Способ получения растений - регенерантов in vitro. Регенерант растение

РЕГЕНЕРАНТ - это... Что такое РЕГЕНЕРАНТ?

botanical_dictionary.academic.ru

регенеранты - Справочник химика 21

    Получение растений-регенерантов, устойчивых к абиотическим и биотическим стрессовым факторам методами клеточной инженерии. Засуха. Недостаток воды в почве наносит значительно больший урон растениеводству, чем все остальные стрессовые факторы, вместе взятые. Засуха приводит к возникновению водного дефицита в почве и соответственно в растениях, вызывая у них водный стресс. Хотя термин засуха относится главным образом к почвенному водному стрессу, он включает также воздействие жары на растения. Стресс, вызванный водным дефицитом, может быть первичным в случае засухи, а также вторичным при низкотемпературном, тепловом или солевом стрессах. Стресс, вызванный засухой, ведет к прямым или непрямым повреждениям растений, которые обусловлены инактивацией ферментов, нарушением биохимических путей, накоплением токсических веществ, утечкой ионов, дефицитом питания и другими причинами. [c.144]

    В результате слияния протопластов получение растений-регенерантов. При помощи ферментативного гидролиза разрушаются клеточные стенки и образуются раздетые клетки, или протопласты. Они способны к слиянию, и этот процесс называется парасексуальной гибридизацией растительных клеток. Индуктором слияния является полиэтиленгликоль, а образованные гибриды обрабатываются сильным щелочным раствором или диметилсульфоксидом. Техника слияния напоминает образование гибридов животными клетками, однако имеется существенное отличие. Слияние животных клеток позволяет получить только лишь новую клетку, а слияние протопластов является основой получения нового гибридного растения. Парасексуальная гибридизация посредством слияния протопластов дает возможность скрещивать филогенетически отдаленные виды растений, которые невозможно скрестить обычным половым путем, а также комбинировать родительские гены растений в различных вариантах (рис. 31.3). [c.497]

    Следует отметить, что у всех каллусных тканей в процессе культивирования, у некоторых культур уже начиная с 4-го пассажа, заметно снижается, а затем и полностью утрачивается способность к регенерации. Из старых пересадочных культур получить растения-регенеранты не удается. [c.90]

    Таким образом, первые успехи в клональном микроразмножении связаны с культивированием апикальных меристем травянистых растений на соответствующих питательных средах, обеспечивающих в конечном итоге получение растений-регенерантов. [c.107]

    Из перечисленных выше приемов клеточной селекции прямая селекция является наиболее распространенным методом и используется главным образом для выделения растений-регенерантов, устойчивых, например, к гербицидам, антибиотикам, токсинам, тяжелым металлам, солям и другим антиметаболитам. [c.142]

    В процессе культивирования изолированные протопласты регенерируют новую клеточную стенку и превращаются в клетки, способные делиться и давать начало образованию каллусной ткани. На формирование колоний протопластами влияет состав питательной среды. Дальнейшая задача — получение из каллусной ткани растений-регенерантов. [c.155]

    Для отбора клеток, устойчивых к неблагоприятным или стрессовым факторам, наиболее часто применяют прямую селекцию. После выбора нужной популяции необходимо проверить стабильность устойчивости к неблагопрргятному фактору. Это длительный процесс, включающий многочисленные циклы выращивания и пересадки клеток на среды, содержащие селективный фактор или без него. Из стабильных клонов необходимо попытаться регенерировать растения. Получение растений-регенерантов, а также гибридологический анализ подтверждают генетическую природу при- [c.187]

    Третий способ — микрочеренкование побега, сохраняющего апикальное доминирование. Растения-регенеранты, полученные любым другим способом, можно черенковать в стерильных условиях, высаживать на свежую питательную среду, укоренять и адаптировать к полевым условиям либо снова подвергать микрочеренкованию для того, чтобы увеличить количество посадочного материала. [c.196]

