CC BY
22
Сп и сок литературы
Буторина А.К., Дерюжкин Р.И., Мурая Л.С. и др. Цитологические особенности гетерозисной лиственницы // Лесоведение. 1987. №4. С.82-86.
Буторина А.К., Богданова Е.В. Адаптивное значение и возможное происхождение В-хромосом у ели колючей //Цитология. 2001. Т.43, №8. С.809 814.
Григорьевская А.Я., Попова О.С Интродукция и акклиматизация древсс-но-кустарниковых пород в юроде Воронеже // Антропогенное влияние на флору и растительность: Материалы II науч.-практ. регион, конф. Липецк. 2007. С. 160-165.
Владимирова ОС. Добавочные хромосомы хвойных (на примере представителей рода Picea A. Dietr.): Авгореф. дис. ... канд. биол. наук / Ин-т леса им.
B.I I. Сукачева СО РАН. Красноярск, 2002. 23 с.
Владимирова О.С., Муратова Е.Н. Кариологические особенности ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) в условиях антропогенного загрязнения г. Красноярска И Экологическая генетика. 2005. Т. III, № I. С. 18 23.
Круклис М.В. Кариологические особенности Picea obovata Я Лесоведение. 1971. №2. С.76-84.
Муратова Е.Н. Кариотииы кедровых сосен // Цитология. 1978. Т.20. №8.
C.972-976.
Рубцов Н.Б., Бородин ILM. Эволюция хромосом: от А до В и обратно // Природа. 2002. №3. С.59-66.
Топильская Л.А., Лучникова С.В.. Чувашина ПЛ. Методика приготовления ацетогематоксилиновых препаратов // Цитологические исследования плодовых и ягодных культур. Мичуринск. 1976. С.58-60.
Jam Не па A/.. Ruiz Rejón С.. Ruiz Rejón А/ A molecular analysis of the Crepis capillaries В chromosome //J. Cell Sci. 1994. Vol.107. P.703 708. '
Sharbel T.F., Green D.M., Houben A. B-chromosome origin in the endemic New Zealand frog Leiopelma hochstetteri through sex chromosome devolution // Genome 1998. Vol.41. P. 14 22.
Sivolapov A.I., Blagodarova J.A. Different levels of mixoploidy in hybrid poplars // Cytogenetic studies of forest trees and shrub species. Zagreb: Hrvatske Sume: Sumarski fakultet SveuCiliSta, 1997. P. 311 316.
УДК 581.143.6
СОХРАНЕНИЕ И УСКОРЕННОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ ПИОНА УКЛОНЯЮЩЕГОСЯ МЕТОДОМ ОМБРИОКУЛЬТУРЫ
А.А. Чарппови
Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, 450080, г. Уфа, ул. Полярная, 8; e-mail: zaripoxa.aLa mail.ru
11ион уклоняющийся, Paeonia anómala L. (сем. Paconiaceae) редкое лекарственное растение, находящееся под угрозой исчезновения, численность особей которого уменьшилась до критического уровня (Мулдашея и
ЛР„ $98; Красная книга 2001: Муддашев и др.. 2004}. Лимитирующими факторами являются рубки леса, выпас скота в лесах и лугах, выкапывание корпевши а также длительное прорастание семян.
Возобновление вида в природных условиях и размножение в ингро-дукционнрй кулыуре затруднено в связи с медленным прорастанием семян (2-3 года). Семена f1. апотаЫ имеют недоразвитый зародыш, который отличается очень низким содержанием физиологически активных веществ и слабой активностью ферментов (Цннгер* 1931; Валишнна, Цингер, 1952; Поп нов и др., 198 t). Кроме того, у I\ anómala ааблю дается продолжительный i ¡регенеративный период развития особей (Николаева, I9S2; Иг натье-ва, 1995), связанный с морфофизиологичесаим глубоким эпикой ильным
типом покоя (Николаева и др., 1985 h
С целью сохранения и воспроизводства генофонда редких и исчезают и * йцдов растений перед нами была поставлена задача разработать технологию ускоренного размножения Р. ünomala с использованием метода э мор и о культуры.
