchidaceae Juss. in nature ability to vegetative and seed reproduction. Complex structure of Orchids generative sphere evidence considerable adaption to process of reproduction and development. But the connection with bioecological peculiarity this group of plants to refer on rare end disappear. Reduction in the realseed productivity can be connected with the genetic instability of individuals, who were being formedas a result of interspecies hybridization.Therefore the actual problem of today is study reproductive peculiarity of orchids fo development their reproduction in sterile culture in vitro. The results of many years investigation on the development of methods of seed and clonal plant micropropagation are presented. The characteristics of different methods of plant propagation in vitro is given. The best explants, nutrients and conditions were determined for the development of optimal technologies and obtaining healthy mass planting material.
Key words: biotechnology, simbiosis, in vitro, Orchidaceae Juss., Red book Ukraine, vegetative reproduction, seed reproduction, microcloning reproduction, meristem, protocorm.
Бютехнолопя як самостшна наука сформувалась у 70-х роках ХХ ст., коли людство усвщомило необхщшсть виршення на принципово нових засадах найважливших проблем сучасност - продовольчо! енергетично! ресурсно!, захисту навколишнього середовища, збереження бiорiзноманiття рослинного св^у та ш. [32 - 34]. Основу бютехнологи рослин становить культура кл^ин, оргашв i тканин, кл^инна та генетична iнженерiя, отримання вторинних метаболтв. Рослинш системи in vitro е зручними об'ектами для дослщження процеЫв кл^инно! диференщаци, морфогенезу, ембрюгенезу, бюлогп розвитку i регенераци рослин, а також для отримання нових сорив та форм. Бютехнолопчш методи in vitro е реальними i перспективними з погляду швидкого розмноження рослин, вившьнення !х вщ бактерiальних та вiрусних шфекцш, збшьшення коефщенту розмноження, отримання масового, морфолопчно вирiвняного посадкового матерiалу [25, 32 - 34, 42 - 46].
Розробка основ методу культури тканин рослинних органiзмiв мае порiвняно коротку кторш й починаеться з дослщжень, що були виконаш Габерландтом у 1902 рощ. Проте кожне вщкриття, зроблене в цш галуз^ знайшло використання у прикладних дослiдженнях [24 , 27, 28]. Один з перших, в Украшу хто почав культивувати iзольованi кореш був М. Г. Холодний, у 1915 рощ. Систематичш роботи з культури тканин були проведет в 40^i роки, тд керiвництвом М. О. Максимова. Ниш особливо розвинене розмноження рослин в культурi in vitro у США, Голанди, Польщу Ташанд^ Японп.
346
1нтенсивний антропогенний вплив, що спостеркаеться в останш десятил1ття, призв1в до значного скорочення площ, на яких кнуе природна рослиншсть [3, 47]. Вс представники родини Orchidaceae Juss., яю зростають на територи Укра!ни, занесено до Червоно! книги Укра!ни [41]. В природних умовах Орхщш здатш до вегетативного i насшневого розмноження. Цього недостатньо для вщтворення популяцш у зв'язку з бюеколопчними особливостями рослин. Тому актуальним е застосування бютехнолопчних метод1в розмноження Orchidaceae Juss. in vitm, створення генетичних банюв i колекцш для збереження i розширення !хнього генофонду.
Родина Orchidaceae Juss. або Зозулинцев1 нал1чуе близько 35 тисяч вид1в (Тахтаджян, 1982)[7, 29], об'еднаних у п'ять тдродин: Apostasioideae, Cypripedioideae, Epidendroideae, Orchidoideae, Vanilloideae [5], е одшею з найчисленшших серед кв1ткових рослин. li' представники розповсюджеш по всш земнш кул1 Найчисленшшими е етфггш Орхщш у тротках i субтротках. Центром видово! i родово! р1зномаштност1 орхщей е тротчна Америка, де нал1чуеться до 306 род1в, яю об'еднують 8266 вид1в [12, 29, 35]. Флора Укра'ни нал1чуе 70 вид1в Орхщних 28 род1в [37, 39]. Рослини трапляються досить рщко в Укра'нських Карпатах (особливо у Закарпатп), Розточч1, Полка, Лкостепу (Подшля), по Дшпру заходять у Степ, охороняються у заказнику загальнодержавного значення Гори Артема (Донецька область), у Нащональному природничому парку «Олешювсью тски» на Херсонщиш. Велика кшькють вид1в Орхщних на твденних схилах Кримських пр, на островах Тендра i Джарилгач у Чорному мор1 Один 1з представниюв родини -Любка дволиста (Platanthera bifolia (L.)) пщшмаеться до 1000 м над р1внем моря [41]. Зовшшнш вигляд диких вид1в Зозулинцевих Укра'ни е менш применим у пор1внянш з тротчними та декоративними, та це не впливае на захоплення оригшальними рослинами в аспект медицини та одержання вторинних метаболтв. На даний час Орхщш знаходяться в сташ активно! еволюци, що тдтверджуеться значною кшькютю м1жвидових, м1жродових пбрид1в та будовою генеративних оргашв. Вегетативш органи консерватившш1, !х будова характеризуе пристосовашсть рослин до кл1матичних, едаф1чних та ф1тоценотичних умов кнування [13, 21, 47].