    Чем больше размер экспланта, тем легче идет морфогенез, в результате которого получается целое растение, но тем больше вероятность присутствия вирусов в экспланте. У многих видов и сортов растений зона, свободная от вирусных частиц, различна. Так, при клонировании апикальной меристемы картофеля размером 0,2 мм (конус нарастания с одним листовым зачатком) 70 % полученных растений были свободны от У-вируса картофеля, но только 10 % — от Х-вируса. В некоторых случаях не удается найти оптимальное соотношение между размером меристематического экспланта и морфогенезом в нем, и при этом избавиться от вирусной инфекцрш. Приходится дополнять метод культуры меристем термо- или(и) хемитерапией. Так, предварительная термотерапия исходных растений позволяет получать свободные от вирусов растения-регенеранты из меристемных эксплантов размером от 0,3 мм до 0,8 мм. Вместе с тем этот прием может вызвать отставание растений в росте, деформацию органов, увеличение латентных (скрытых) инфекций. [c.199]

    Хотя растительные клетки и ткани принадлежат к более дифференцированным организмам в сравнении, например, с бактериями, тем не менее они способны культивироваться в форме неорганизованной клеточной массы (каллус). Каллусную ткань можно "заставить" формировать зародышеподобные структуры, почки, побеги, а на их основе — растения-регенеранты. Все это происходит благодаря тотипотентности растительных клеток (от лат. 1оШз — все, целый, ро1еп11а — сила, потенция). Понятие "тотипотентность" является клеточной характеристикой в нем отражен потенциал клетки воспроизводить все типы клеток, присущих взрослому организму. Другими словами клетка обладает способностью воспроизводить целый организм. [c.490]

    Ес-ли в качестве биообъекта применяют изолированный зародыш, меристему верхушечных или пазушных почек, то есть интег-рированн то систему, то все получаемые растения-регенеранты буд т полностью соответствовать исходному растению, из которого была взята какая-. ибо интегрированная система из числа вышеназванных. Этим добиваются клонирования интерес тощих нас растений (рис. 140). [c.490]

    В связи с миксоплоидной природой тканей большинства видов растений в культуре in vitro представляет интерес вопрос о плоидности возникающих в культуре растений-регенерантов. [c.120]

    В связи с возможностью получения полиплоидных растений при введении в изолированную культуру ткани диплоидов японский исследователь Мурасиге [48] предложил использовать данный метод для полу-чёния полиплоидов у табака. В нашей лаборатории изучение растений-регенерантов, возникших из одного штамма каллусной ткани . apilla— ris, показало, что часть их является диплоидами, часть три- и тетраплоидами. Некоторые растения оказались химерными по плоидности, [c.120]

    Японские исследователи Наката и Танака получили образование каллусной ткани, эмбриоидов и растений-регенерантов при культивировании пыльников табака [62, 63]. Образовавшиеся растения оказались гаплоидными. Гаплоидные растения были получены при культивировании пыльников риса [ 64, 65 ]. [c.121]

    Рассмотрены литературные и собственные экспериментальные данные по поведению миксоплоидных популяций тканей растений в культуре in vitro, изучению влишия различных факторов на плоидность первичных каллусных тканей и пассируемых культур, плоидности образующихся растений-регенерантов, возможности получения гаплоидных и триплоидных растений в изолированной культуре. [c.274]

    Этапы и методы клонального мнкроразмножения растений. Процесс клонального микроразмножения можно разделить на четыре этапа 1) выбор растения-донора, изолирование эксплантов и получение хорошо растущей стерильной культуры 2) собственно микроразмножение, когда достигается получение максимального количества мериклонов 3) укоренение размноженных побегов с последующей адаптацией их к почвенным условиям, а при необходимости депонирование растений-регенерантов при пониженной температуре (+ 2°, + 10 С) 4) выращивание растений в условиях теплицы и подготовка их к реализации или посадке в поле (рис. 3.8). [c.108]

    Однако, несмотря на некоторые недостатки, данный метод имеет положительные стороны и преимущества. Во-первых, он является эффективным и экономически выгодным, так как в процессе размножения из каждой индивидуальной каллусной клетки при благоприятных условиях культивирования может сформироваться адвентивная почка, дающая начало новому растению. Во-вторых, в ряде случаев он является единственно возможным способом размножения растений в культуре тканей. В-третьих, представляет большой интерес для селекционеров, так как растения, полученные данным методом, различаются генетически и морфофизиологически. Это дает возможность селекционерам проводить отбор растений по хозяйственно-важным признакам и оценивать их поведение в полевых условиях. Этот метод целесообразно применять лишь к тем растениям, для которых показана генетическая стабильность каллусной ткани, а вариабельность между растениями-регенерантами не превышает уровня естественной изменчивости. К таким растениям можно отнести амариллис, томаты, спаржу, некоторые древесные породы и другие культуры. Через каллусную культуру были размножены сахарная свекла, некоторые представители рода Brassi a, кукуруза, рис, пшеница и другие злаковые, подсолнечник, лен, разработаны условия, способствующие регенерации растений из каллуса огурца, картофеля, томатов. [c.115]