М аз е ри ил н Met од и к а
Материалом для работы служили семена Р. anómala, собранные с растений, произрастающих в Татыитлинском районе Республики Башкортостан . Эксплап ] ам и я В ля; 1 ис ь и зол ирок ан ные зарод*ь п и и з рел ы х се мя н, ко -
торые пе вступили в период покоя.
Пригото bj i ен и е и стер ил и зацию п и тате; ¡ ь н ьт ч с ред для кул ьТ1 i в 1фО аа-нин тканей и органов V. anómala проводит» согласно предложенным рекомендациям (Бутснка, 1%4; Калинин и др., 1980),
Перед извлечением зародышей проводили стерилизацию семян по следующей схеме: семена отмывали а мыльном растворе в течение 15 мин, затем промывали проточной водой в течение 10 мин, ополаскивали дистиллированной во дойн далее в л амин ар-боксе кыдерживали в 70%-ном зта-ноле ь течение 1 мии; в 3%-ном pací норе перекиси водорода в течение 5 мин, в 0.1%-пом pac í ворс днацида и течение 20 мин, промывали дистиллированной водой 3 раза по 15 мин.
Зародышей нычленяли на семян в асептических условиях йаминар-оокса на поверхности стерильной бумаги. Ii дол ь семени ближе к халазаль-ному концу делали небольшой надрез семенной кожуры и окружающих зародыш тканей (эндосперм) при помопти ланцета. Зятем зародыш извлекали и немедленно помещали в пробирки с питательной средой но избежание подсыхания Зародышей выделяли осторожно. птобы не повредить их, ¡ак как незначительные повреждения отрицательно сказывались на их развитии в культуре in vi тго. В течение первых трех-четь грех недель прооиркм с зародышами находились в темноте, при 26СС и относительной платности
воздуха 70%. После образования первичного корешка длиной 2-3 см проростки выставляли на светоплощадку с люминесцентными лампами 3000 л к и температурой 26°С.
Для изучения влияния различных добавок на рост и развитие изолированных зародышей Р. anómala использовали срсды Уайта, Хеллера и Мурасиге-Скуга с сахарозой, глюкозой и различными добавками стимулирующих рост веществ: индолилуксусной кислотой (ИУК), индол ил масляной кислотой (ИМК), а-наф гилуксусной кислотой (МУК), 6-бензил-аминопурина (БАП), кокосового молока, дрожжевого экс факта, гидроли-зата казеина. Содержание в питательной среде сахарозы составляло 2%, агара - 0.6%, рН питательной среды 5,6-5,8.
Результаты и их обсуждение
В наших опытах все вышеперечисленные добавки приводили чаще всего к аномальному развитию зародыша. Наибольшая тератология наблюдалась на средах с ауксинами и дрожжевым экстрактом. При этом корневая система покрывалась каллусной тканью, чрезмерно разрастался ги-покотиль, семядоли и почка также очень часто образовывали каллусную гкань. Добавление в питательную среду сахарозы приводило к более интенсивному росту но сравнению с использованием глюкозы. К тому же экономически выгоднее использование сахарозы. Нормальное развитие зародышей наблюдали на простой минерально-сахарозной среде Хеллера и с половинной {Vi) концентрацией минеральных солей среды Мурасигс и Скуга. Последующую работу проводили с использованием Уг состава минеральной среды Мурасигс и Скуга.
Нами были проведены исследования по влиянию глубины погружения зародышей Р. anómala в питательную среду. Опыты показали, что при помещении зародышей на глубину 0,4-0,5 см от поверхности среды они гибнут через два пассажа, т.е. через 42-45 дней. Если зародыши помещали на поверхности среды, они засыхали. Оптимальное положение зародыша это частичное погружение в питательную среду на 0,1 0.2 см. Полученные нами результаты согласуются с данными Т.Б. Батыгиной и Р.Г. Бутенко (1980).
Зародыши группировали по размерам: от 0,3 до 0,4 мм и от 0,5 до 0,6 мм. Жизнеспособность зародышей зависела от их размера при инокуляции (табл. 1). Хорошо сформированные растения были получены из зародышей размером от 0,5 до 0,6 мм. Присутствие в питательной среде Му-расиге и Скуга фитогормонов не являлось обязательным условием формирования растений из зародышей (табл. 2). Тем не менее среда с низкими концентрациями цитокинина и ауксина также способствовала развитию зародыша.