У межах родини Orchidaceae Juss. зазвичай видшяють три еколопчш групи орхщей - наземш (геофгги), ешфшьш (ешфгги) i лггофшьш (л1тофгги)[20, 22, 26]. Бшьшкть дикорослих Орхщних Укра'ни - геоф1ти [41]. Для кнування популяци ешфггного виду мае значення наявшсть мжроеколопчно! шш1 поширення - на рослиш-господарев^ Кожне дерево-господар несе свш специф1чний спектр симбюшчв, який визначаеться сукупшстю особливостей дерева-господаря [19]. Цкавою е асоцшовашсть ендем1чного виду Орхщних схщно! частини Мадагаскару Cymbidiella pardalina (Rchb. f.) Garay з Папоротепод1бними. Кореш орхще! проникають у розетку, утворену стерильними вайями папорот^ Вай! захищають рослину вщ спекотного сонця i висушування. Здебшьшого орхщея i папороть ростуть разом на стовбур1 Albizia (Fabaceae). Цим, очевидно, можна пояснити той факт, що фактично вс
347
види Cymbidiella важко адаптуються до умов культури i рщко трапляються в оранжерейних колекщях [5, 47].
Види Орхвдних, як1 зустр1чаються на територй' Укра'ши, м1сця ix
поширення
Неот1нея обпалена (Зозулинець обпалений) Neotinea ustulata (L.) R.M. Bateman, Pridgeon et M.W. Chase (Orchis ustulata L.) Зусг^чаеться в
Карпатах, на
Прикарпата, в
Розтота, Општ, на nc^rnni (пн. частина), Правобережному Полiссi, в Люостепу, Степу (вздовж Днiпра).
Плодор1жка селепова
(Зозулинець
селеповий)
Anacamptis morio (L.) R.M. Bateman, Pridgeon et M.W. Chase (Orchis morio L.)
Зустрiчаeться в Закарпатп, в Карпатах (ГорГани, Вулкашчний хребет, Чивчини, Чорногора), на Прикарпата, в Розтота, Опiллi, на Подiллi, пд. Полка, Шсостепу, Криму, по долинах рiчок
Зозулин1 черевички справжн1 Cypripedium calceolus( L).
Зустрiчаeться спорадично на Полiссi, у Люостепу, Карпатах, Прикарпата, Гiрському Криму.
Любка дволиста Platanthera bifolia (L.) Rich.
(Orchis bifolia L.)
Зустр1чаеться в Карпатах, в Розточч1, на Опшл1, Псшса, у пн. Люостепу, Степу (дуже р1дко), Криму.
— у Степовш 30HÍ.
Спец1ал1зована група мангрових орхщей поширена на представниках родини Rhyzophoraceae [6, 10]. Розповсюджений у Мексищ вид Орхщних Myrmecophila christinae трапляеться серед мангрово! рослинност на Rhizophora mangle L. [6]. У порожнинах псевдобульб ще! орхще! оселяються терм1ти i мурахи. Авторами було встановлено юнування чiткого зв'язку мiж дiаметром гiлок R. Mangle i дiаметром псевдобульби та складом мiрмекофауни [15]. Присутшсть мурах i термiтiв у порожнинах псевдобульби, очевидно, обумовлюе й розвиток мжромщеив.
Впродовж останнiх роюв була опублiкована цiла низка публжацш, у яких висвiтлено зв'язок мiж спiвiснуванням мохiв та лишайникiв i орхщей. Мохи i лишайники покращують постачання водою ешфтв i створюють сприятливi умови для проростання насшня. Встановлено, що рiвень загибелi Орхщних Lycaste aromatica Lindl. негативно корелюе з iнтенсивнiстю розвитку лишайникiв i позитивно - з товщиною мохового покриття [17]. Види Dendrobium навпаки здебшьшого асоцшоваш з мохами [11,12, 26].