    Структурной основой используемого на практике явления служит специфика строения точки роста растений дистальная ее часть, представленная апикальной меристемой, у разных растений имеет средний диаметр до 200 мкм и высоту от 20 до 150 мкм. В более нижних слоях дифференцирующиеся клетки меристемы образуют прокамбий, дающий начало пучкам проводящей системы. Известно, что успех клонального микроразмножения зависит от размера меристематического экспланта, чем больше листовых зачатков и тканей стебля, тем легче идет процесс морфогенеза, заканчивающийся получением целого, нормального пробирочного растения. Вместе с тем зона, свободная от вирусных частиц, очень различна для разных вирусов. Это зависит также от вида и сорта растения. В колеоптиле злаков, например, размеры участка верхушки, не содержащей сосуды, могут достигать до 250 мкм. Такая особенность строения апикальной меристемы исключает проникновение в нее вируса путем быстрого транспортирования по проводящей системе, но допускает возможность медленного распространения через плазмодезмы, соединяющие меристематические клетки. При культивировании апикальной меристемы картофеля величиной 200 мкм на питательной среде и дальнейшее получение из нее растений-регенерантов показали, что среди полученных растений только 10% были свободны от Х-вируса, но 70% — от Y-вируса. [c.116]

    Путем прямой селекции in vitro отобраны клеточные линии петунии, устойчивые к ртути, сорго — к алюминию, моркови — к алюминию и марганцу одновременно суспензионные клеточные культуры дурмана—к кадмию. На кафедре сельскохозяйственной биотехнологии МСХА также проводились работы по получению клеточных линий и растений-регенерантов льна-долгунца, устойчивых к соли нитрата кадмия и изучалось действие этой соли на интактные растения. Экспериментально показано, что присутствие ионов кадмия в почве приводит к торможению роста стеблевой и корневой частей растения, к сокращению на 7—9 дней онтогенетических фаз развития, следующих за фазой елочки по сравнению с контролем, культурные виды накапливают ионы кадмия в вегетативной массе, в то время как дикие — нет. Мезо- и ультраструктурный анализ стеблей льна-долгунца показал, что присутствие кадмия в субстрате приводило к уменьшению количества клеток элементарных волоконец в пучке, к некомпактному расположению клеток элементарных волоконец в лубяных пучках, а также к формированию клеток элементарных волоконец неодинаковых размеров в пределах одного пучка и к различным срокам формирования вторичной клеточной стенки. В результате клеточной селекции были получены растения-регенеранты, обладающие устойчивостью к соли кадмия (Гончарук Е.А., 2000). [c.148]

    Продолжительность термотерапии всецело зависит от состава вирусов и их термостойкости. Если, например, для гвоздики достаточно 10—12-недельного воздействия теплом, то для освобождения хризантемы от Б-вируса этот период длится 12 и более недель. Однако существуют растения, например луковичные культуры, цимбидиум, розы и другие, рост которых угнетается в результате длительной термотерапии in vivo. Для таких растений целесообразно проводить термотерапию растений-регенерантов in vitro. [c.117]

    Помимо положительного действия термотерапии на освобождение растений от вирусов, выявлен положительный эффект высоких температур на точку роста и процессы морфогенеза некоторых цветочных культур (гвоздики, хризантемы, фрезии) в условиях in vitro. Применение термотерапии позволяет увеличить коэффициент размножения на 50—60 %, повысить адаптацию пробирочных растений-регенерантов к почвенным условиям, а также получить более высокий процент безвирусных маточных растений. [c.117]