Таблица I. Влияние размера экенланта на жизнеспособность заролмшей Paeonia anómala L..
№ н/п Размер зародыша, мм Жизнеспособные.% 11ежизнеспособные,%
1 0,3 0,4 40 ± 3,2 60 ¿4,7
2 0,5-0,6 80 ± 6,7 20 ± 1,2
11ормальнос развитие изолированных зародышей Р. anómala наблюдали на среде Мурасиге и Скуга (МС) с половинной концентрацией минеральных солей без гормонов. На 5-7-е сутки после вычленения зародыша раздвигались семядоли; на 12-14-е с утки появлялся корешок; на 25-30-е сутки корешок достигал 1,5-2,0 см длины, семядоли увеличивались. После переноса пророегков в условия фотопериода через месяц начиналось позеленение семядолей. Через 40 суток появлялась почка, корешок достигал 3-5 см длины.
Таблица 2. Влияние регуляторов роста на развитие зародышей Paeonia anómala Г.. в культуре in vitro
.4° п/п Концентрация, мг/л ........ —' Развитие проростка
ауксинов БАП
1 0 0 +
2 ИМК 0,01 0.1 , 1 т
0,01 0,3
0,01 0,5 -
3 ИУК 0.01 0,01 0,1 0,3 Л-
0,01 0,5 -
4 МУК 0,01 0,01 0.01 0,1 0,3 0,5 ±
Примечание: «+» - активное развитие, «±» слабое развитие, «-» - деформированный проросток (различные нарушения в развитии).
В культуре изолированных зародышей Р. anómala мы получали интенсивное развитие зародышей, активный poci их корневой системы, ги-покотиля и семядолей, но верхушечная почка проростка, при принятых условиях выращивания (температу ра 26°С), оставалась в состоянии покоя.
Для выведения из покоя верхушечной почки пророегков нами использовано влияние пониженных температур и i ибберелловой кислоты. При воздействии низкими положительными температурами (5-6°С) и добавлении в питательную среду ¡ибберелловой кислоты в концентрации 1,0 мг/л первый лист появился через один месяц культивирования in vitro (рис. 1), в то время как контрольные растения имели лишь семядоли.
Полученные растения переводили r условия ex viíro. Пересалка растений из стерильной питательной срсды в условия теплицы сопровождалась переживанием ими стрессовых состояний. связанных с изменением влажности воздуха и средой культивирования, а также из-за слабого развития корневых волосков.
Для переноса растений из пробирок в условия ex viíro использовали четыре варианта питательных субстратов, состоящих из вермикулита, дерновой почвы, песка и торфа. В табл. 3 приведены составы почвенных смесей и результаты приживаемосги растений Р. anómala при культивировании их в различных почвенных субстратах. Культивирование растений в почвенных субстратах XV 2 и № 3 приводило к гибели большей их части. По-видимому, это связано с плохой аэрацией почвенных смесей. Наиболее благоприятным для роста регенеран-тов Р. anómala оказался субстрат из дерновой почвы и вермикулита в соотношении 1:1 (92%), а также из вермикулита (86%). Известно, что слабая аэрация корней становится основной причиной плохою роста растения, недостаток кислорода тормозит дыхание, отрицательно влияет на усвоение минеральных элементов, фотосинтез и снижает продукционные процессы (Сабинин, 1963).
Таблица 3. Приживаемость растений Paeonia anómala L. в питательных субстратах
Номер субстрата Состав субстратов (соотношение компонентов) Приживаемость растений, %
1 Вермикулит 86
2 Дерновая почва, песок (1:1) 21
3 Дерновая почва, песок, торф (1:1:1) X
4 Дерновая почва, вермикулит (1:1) 92
Таким образом, на этапе переноса растений из стерильных условий в нестерильные удалось подобрать питательные субстраты, которые позволили достичь высокий процент их приживаемости (рис. 2).
Для дорашивания растения помещали в емкости с субстратом и переносили в камеру с повышенной влажност ью воздуха (85-90%). Создание оптимального водно-воздушного режима является определяющим фактором благоприятного прохождения адаптации растений.
i
Щ
ШР'
Рис. 1. Развитие Paeonia anómala L. на питательной срелс Уз МС, содержащей гиббере.'шовую кислоту r концентрации 1.0 мг/л, в условиях низких положительных температур
Рис. 2.11сревод растений Paeonia anómala L.b условия ex vitro
Адаптированные к почвенным условиям растения были готовы к высадке в открытый грунт при температуре 6-8°С. Высаживали в открытый грунт растения, временно закрывая политгиленовой пленкой (первую неделю) и притеняли акриловой тканью, в начале мая, когда температура почвы достигла 8°С.