348
МугтесорЫ1а Шнашз СутЫМеИа рагйайпа Ьуса^е агота^са 1лп(11.
(Rchb.rO Garay (1976)
DendroЫum speciosum Взаемозв'язки орхiдей iз грибами-мiкоризоутворювачами нар^ визнанi як критично важливi для еволюци Орхщних [16]. Унiкальною особливютю життевого циклу Зозулинцевих е те, що вони утворюють насшня, яке не мютить ендосперму [1]. Тому Орх1дним характерна залежнiсть початкових процесш проростання насiння вiд симбiотичних взаемин з грибом. Пфи гриба проникають пiд поверхню спермодерми насiнини i кунтактують iз частиною клiтин зародка. Гриб постачае зародок оргашчними сполуками. У ходi iсторичного розвитку взаемин з грибами у родиш Orchidaceae Juss. виокремилась група рослин (близько 100 видiв), що втратила хлорофт. Цi рослини ведуть пiдземний спо^б життя протягом усього свого життевого циклу, а 1хш органи добре адаптоваш до такого способу життя [2 - 4, 8]. Наприклад, безхлорофшьна орхiдея RhizantheПa slateri(Rupp) М. не здатна до фотосинтезу i повнютю залежить вiд специфiчного гриба-мшоризоутворювача [4]. Гтздшка звичайна е безхлорофшьною Орхщною рослиною Украши [41].
Гнiздiвка звичайна ^оШа nidus-avis (Ь.) Шс^
349
Зозулинцевi здатш до насшневого розмноження. Вщомо, що плоди Орхщних мютять велику кшькють насiння (до 6 млн.). Як було сказано вище, у природних умовах насшня проростае тшьки за умови налагодження симбiотичних зв'язкiв зi специфiчними видами грибiв [21, 42 - 47]. За статистикою, кшьккть насшня, яке потрапляе у сприятливi для проростання умови i проростае, становить лише близько5%. За допомогою методу насiнневого розмноження Орхiдних in vitro можна проростити бшьшють життездатного насшня. Цим i зумовлене його широке застосування в багатьох кра!нах свiту для промислового вирощування та одержання нових сорив. Орхщш належать до рослин, яю легко утворюють мiжродовi гiбриди. Тому стае реальною можливкть вiдтворення нових мiжвидових та мiжродових гiбридiв Орхiдних нашо! та троткогенно! флори з метою отримання великокв^кових гiбридiв, адаптованих до культивування ex situ [47].
Найпоширешший споЫб вегетативного розмноження Зозулинцевих -розмноження внаслщок проростання пазушних бруньок на осьових органах -кореневищах, повзучих пагонах, пагонових бульбах. Основним недолгом класичних прийомiв вегетативного розмноження Орхщних залишаеться !х малий коефiцiент вщтворення. В кращому випадку вiд одше! рослини можна отримати десяток невеликих рослин. За даними Собко В.Г. [38], вс бульбоносш орхще! Укра!ни в природних умовах вегетативно не розмножуються, хоча iнодi вдавалося виявити окремi випадки такого явища [30, 36].
Надзвичайно непростий i тривалий життевий цикл орхiдей, включаючи !хню взаемодiю з грибами-мiкоризоутворювачами, потреба у складних симбiотичних асоцiацiях, високоспецiалiзованих запилювачах, малий коефiцiент вiдтворення робить !х дуже вразливими до змiн клiмату i наслiдкiв дiяльностi людини [30, 42 - 46]. Також вщомо, що внаслщок складно! гетерозиготно! природи Орхщних у випадку насшневого розмноження значно роздшяються сортовi ознаки, у результат чого утворюються Ыянщ, рiзнi за фенотиповим проявом. Мiжвидовi пбриди характеризуються генетичною нестабiльнiстю, тому мейоз у них вщбуваеться з порушеннями. В результатi цього пилок може бути повшстю чи частково стерильним. З огляду на вище зазначеш особливост у разi розмноження та селекцшно! роботи з представниками родини Орхщш доцшьно зостосовувати бiотехнологiчнi методи розмноження рослин, зокрема метод мжроклонального розмноження у культурi in vitro, розроблений Ж. Морелем [9, 23].