    Применение термотерапии в сочетании с меристемной культурой позволяет оздоровить более 70 % растений-регенерантов хмеля от вирусного хлороза, 90 % растений земляники, 25 % — черной и красной смородины, 50 % — малины, более 80 % — картофеля. Проверку растений на наличие вирусов, как правило, проводят с помощью иммуноферментного анализа, электронной микроскопии и травянистых растений-индикаторов. Другой способ, применяемый для освобождения растений от вирусов,— хемотерапия. Он заключается в добавлении в питательную среду, [c.117]

    II э т а п — собственно микроразмножение. На этом этапе необходимо добиться получения максимального количества мериклонов, учитывая при этом, что с увеличением субкультивирований увеличивается число растений-регенерантов с ненормальной морфологией и возможно образование растений-мутантов. Как и на первом этапе, используют питательную среду по рецепту Мурасига и Скуга, содержащую различные биологически активные вещества, а также регуляторы роста. Основную роль при подборе оптимальных условий культивирования эксплантов играют соотношение и концентрация внесенных в питательную среду цитокининов и ауксинов. Из цитокининов наиболее часто используют БАП в концентрациях от I до 10 мг/л, а из ауксинов — ИУК и НУК в концентрациях до 0,5 мг/л. При долгом культивировании растительных тканей на питательных средах с повышенным содержанием цитокининов (5—10 мг/л) происходит постепенное накопление их в тканях выше необходимого физиологического уровня, что приводит к появлению токсического действия и формированию растений с измененной морфологией. Вместе с тем возможно наблюдать такие нежелательные для клонального микроразмножения эффекты, как подавление пролиферации пазушных меристем, образование витрифицированных (оводненных) побегов и уменьшение способности растений к укоренению. Отрицательное действие цитокининов возможно преодолеть, по данным Н.В. Катавой и Р.Г. Бутенко, используя питательные среды с минимальной концентрацией цитокининов, обеспечивающих стабильный коэффициент микроразмножения, или чередованием циклов культивирования на средах с низким и высоким уровнем фитогормонов. [c.119]

    Пересадка растений-регенерантов в субстрат является ответственным этапом, завершающим процесс клонального микроразмножения. Наиболее благоприятное время для пересадки пробирочных растений — весна или начало лета. Растения с двумя-тремя листьями и хорошо развитой корневой системой осторожно вынимают из колб или пробирок пинцетом с длинными концами или специальным крючком. Корни отмывают от остатков агара и высаживают в почвенный субстрат, предварительно простерилизованный при 85—90 С в течение 1—2 ч. Для большинства растений в качестве субстратов используют торф, песок (3 1) торф, дерновую почву, перлит (1 1 1) торф, песок, перлит (1 1 1). Исключение составляют семейство орхидных, для которых готовят субстрат, состоящий из сфагнового мха, смеси торфа, листьев бука или дуба, сосновой коры (1 1 1). Приготовленным заранее почвенным субстратом заполняют пикировочные ящики или торфяные горшочки, в которых выращивают растения-регенеранты. Горшочки с растениями помещают в теплицы с регулируемым температурным режимом (20— 22 С), освещенностью не более 5 тыс. лк и влажностью 65—90 %. Для лучшего роста растений создают условия искусственного тумана. В тех случаях, когда нет возможности создать такие условия,горшочки с растениями накрывают стеклянными банками или полиэтиленовыми пакетами, которые постепенно открывают до полной адаптации растений. [c.120]

    Культура изолированных зародышей как вспомогательный метод при отдаленной гибридизации применяется не только для преодоления постгамной несовместимости, но также с целью микроразмножения ценных гибридов. В этом случае микроразмножение идет путем каллусогенеза, индукции морфогенеза и получения растений-регенерантов из каллусной ткани. Техника клонирования незрелых зародышей позволяет размножать ценные генотипы растений на ранних стадиях жизненного цикла. Еще одна возможность применения культуры зародышей — использование ее в клеточной селекции. [c.134]

    Кроме сомаклональной вариабельности, связанной с наследуемыми перестройками генома, отмечены фенотипические изменения ( эпигенетические ), которые могут стабильно передаваться дочерним клеткам, но не проявляться в растениях-регенерантах или их половом потомстве (рис. 3.15). [c.140]