Через месяц акриловую ткань убирали, и дальнейший рост растений продолжался в обычных условиях открытого грунта. При этом необходимо тщательно следить за влажностью почвы, особенно первые две недели. При такой технологии приживаемость растений в открытом грунте составляет 92%. Успешную адаптацию растений мы объясняем созданием оптимальных условий водного и светового режимов, подбором благоприятного температурного режима.
Таким образом, разработанная технология включает асептическое вычленение зародыша, выращивание его на питательной среде Мурасиге и Скуга с половинной концентрацией минеральных солей, выведение из покоя верхушечной почки проростка с применением низких положительных температур и гибберелловой кислоты, а также перевод и выращивание растений в условиях ex vitro. Использование метода эмбриокультуры сокращает период прорастания и развития зародышей, что позволяет получить растения Р. anómala через 1,5-2 месяца после вычленения и культивирования зародышей на искусственной питательной среде вместо 1-2 и более лет при традиционном посеве семян в грунт.
Список литературы
Ь'атыгина Т.Б., Бутенко Р.Г. Морфогенетичсские потенции зародыша покрытосеменных растений (на примере представителей рода Poeonia. сем. Paeoniaceae) // Нот. журн. 1981. I.66. 11. С. 1531 -1547.
Бутенко Р.Г. Культура изолированных тканей и физиология морфогенеза растений. М.. 1964. 272 с.
Валишина ВН.. Цингер Н.В Зависимость прорастания семян аконита от размеров зародыша // Бюл. ГБС. 1952. Вып. 13. С.45-47.
Игнатьева И.П. Онтогенетический морфогенез вегетативных органов пиона уклоняющегося (Paeonia anómala Ь.)//Изв.ТСХА. 1995. Вып.4. С. 108—134.
Каитин В.Ф., Сарнацкая В В., Пол и щук В. Р.. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений. М., 1980. 188 с.
Красная книга Республики Башкортостан. Г. I Редкие и исчезающие вилы высших сосудистых растений / Под ред. Н.В. Кучерова. Уфа, 2001. 280 с.
Мулдашев A.A., Кучеров Е.В., Галеева А.Х. Об охране и рациональном использовании флоры и растительности в северной зоне Башкортостана// Вопросы рационального использования и охраны растений в республике Башкортосган. Уфа. 1998. С.5-18.
Мулдашев A.A., Галеева А.Х., Маслова Н.В. Проблемы охраны пиона уклоняющегося (Paeonia anómala L.) в Республике Башкортостан // Проблемы сохранения биоразнообразия на Южном Урале. Уфа, 2004. С. 170-171.
Николаева М.Г. Покой семян//Физиология семян. М. 1982. С. 125-183.
Николаева М.Г., Разумова М.В.. Гладкова В Н. Справочник но проращиванию покоящихся семян. Л.. 1985. 347 с.
Попцов A.B., Некрасов В.И., Иванова И.А. Очерки по семеноведению. М.. 1981. 113 с.
Сабинин Д. А. Физиология развит ия растений. .VI.. 1963. 350 с.
Цингер Н В. О причинах медленного прорастания семян пионов// 'Гр. ГБС. 1951. Т.П. С.103-145.
УДК 581.163+ 582.5
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГАМЕТОФИТНОГО АПОМИКСИСА
У НЕКОТОРЫХ ВИДОВ СЕМЕЙСТВА ASTER А СЕ АЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ И ПРИЛЕГАЮЩИХ ОБЛАСТЕЙ
И.С. Кочанона, Н.М. Лнснцкая, A.C. Кашнн
Саратовский государственный университет ми. /-/. Г Чернышевского, ■110012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, e-mail; hashinas@sgu.ru
Степень изученности цветковых растений в отношении распространения у них гаметофитного апомиксиса по-прежнему остаётся недостаточной. Ранее нами это было показано на примере видов семейства Asteraceae