Мжроклональне розмноження рослин у культурi in vitro, порiвняно iз традицшними, мае ряд переваг: отримання рослин стшких проти бiотичних та абютичних стресових факторiв навколишнього середовища (хвороб,
шкщниюв, вiрусiв, вiро!дiв, бактерiозiв, засолення, закислення грунив, гербiцидiв); можливiсть отримувати результати незалежно вiд клiмату, сезону, грунтових умов; можливiсть отримати, залежно вiд мети дослiдження, як генетично однорщний матерiал, так i клональш варiанти; можливiсть проводити швидке розмноження у дуже великих кшькостях; можливкть скоротити селекцiйний процес у 2-3 рази.
350
Мжроклональне розмноження часто е единим бютехнолопчним методом розмноження цшних сортових рослин. Вперше мжроклональне розмноження було здшснено при дослщженш саме орхiдей. Модифiкацiя ще! методики на сьогоднi широко використовуеться для масового розмноження Орхщних з комерцшною метою, а також картопл^ гвоздики, сунищ, тощо. Та, незважаючи на широке застосування i велику кшькють експериментальних даних, отриманих пщ час його використання, окремi аспекти цього методу ще досi не розроблеш. З огляду на це розробка та удосконалення деяких етатв зазначеного методу для кожно! окремо! культури е актуальними [24, 28, 30].
Мжроклональне розмноження - це нестатеве вегетативне розмноження в культурi in vitro, при якому отримують рослини генетично щентичш вихiднiй батьювськш формi, що сприяе збереженню генетично однорщного посадкового матерiалу. Цим методом можна розмножувати у короткий термш види, яю важко розмножуються i рослини, яю е в одному екземпляр^ стерильнi генотипи, рiдкiснi та зникаючi види рослин [23].
Вирощування i манiпуляцiï з клiтинами, тканинами i органами рослин поза оргашзмом вщбуваеться на штучних живильних середовищах у строго контрольованих умовах. Вихщним
матерiалом (експлантом) можуть бути верхiвковi та пазушнi меристеми стебла, молодi листки, елементи суцвiття та кв^ки, цибулини та бульбоцибулини. 1деальним матерiалом для отримання численних пагонiв е аткальш та пазушнi бруньки здорових рослин, що активно ростуть. У бшьшосп випадюв для мiкроклонального розмноження використовують рiзноманiтнi модифiкацiï середовищ МураЫге, Скуга, Кнудсона, хоча деякi групи рослин можуть мати шдивщуальш потреби у певних поживних речовинах [18, 24, 30, 32 - 34, 40, 42 - 47].
Процес мжроклонального розмноження Orchidaceae Juss. шляхом культивування аткальних меристем подшяеться на стади: 1. 1золювання експланту, ведення i шщащя його розвитку в умовах in vitro; 2. Розмноження протокормiв; 3. Регенеращя рослин; 4. Адаптащя рослин до умов in vivo.
Аткальна частина точки росту, що складаеться з ще недиференцшованих кл^ин, здатна нести генетичну шформацш цiлого органiзму, але не мютить вiрусних часток, якi присутнi в диференцшованш клiтинi дорослого органiзму. Структурною основою цього процесу е особливкть будови апiкальноï меристеми, яка унеможливлюе проникнення до неï вiрусу. 1з застосуванням цього методу отримано оздоровлен рослини орхiдей, хризантем, жоржин, гвоздик та ш. [18, 24, 30, 40, 45, 47].
Дистальна частина апiкальноï меристеми в середньому мае дiаметр 200 мкм., тому експланти, яю iзолюють, не повиннi бути бшьших розмiрiв. В стерильних умовах у культуральний посуд зi стерильним поживним середовищем, користуючись стерильним тнцетом, переносять меристему. Помiщена на поживне середовище меристема розростаеться з утворенням нового оргатзму рослини. У орхщей аткальна меристема не розвиваеться у пагш, а формуе протокорми - особливi ембрюнальш структури [ 31 - 34], яю
351
здатш до вегетативного розмноження. Так, кожний експлант дае мммум 2-3 протокорми через 4-8 тижшв.