    Высокая степень разнообразия сомаклонов зависит от исходного генотипа, природы и стадии развития экспланта. Например, у различных злаков степень изменчивости среди сомаклонов может значительно различаться у пшеницы (2и = 6х = 42) из 192 исследованных растений-регенерантов 29 % были анеуплоидами, у гексаплоидного овса (2и = 6х = 42) выявлены цитогенетические изменения с такой же частотой, а для куку- [c.140]

    Условия культивирования и, в частности, нарушение гормонального баланса питательной среды — одна из причин возникновения генетического разнообразия культивируемых клеток вследствие нарушения клеточного цикла, в частности митоза. От соотношения фитогормонов, входящих в состав питательных сред, во многом зависит цитогенетическая структура клеточных популяций. Однако морфологическая и цитогенетическая разнокачественность клеточных популяций может возникнуть и вследствие влияния отдельных компонентов питательной среды некоторых минеральных солей, сахарозы или другого источника углеродного питания, витаминов, растительных экстрактов, а также от режима выращивания. Длительное культивирование клеток in vitro также способствует повышению генетического разнообразия сомаклонов. Причем для некоторых видов показано, что, несмотря на присутствие в культуре клеток разной плоидности, регенерировавшие растения были преимущественно диплоидными. Это явление было объяснено тем, что в процессе культивирования отбирались растения-регенеранты с более или менее нормальной морфологией, которые регенерировали, как правило, в первую очередь. [c.141]

    Фиторегуляторы занимают особое место в арсенале средств биотехнологии растений, поскольку являются главными инструментами, позволяющими управлять процессами каллусообразования, дифференцировки, роста и развития растений-регенерантов. [c.348]

chem21.info

Способ получения растений - регенерантов in vitro

Использование: биотехнология растений, культивирование тканей и клеток, микроклонирование. Сущность изобретения: растения - регенеранты получают in vitro, при этом для увеличения регенерации в питательные среды для инициации каллуса и формирования регенерантов дополнительно вводят ацетон в количестве 10000 - 20000 мг/л.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к получению регенератов in vitro.

Формула изобретения

www.findpatent.ru

Регенерант - это... Что такое Регенерант?

genetics_dictionary.academic.ru

Травы для регенерации кожи. Улучшение регенерации кожи.

Регенерация кожи, то есть самовосстановление кожного покрова зависит от нескольких факторов.

К этим факторам относится: объем повреждения кожи, характер повреждения,  расположение поврежденного участка кожи, распространенность болезненного процесса, наличие взаимосвязи между повреждением кожи и наличием хронического заболевания (в том числе психосоматической взаимосвязи), методы для улучшения регенерации кожи, временной промежуток и другие. Разберем указанные методы чуть пристальнее.

Объем повреждения кожи.

Большие участки поврежденной кожи требуют больше терпения и внимания. Большие площади поврежденной кожи, при воспалениях, ожогах, становятся угрозой не просто здоровью, но и жизни человека.

Ведь самый большой орган – кожа – является непосредственным участником в обменных, иммунных, сигнальных процессах тела.

Характер повреждения кожи.

Порезы кожи с ровными краями заживают быстрее, чем рваные, травмированные раны, а также быстрее, чем повреждения кожи, вызванные хроническими болезнями.

Расположение поврежденного участка кожи.

Ранки могут по-разному заживать на конечностях, на лице, на теле, на волосистой части головы.  

На скорость репарации, вероятно, влияют: объем воздухообмена, воздействие внешних неблагоприятных факторов, вероятность повторных повреждений, интенсивность локального кожного обмена.

Распространенность болезненного процесса.

Локализованные болезни кожи, скорее всего, поддадутся восстановлению лучше и быстрее, чем распространенные и хронические.

Наличие взаимосвязи между повреждением кожи и наличием хронического заболевания (в том числе психосоматической взаимосвязи).

В случаях, когда повреждения кожи (сыпь, дерматит, трофические язвы, гнойничковые заболевания и другие) вызваны хронической внутренней интоксикацией, то необходимо проводить очищение и разгрузку от токсинов путем улучшения деятельности выделительных систем.

Без этих мероприятий заниматься только внешним видом кожи малоперспективно.

Временной промежуток.

Сроки восстановления кожного покрова могут колебаться в зависимости от внутренних резервов организма, от возраста, от наличия хронической интоксикации, в зависимости от применяемых методов.

