CC BY
160
Зарипова А.А., Ахметова А.Ш.
Учреждение Российской академии наук Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, г Уфа
РАЗМНОЖЕНИЕ В КУЛЬТУРЕ IN VITRO RHAPONTICUM CARTHAMOIDES (WILLD.) ILJIN
Изучены условия культивирования рапонтика сафлоровидного Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin in vitro, свидетельствующие о возможности эффективного применения метода культуры тканей для его размножения. В качестве эксплантов для клонального размножения рекомендуется использовать части проростков, характеризующиеся высокой морфофизиологической активностью.
Ключевые слова: культура тканей и органов растений, клональное микроразмножение, рапонтик сафлоровидный.
Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin (рапонтик сафлоровидный, левзея сафлоровидная, стем-моканта сафлоровидная) пользуется большим спросом как в народной, так и в научной медицине. Этот вид является редким [4]. Вследствие интенсивного и нерегулируемого сбора сырья в больших масштабах запасы их истощаются, поэтому так остро стоит проблема рационального использования и сохранения биоразнообразия. Rhaponticum carthamoides содержит стероидные соединения (фитоэкдизоны), которые обуславливают широкий спектр фармакологического действия. Экстракты корней и корневищ растения используют в качестве тонизирующей пищевой и кормовой добавки, стимулирующего адаптоген-ного, анаболического, противоатеросклеротичес-кого, противоопухолевого средства [2, 5, 6].
Разработка технологии ускоренного размножения Rhaponticum carthamoides in vitro, позволяющая расширить сырьевую базу, является актуальной для решения проблемы сохранения редких и ресурсных видов.
Целью работы являлось изучение морфогенеза и размножение Rhaponticum carthamoides in vitro.
В качестве исходного материала были использованы семена. Стерилизацию сред, исходного материала и работу в асептических условиях проводили согласно имеющимся рекомендациям [1, 3]. В работе использовали среду, приготовленную по прописи Т. Murashige и F. Scoog [7] (MS).
На первом этапе работы проводили асептическую обработку растительного материала. Применяемые нами стерилизаторы по-разному влияли на жизнеспособность семян и последующее развитие проростков. Стерилизация семян Rhaponticum carthamoides в 3%-ном раство-
ре перекиси водорода и 70%-ном этаноле снижала их жизнеспособность по сравнению с 0,1%-ным раствором диацида и 0,02%-ным раствором нитрата серебра. Максимального числа жизнеспособных (67,8%) и минимального числа инфицированных (2%) семян удалось достичь при использовании комбинации стерилизующих растворов, а именно при последовательном выдерживании семян в 70%-ном этаноле в течение 1 мин. и 0,02%-ном растворе нитрата серебра в течение 20 мин.
Для проращивания семян in vitro использовали агаровую безгормональную среду, содержащую минеральные соли по прописи Мура-сиге и Скуга (MSO), а также питательную среду MS, дополненную регуляторами роста — БАП или кинетином — в концентрациях по 3,0 мг/л. При добавлении в среду цитокининов ги-покотиль утолщался, увеличивалась длина побега, число листьев и их размеры.
Проростки, культивируемые на питательной среде, дополненной регуляторами роста, использовали в дальнейшем для микроразмножения. Проростки трехнедельного возраста делили на верхушечную часть, семядольный узел, гипокотиль и корешок, которые культивировали в течение 30 дней на модифицированной среде, содержащей 0,5 мг/л БАП.
Перспективными для микроразмножения оказались гипокотиль и семядольный узел. Для изучения способности этих эксплантов к побегообразованию были испытаны питательные среды MS, содержащие различные комбинации и концентрации физиологически активных веществ, таких как БАП, кинетин, ИУК, НУК.