Дуже важливим у мжророзмноженш е вдалий вибiр експланта. У цьому разi потрiбно брати до уваги онтогенетичний та фiзичний стан штактно! рослини; орган, який е джерелом експланта та його вж. Пщ час вiдбирання експлантв треба зважати на пору року, оскшьки в основi змiн у фiзiолого-бiохiмiчному станi рослин е сезоншсть. Навеснi, коли вiдбуваеться штенсивний прирiст молодих пагонiв, у тканинах збшьшуеться вмiст ауксинiв, що потенцшно може впливати на розвиток експланив у культурi in vitro. Не менш важливим фактором, що впливае на якiсть розмноження в асептичнш культурi, е генотип рослини. Сорти з високим морфогенетичним потенщалом формують до 900 протокормiв на мкяць, а з низьким - лише100 [32 - 34, 45, 47 ]. У багатьох рослин морфогенна здатшсть у культурi in vitro обмежена перюдом вегетативного росту. Тканини, взят в перюд спокою, штенсившше утворюють коренi, а експланти, видшеш в перiод активного росту материнських рослин, пролiферують бруньки та пагони. Рют експлантiв на живильних середовищах залежить вiд розташування ïx на рослиш, з яко1 ïx iзолюють. Експланти, видiленi з нижньоï частини пагона або туберидш, швидше формують рослини. Орiентацiя експланта на поживному середовищi безпосередньо впливае на шдукцш та пролiферацiю пагонiв in vitro. Горизонтальне розташування на середовищi експланта сприятливше для розвитку, нiж вертикальне [18, 24, 31, 32 - 34, 40, 45, 47].
З практики клонального мжророзмноження рослин вщомо, що отримання життездатного стерильного рослинного матерiалу в багатьох випадках е проблематичним. Поверxневi тканини всix оргашв Орxiдниx так i iншиx культур зазвичай шфжоваш спорами рiзноманiтниx бактерш та грибiв. З огляду на це можна провести, наприклад, такий режим стерилiзацiï iнтактного матерiалу: експланти проводять послiдовно через 70% етиловий спирт (1 хв), 1% розчин "Famosept" (15 хв) або 0,1% дiациду (20 хв); 15% перекис Пдрогену (15 хв); 10% "Chlorox" (20 хв). Поим 3-4 рази промивають у стерильнш водi. Наведений режим стерилiзацiï не ушкоджуе тканини i не пригшчуе розвиток рослин та забезпечуе максимальну стерильнiсть експлантв [32 - 34, 42 - 46] .
Аткальш меристеми (Cattleya Lindl., Cymbidium hybr., Paphiopedilum, Phalaenopsis, Dendrobium phalaenopsis Fitzg., Vanda Jones.) iзолюють тд мжроскопом або бшокулярною лупою у боксi з ламшарним потоком повiтря. Верxiвку бруньки (4-5 мм) вiдрiзають i помiщають у поле зору мжроскопа. Пiд мжроскотчним контролем пiнцетом зi спецiальним пристроем вiдрiзають апiкальну частину й вщокремлюють кiнцеву недиференцiйовану масу - близько 0,1 мм вщ верхнього кшця.
Одним з найважливiшиx факторiв мжроклонального розмноження е склад поживних середовищ на кожному з етапiв культивування. Для розвитку iзольованиx культур орхщних на першому етапi мiкророзмноження (утворення протокормiв) оптимальне поживне середовище Кнудсона (з бензиладеншом або
352
2 мг/л аденшу). Для другого та третього етатв (розмноження протокормiв, регенеращя рослин) кращим е середовище Кнудсона (з 7 мг/л аденшу; 10 мг/л
1зольоваш тканини культивують на твердих агаризованих середовищах. Та iнодi на перших етапах розмноження для забезпечення максимального приросту протокормiв використовують рщю поживнi середовища з застосуванням шейкера. Культивування в таких умовах приводить до утворення додаткових численних меристематичних центрiв, як надалi регенерують рослини. Yd iзольованi культури культивують у спещальному примiщеннi, де вологiсть - 70%, температура - 26-28°С, фотоперюд - 16 год, освiтлення 3-4 тис. лк [32 - 34, 42 - 47].
Протокорми можна роздтяти та субкультивувати досить тривалий час, отримуючи необхщну !х кiлькiсть (до 1 -4 млн. штук). Ця особливють Орхщних е в основi 1хнього промислового розмноження [42 - 47]. Отже, утворений протокорм - це клон материнського оргашзму з таею ж генетичною iнформацiею, але без вiрусних часток.
Термiн розвитку рослин-регенеранлв у культурi in vitro не однаковий i в Anthurium, Cymbidium, Dendrobium phalaenopsis, Vanda, Doritis Lindl. - 11-12 мюящв; у Cattleya - 1,5 року.