Методы для улучшения регенерации кожи.

Химические-синтетические,

Естественные природные,

Травнические.

Химические-синтетические методы для улучшения регенерации кожи.

Эти методы используются широко в современной косметологии, хирургии, пластической хирургии, дерматологии.

Они основаны на использовании химических реагентов (кислот, щелочей, поверхностно-активных веществ, катализаторов) с целью быстрой тканевой активации, либо химических медикаментов (витаминов, гормонов) с целью прекращения воспалительного эффекта.

При этом вещества, использующиеся в этих направлениях,  могут комбинироваться и применяться по очереди в соответствующих программах.

Как правило, эффекты от этих методов быстрые, кратковременные. Однако, они очень подходящие в экстремальных ситуациях, например, как ожоги, кожные аллергии, а также для целей в хирургической практики с целью минимизации шрамов и быстрой регенерации раневой поверхности.

Кратковременными методами не рекомендуется пользоваться в том случае, если необходима длительная разгрузка организма от накопленных токсинов, в связи с тем, что быстрые методы дают мгновенный эффект и этим вводят в заблуждение, создавая иллюзию того, что другой работы над телом проводить не требуется.

Естественные природные методы для улучшения регенерации кожи.

К ним относятся здоровое питание, соответствующее сезонам года, физкультура, здоровый полноценный сон, чувство счастья и удовлетворенности, благодушие, чистая вода, гармоничные отношения с миром, умеренное воздействие солнечным светом, дыхательные гимнастики, принятие себя.

Травнические методы для улучшения регенерации кожи.

Травы с этой целью используются как внутрь ( с целью уменьшения внутренней интоксикации и улучшения функции печени, почек, кишечника), так и наружно с целью местного воздействия на пораженную кожу.

Травы для регенерации кожи используют в виде свежевыжатых соков, в виде настоев, отваров, настоек, мазей, масел.

Широко распространенные травы с известным регенерирующим действием:           тысячелистник (солдатская трава), подорожник, лопух.

Эти растения входят в программы курсов выживания в дикой местности, но также их с успехом можно использовать в бытовых целях.

На дачных участках   многие выращивают календулу, ромашку. Для личных целей доступно собирать липу, лабазник, черноголовку. Эти травы доступно принимать в виде фиточая внутрь и протираний наружно.

Фитопримочки можно сочетать с применением натуральных масок для лица или тела. Такой комплекс способствует питанию кожи, улучшению микроциркуляции, ликвидации застойных явлений.

Фитоумасливание - нанесение на кожу и слизистые оболочки фитоэкстактов на масляных или мазевых основах. Вещества, растворенные в липидной основе хорошо усваиваются липидным слоем кожи и через кровоток попадают в глубокие ткани.

www.opencentre.ru

Получение растений-регенерантов методами клеточной инженерии

Засуха.

Недостаток воды в почве наносит значительно больший урон растениеводству, чем все остальные стрессовые факторы, вместе взятые. Засуха приводит к возникновению водного дефицита в почве и соответственно в растениях, вызывая у них водный стресс. Хотя термин «засуха» относится главным образом к почвенному водному стрессу, он включает также воздействие жары на растения. Стресс, вызванный водным дефицитом, может быть первичным в случае засухи, а также вторичным при низкотемпературном, тепловом или солевом стрессах. Стресс, вызванный засухой, ведет к прямым или непрямым повреждениям растений, которые обусловлены инактивацией ферментов, нарушением биохимических путей, накоплением токсических веществ, утечкой ионов, дефицитом питания и другими причинами.