Данные таблицы свидетельствуют, что пролиферация побегов на эксплантах гипоко-тиля и семядольного узла наиболее активно
ВЕСТНИК ОГУ №6/ИЮНЬ2009 143
Таблица 1. Зависимость органогенеза Rhaponticum carthamoides in vitro от типа экспланта и концентрации регуляторов роста
Эксплант Регуляторы роста Среднее число побегов на эксплант, шт. Средняя длина побега, мм Число листьев, шт.
БАП 0,1 + ИУК 0,05 4,2 29,1 8,2
БАП 0,2 + ИУК 0,1 6,1 73,0 25,3
Гипокотиль БАП 0,3 + ИУК 0,1 5,4 53,1 17,4
БАП 0,5 + ИУК 0,2 7,6 85,5 26,3
БАП 1,0 + ИУК 0,2 3,0 23,0 11,0
БАП 3,0 + ИУК 0,2 3,7 18,5 4,0
БАП 0,1 + ИУК 0,05 3,7 24,7 7,9
БАП 0,2 + ИУК 0,1 5,3 40,3 13,7
Семядольный БАП 0,3 + ИУК 0,1 4,9 41,0 10,1
узел БАП 0,5 + ИУК 0,2 6,9 63,4 24,3
БАП 1,0 + ИУК 0,2 4,6 19,5 9,9
БАП 3,0 + ИУК 0,2 2,8 9,7 2,5
происходила на питательных средах в сочетании БАП (0,5 мг/л) + ИУК (0,2 мг/л) и БАП (0,2 мг/л) + ИУК (0,1 мг/л). Коэффициент размножения при использовании в качестве экспланта гипокотиля составлял 1:15, семядольного узла - 1:12. Культивирование данных эк-сплантов на среде с кинетином стимулировало образование пазушных побегов по всей длине побегов, тогда как БАП вызывал заложение большого числа побегов на экспланте. Одновременно с пролиферацией побегов Rhaponticum carthamoides на гипокотиле и семядольном узле на среде, содержащей БАП (0,5 мг/л) + ИУК (0,2 мг/л), происходила элонгация микропобегов.
Результаты по укоренению размноженных побегов Rhaponticum carthamoides in vitro свидетельствуют об успешности использования питательных сред, содержащих ИМК + НУК по 0,2 мг/л, ИМК 0,5 мг/л для корнеобразования.
Растения-регенеранты, корни которых достигали длины 10-15 мм, высаживали в почвенный субстрат, состоящий из дерновой земли и песка в соотношении 2 : 1. Приживаемость растений составляла 60-70%.
Проведенное изучение условий культивирования рапонтика сафлоровидного Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin in vitro показало возможность эффективного применения метода культуры тканей для его размножения. В качестве эксплантов для размножения в культуре тканей рекомендуется использовать части проростков. Коэффициент размножения побегов на один эксплант за месяц культивирования составлял 12-15. Оптимальными для микроразмножения являются питательные среды, содержащие БАП (0,5 мг/л) + ИУК (0,2 мг/ л) и БАП (0,2 мг/л) + ИУК (0,1 мг/л), для укоренения побегов - ИМК + НУК в концентрации по 0,2 мг/л и ИМК - 0,5 мг/л.
Список использованной литературы:
1. Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. М., 1964.
2. Вересковский В.В., Чекалинская И.И., Пашина Г.В. Динамика содержания экдистерона у видов рода Rhaponticum//Раст. ресурсы. 1983. Т. 19, вып. 1. С. 60-65.
3. Катаева Н. В., Бутенко Р. Г. Клональное микроразмножение растений. М., 1983.
4. Красная книга СССР. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений. - Т. 2. - М.: Лесная промышленность, 1984.
5. Куракина И.О., Булаев В.М. Экдистен — тонизирующее средство в таблетках по 0,005 г // Новые лекарственные препараты. М., 1990. Вып. 6. С. 16-18.
6. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейство Asteraceae. СПб., 1993.
7. Murashige Т., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures // Physiol. Plant. 1962. Vol. 15, N 13. P. 473-497.
144 ВЕСТНИК ОГУ №6/ИЮНЬ'2009