Вирощеш з меристеми рослини у стерильних умовах переносять на свiже середовище, де формуються пагони i кореш. Y субстрат висаджують рослини з добре розвиненою кореневою системою i 3-4 листками. Найсприятливший перюд - весна або початок лгта. Субстрат для Орхщних мютить шматочки кори сосни, сфагнуму, перлггу або керамзиту i деревного вугтля вспiввiдношеннi 3: 1: 1: 1 для подальшо1 адаптацп в умовах in vivo. Для покращення властивостей до субстрату вносять вермикулгт, деревне вугiлля, опале листя, доломгтове борошно, та основу складають взятi в рiзних стввщношеннях кора, мох, торф i коршня папоротi. Субстрат для орхiдей повинен бути пухким, вологоемним, поживним [32 - 34, 42 - 47].
Схема еташв процесу мжроклонального розмноження Orchidaceae Juss. шляхом культивування ашкальних меристем
1золювання Розвиток протокорму
експланту (меристеми) п1д микроскопом.
353
Регенеращя рослин Адаптована до умов in vivo рослина
Не зважаючи на численш науков1 пращ, як проводяться у напрямку мжроклонального дослщження, небагато лабораторш у свт можуть вирощувати орхще! в умовах in vitro у комерцшних масштабах. Важко уявити перспективну оргашзацш з вирощування квтв, яка не мала б лаборатори мжроклонального розмноження. Наприклад, голландське пщприемство Vitro Plus тд час розмноження рослин in vitro використовуе як автоматизоваш лши з виготовлення та розливання поживного середовища, так i робототехшку для пересаджування мжроклошв. Багато сучасних европейських тдприемств ствпрацюе з селекцюнерами. Це дае можливкть швидко виводити нов1 щнш сорти на ринок у тому числ1 сшьськогосподарського значення. Висока якють продукцп, низька !! соб1вартють змушують тих, хто займаеться традицшно розмноженням рослин, переходити на нову технологш розмноження in vitro.
Орхщш як об'ект сучасних бютехнологш не втрачають свое! актуальности оскшьки юнуе
значний попит на таю дослщження, зокрема з боку наукових, селекцшних та комерцшних структур (виведення нових сорт1в, пбрид1в, форм та масове розмноження рослин), а також державних та м1жнародних оргашзацш для збереження, розмноження та вщтворення природних популяцш рщкюних та зникаючих вид1в орхщей.
Висновок
Анал1з л1тературних джерел показав, що в межах родини Orchidaceae Juss. наявний широкий спектр титв життевих стратегш, зумовлених способом життя, бютичними зв'язками !з запилювачами та симбюнтами. Така еколопчна спещал1защя не лише обумовила надзвичайне р1зномашття вид1в у межах родини Orchidaceae Juss., але й призвела до того, що багато вид1в перебувають тд загрозою зникнення, ус види, яю проростають на територи Укра!ни занесен! до Червоно! книги Укра!ни. Бютехнолопчш методи -мжроклональне розмноження, меристемна культура можуть суттево збшьшити можливост використання високопродуктивних генотитв рослин, а також сприяти збереженню та розмноженню рщккних вид1в, !х оздоровленню.
Л1тература
1. Arditti J., Ghani A.K.A. Numerical and physical properties of orchid seeds and their biological implications. New Phytol, 2000; 145: 367-421.
2. Bidartondo M.I. The evolution of mycoheterotrophy. New Phytol, 2005; 167: 335-352.
354
3. Bonnardeaux Y., Brundett M., Batty A. et al.Diversity of mycorrhizal fungi of terrestrial orchids: compatibility webs, brief encounters, lasting relationships and alien invasion. Mycological Research, 2007; III: 51-61.
4. Bougoure J.J., Brundrett M.C., Grierson P.F. Carbon and nitrogen supply to the underground orchid, Rhizanthella gardneri. New Phytol,2010; 186(4): 947-956.
5. Cribb Ph., Roberts D., Hermans J.Distribution, ecology, and threat to selected Madagascar Orchids. Selbyana, 2005; 26(1-2): 125-135.
6. DejeanA., Durou S., Olmsted I. et al. Nest site selection by ants in a flooded Mexican mangrove, with special reference to the epiphytic orchid Myrmecophila christinae. J. Trop. Ecol, 2003; 19: 325-331
7. Dressler R.L. The orchids/ R.L. Dressler. - London: Harvard Univ. Press, 1981. - 332 p.
8. Lehnebach C.A.,Robertson A.W. Pollination ecology of four epiphytic orchids of New Zealand. Ann. Bot, 2004; 93: 773-781.