С целью имитации in vitro стрессового эффекта засухи могут применяться питательные среды, которые дополнены осмотически активными веществами, понижающими внешний водный потенциал. В качестве такого селективного агента, для селекции на устойчивость к засухе были использованы полиэтиленгликоль (ПЭГ), представляющий собой непроникающее в клетку осмотически активное вещество. Первое сообщение о выделении клеточных линий табака, устойчивых к стрессу, индуцированному ПЭГ, появилось в 1979 г. (Heyser, Nabors, 1979). Позже для селекции на засухоустойчивость Р. Брессан с соавт. использовал клеточные линии томата, которые подвергались водному стрессу при культивировании каллусной ткани в присутствии ПЭГ 6000 в концентрации 15 %. В результате опытов были отобраны устойчивые каллусные линии, однако устойчивость быстро терялась при культивировании каллуса на среде без осмотика, что указывает на физиологическую природу адаптации. Тестирование каллусных линий на рост в присутствии ПЭГ предложено для идентификации выносливых к засухе генотипов сои. Анализ роста каллусных тканей десяти сортов сои на средах с0,15, 20 % ПЭГ 8000 свидетельствовал о корреляции засухоустойчивости у растений и толерантности к ПЭГ культивируемых клеток. Для получения адаптированных к водному стрессу клеточных линий также применялись среды, содержащие в качестве осмотика 99—880 мМ маннитол. Как и в предыдущем случае, осмотически адаптированные клетки обладали повышенной выносливостью к солевому стрессу.

Засоление.

Одним из лимитирующих факторов сельскохозяйственной продуктивности является засоление почв. Около 900 млн. га всех земель нашей планеты имеют повышенное содержание солей, а количество засоленных почв с каждым годом возрастает. Особую тревогу вызывает увеличение в почвах содержания солей, которое происходит в результате их искусственного орошения. Решение данной проблемы во многом зависит от разработки рациональных агротехнических приемов, правильной методологии орошения, использования для полива частично или полностью обессоленной воды. С развитием биотехнологии растений потенциально возможным является получение солевыносливых генотипов у важных сельскохозяйственных культур путем селекции на уровне соматических клеток, слияния протопластов или переноса генов при использовании техники рекомбинантных молекул ДНК.

Вредное действие засоления имеет комплексный характер и обусловлено как нарушением осмотического баланса клетки, так и прямым токсическим влиянием ионов натрия, хлора на физиологические и биохимические процессы в клетке. Результатом такого действия может быть уменьшение тургора клетки, ингибирование функции мембран и активности ферментов, подавление фотосинтеза, нехватки отдельных ионов из-за нарушения селективного транспорта ионов, использование значительного количества энергии для поддержания толерантности. Основные типы реакций растений, возникающие в ответ на повышение концентрации солей во внешней среде.

Экспериментальные данные, полученные многими учеными, показывают, что клеточные механизмы выносливости к засолению являются сходными для культивируемых in vitro клеток и целых растений и что селекция на клеточном уровне представляет реальную перспективу получения устойчивых к засолению форм растений.

Большинство селекционных программ направлены на выделение in vitro клеточных линий, толерантных к присутствию в среде для культивирования клеток хлорида натрия. Так, показано, что выращивая гаплоидные каллусные клетки табака на среде с постоянно увеличивающейся концентрацией солей, получены клеточные линии, способные к росту в присутствии 1 % NaCl. M. Наборе с соав. предварительно обработав суспензионную культуру табака мутагеном (0,15 %ЭМС, 60 мин), путем одноступенчатой селекции выделили клеточные линии, устойчивые к 0,5 % NaCl. Отмечено, что выносливость, полученных регенерантов к засолению, проявлялась на уровне целых растений.

На кафедре сельскохозяйственной биотехнологии Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева проводились исследования по получению солеустойчивых растений на примере яровых твердых и мягких пшениц. Первичным эксплантом служили как изолированные незрелые зародыши, так и гаплоиды. Клеточную селекцию проводили на каллусной ткани, культивируемой на питательной среде, содержащей 0,3 %NaCI или Na2SO4 в течение 5—6 пассажей. В результате исследований были получены устойчивые клеточные линии, а также растения-регенеранты. Тестирование на солеустойчивость первого семенного поколения растении-регенерантов методом регистрации замедленной флоуроесценции показало, что фотосинтетический аппарат некоторых растении-регенерантов по устойчивости к засолению превосходит исходный сорт (Никифорова И. Д., 1993, 1994).

Солевыносливость растений удается также повысить в результате селекции к одному фактору засоления осмотическому стрессу. Например, клетки томата, адаптированные к водному стрессу, индуцированному полиэтиленгликолем, обладали повышенной устойчивостью к NaС1. Повышенная толерантность к соли обнаружена у клеточных линий моркови, отобранных на среде, содержащей в качестве осмотика маннитол в высокой концентрации (99—870 мМ). Из этих результатов следует, что адаптация клеток к осмотическому стрессу применима для отбора солевыносливых вариантов, а исследования подобного рода представляют интерес для изучения как во взаимодействии, так и независимо друг от друга.