9. Morel J. Tissue culture - a new means of clonal propagation of orchids // Amer. Orchid Soc. Bull. 1964. Vol. 33. N 7. P. 473-478.
10. Murren C.J., Ellison A.M. Seed dispersal of Brassavola nodosa (Orchidaceae). Amer. J. Bot, 1998;85(5): 675-680
11. O'Maley K. Patterns of abundance and diversity in epiphytic orchids of Parashorea malaanonan trees in Danun Valley, Sabah. The Plymouth Student Scientist, 2009; 2(2): 38-58.
12. Orchid conservation - a global perspective / [P. J. Cribb, S. P. Kell, K. W. Dixon, R. L. Barret] / - Natural History Publication, Kota Kinabalu, Malaysia. -2003. - P. 1-24.
13. Ossenbach C.Orchids and orchidology in Central America. 500 years of history. Lankesteriana, 2009; 9(1-2): 1-268.
14. Pijl L. Van der Orchid flowers. Their pollination and evolution/ L Pijl van der, C. Dobson. - Coral Gables: Univ. Miami Press. 1966. - 214 p.
15. Rico-Grey V., Thien L.B. Effect of different ant species on reproductive fitness of Schomburgkia tibicinis(Orchidaceae). Ecologia, 1989; 81: 487-489.
16. Selosse M.A., Faccio A., Scappaticci G., Bongante P. Chlorophyllous and achloropyllous specimens of Epipactis microphylla (Neottieae, Orchidaceae) are associated with ectomycorrhizal septomycetes, including truffles. Microb. Ecology, 2004; 47: 416-426.
17. Sillett S.C., Bailey M.G. Effects of tree crown structure on biomass of the epiphytic fern Polypodium scouleri (Polypodiaceae) in redwood forests. Amer. J. Bot,2003;90:255-261.
18. Thompson P. Schould botanic gardens save rare plants?/P. Thompson // New. Sci. -1975. - Vol. 65. - №979. - P. 636-638.
19. Wagner A.Vendrame Pollination of Dendrobium Hybrids using cryopreserved pollen // Hort Science. — 43(1). — 2008. — P. 264—267.
20. Weston P.H., Perkins A.J., Entwisle T.J. More than syybioses: orchid ecology, with examples From the Sydney Region. Cunninghamia, 2005; 9(1): 1-15.
355
21. Аверьянов Л.В. Основные пути морфологической эволюции в семействе Orchidaceae / Л.В.Аверьянов // Ботан. Журн. - 1991 - Т. 76. - №7 - С. 921 - 943.
22. Аверьянов Л.В. Происхождение и некоторые особенности эволюции, биологии и экологии орхидных. Ботанический журнал,1991;Т.76., №1, 13451358 С.
23. Арапетян Е.Р.Використання методу культури in vitro у Боташчному саду Львiвського нащонального ушверситету / Е.Р. Арапетян // Бiорiзноманiтнiсть флори: проблеми збереження i ращонального використання. Репродуктивна здатшсть рослин як основа !х збереження i поширення в Укрш'ш : Матер. мiжн. наук. конф., присвячено! 150^ччю боташчного саду Львiвського нацiонального ушверситету iменi 1вана Франка та Сеси ради ботанiчниx садiв Укра1ни (Львiв, 27-29 квiтня 2004). -Львiв, 2004. -С. 220-222
24. Бугара 1.А. 1ндукований морфогенез i клональне мжророзмноження перспективних сортiв м'яти /1.А. Бугара : автореф. дис. ... канд. бюл. наук :03.00.20 - Ялта: Нштський ботан. сад, 2006. -16 с
25. Буюн Л. Трошчш Орхще! у природi i в колекщях Ботанiчниx садiв // Вюник Кшвського нац. у-ту iм. Т. Г. Шевченка. Iнтродукцiя та збереження рослинного рiзноманiття. 19-21/2009. 49-51 с.
26. Буюн Л. I. Сучасш погляди на еколопчну спецiалiзацiю родини Orchidaceae Juss. // Бюлопчш Студи / Studia Biologica »2011 «Том 5/№1 «С. 173188
27. Веденьков Е.П.О восстановлении естественной растительности на юге степной Украины / Е.П. Веденьков. -Аскания-Нова, 1997. -39 с.
28. Вепринцев Б.Н.Проблема сохранения генофонда / Б.Н. Вепринцев, Н.Н. Ротт. -М., 1985. -233 с.
29. Гладкова В.Н. Порядок орхидные (Orchidales) В.Н. Гладкова //Жизнь растений. - М.: Просвещение, 1982. - Т.6. - С. 248-275.
30. Иванников Р. В., Лаврентьева А. Н., Иванникова Н. С., Белякова И. Л., Шурыга Ю. М. Коллекция тропических и субтропических растений in vitro в НБС им. Н. Н. Гришко НАН Украины // Вкник Нащонального науково-природничого музею, 2011, №9 . - С.5-10 .
31. 1ваншков Р. В., Лаврентьев Матерiали мiжнар. наук. конф. «Збереження бiорiзноманiття тротчних i субтропiчниx рослин». 10-13 березня, Ки!в. — К., 2009. — С. 151—155.
32. Лаврентьева А. Н., Мальцов И. Ю. Размножение Cordyline terminalis Comm. Ex Juss. Cv kivi в культуре in vitro// The Biology of Plant Cells in vitro and Biotechnology. Saratov. 2003. P. 176-177
33. Лаврентьева А. Використання бютехнолопчних методiв розмноження декоративних штродуценив // Вкник Львiв. У-ту./VISNYK OF L'VIV UNIV. Серiя бiологiчна. 2004. Вип. 36. С. 137-145 Biology Series. 2004. Is. 36. P. 137-145
34. Лаврентьева А. М., Дешсьевська Н. О. Клональне мкророзмноження рослин з роду Aglaonema Schoot.// !нтродукщя рослин. 1999. №2. C.73-76.
356
35. О принципах создания экологической классификации зародышей покрытосеменных растений/ э.С. Терехин, З.И. Никитчева// Актуальные вопросы эмбриологии покрытосеменных. - Л.: Наука, 1979. - С. 120-130.
36. Поддубная-Арнольди В.А. Орхидеи и их культура / В.А. Поддубная-Арнольди, В.А. Селезева. - М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 175 с.
37. Протопопова В. В. Родина Орхвдш / В. В. Протопопова// Визначник рослин Укра!ни. - К.: Урожай, 1965. - С. 117-186.
38. Собко В.Г. штродукщя рщккних i зникаючих рослин флори Украши / Ки!в: вид-во Наукова думка, 1996. - 284 с.
39. Собко В.Г. Орхще! Украши / В. Г. Собко. - К.: Наукова думка, 1989. -
192 с.
40. Соболевская К.А. Интродукция растений и проблеми охраны генофонда природной флоры /К.А. Соболевская // Бюл. главного ботан. сада АН СССР, 1985. -Вып. 135. -С. 3-6.
41. Червона книга Украши. Рослинний свгг / За ред. Я.П. Дщуха. — К.: Глобалконсалтинг, 2009. — 912 с.
42. Черевченко Т. М. Тропические и субтропические орхидеи / Т. М. Черевченко/ Кшв: вид-во Наукова думка, 1993. - 253 с.
43. Черевченко Т. М., Заiменко Н. В., Лаврентьева А. М. Зв'язок продуктивност цвтння сорив Cymbidium hybridum з !х регенерацшною та асимшяцшною здатшстю// 1нтродукщя рослин. 1999. №1. C. 70-73
44. Черевченко Т. М., Ковальська Л. А., Буюн Л. I. та ш. Особливост репродуктивно! бюлоги та початкових етатв розвитку деяких видiв тротчних та субтротчних орхщей// 1нтродукщя рослин. 2001. №3-4. C. 58-63.
45. Черевченко Т. М., Лаврентьева А. Н., Буюн Л. И., Ковальская Л. А. Семенное и клональное размножение видов рода Cattleya Lindl. (Orchidaceae Juss.) в культуре in vitro// The Biology of Plant Cells in vitro and Biotechnology. Saratov. 2003. P. 64-65.
46. Черевченко Т.М. Роль боташчних садiв i дендропарюв Укра!ни в штродукци рослин для озеленення мкт / Т.М. Черевченко, П.А. Мороз // Мкью сади i парки: минуле, сучасне i майбутне: зб. наук.-техн. праць. -Львiв : УкрДЛТУ, 2001. -Вип. 11.5. -С. 29-33.
47. Шейко О. А. Репродуктивш особливост Орхщних / Наук. зап. Терноп. Нац. Пед. Ун-ту. Сер. Бюл., 2010, №1 (42). - 118-124 С.
Рецензент - д.с.-г.н., професор Буцяк В.1.
357