Металлы.

Присутствие в почве в большом количестве ионов металлов, токсически влияющих на растения, или недостаток ионов, используемых растениями в качестве питательных веществ, могут быть причиной ионного (минерального) стресса у растений. Особое внимание ученых привлекает изучение стрессов, обусловленных наличием в почве ионов тяжелых металлов, многие из которых токсически влияют как на растительные, так и на животные организмы. Стрессовое состояние у растений может быть индуцировано ионами таких тяжелых металлов, как цинк, кадмий, медь, ртуть; они также довольно часто встречаются и в почвах, механизмы устойчивости к токсическим ионам могут исключать уменьшение проницаемости плазмалеммы, детоксикацию ионов в результате связывания с органическими веществами, компартментализацию в вакуолях, а также изменения структуры ферментов, которые являются их мишенями.

Работы по клеточной селекции растений на устойчивость к ионным стрессам начаты недавно, но уже имеют положительный результат. Во всех экспериментах используется метод прямой селекции, при котором в качестве селективного агента применяли токсические концентрации солей. Однако создание стрессовых селективных условий in vitro, идентичных таковым в природе, крайне затруднительно. В природных условиях помимо токсического действия ионов накладываются другие факторы, в частности наличие различных веществ, кислотность почвы и т. д. Для селекции на клеточном уровне используют питательные среды, которые хотя не полностью соответствовали естественным стрессовым условиям, все же обеспечивали экспрессию признака устойчивости и давали возможность отбирать нужные варианты.

Путем прямой селекции in vitro отобраны клеточные линии петунии, устойчивые к ртути, сорго—к алюминию, моркови — к алюминию и марганцу одновременно; суспензионные клеточные культуры дурмана — к кадмию. На кафедре сельскохозяйственной биотехнологии МСХА также проводились работы по получению клеточных линий и растений-регенерантов льна-долгунца, устойчивых к соли нитрата кадмия и изучалось действие этой соли на интактные растения. Экспериментально показано, что присутствие ионов кадмия в почве приводит к торможению роста стеблевой и корневой частей растения, к сокращению на 7—9 дней онтогенетических фаз развития, следующих за фазой «елочки» по сравнению с контролем, культурные виды накапливают ионы кадмия в вегетативной массе, в то время как дикие — нет. Мезо- и ультраструктурный анализ стеблей льна-долгунца показал, что присутствие кадмия в субстрате приводило к уменьшению количества клеток элементарных волоконец в пучке, к некомпактному расположению клеток элементарных волоконец в лубяных пучках, а также к формированию клеток элементарных волоконец неодинаковых размеров в пределах одного пучка и к различным срокам формирования вторичной клеточной стенки. В результате клеточной селекции были получены растения-регенеранты, обладающие устойчивостью к соли кадмия (Гончарук Е. А., 2000).

Экстремальные температуры.

Причиной стрессового фактора у растений могут быть относительно высокие или низкие температуры. Работ по клеточной селекции на устойчивость к этим стрессам немного. В изученной нами литературе сведений о клеточной селекции к тепловому шоку не обнаружено, хотя белки теплового шока являются предметом пристального изучения биологов различного профиля. Что касается работ по клеточной селекции к низкотемпературным факторам, то они имеют место.

Холодовой стресс у растений может быть вызван температурами большого диапазона: от 10—15° до 0°С. Такому стрессу наиболее подвержены растения тропических и субтропических зон. Стойкость растений к охлаждению обусловлена способностью липидов мембран оставаться в жидком состоянии благодаря наличию большой пропорции ненасыщенных жирных кислот и/или повышенного содержания стеролов. Повреждения, вызванные промораживанием растений (температура ниже 0°С)связаны прежде всего с формированием внеклеточного льда. При этом отток воды во внеклеточное пространство приводит к вторичному эффекту, вызванному водным стрессом. Нарушения, вызываемые отрицательными температурами, могут быть предотвращены аккумуляцией антифризных веществ, уменьшением количества несвязанной воды при обезвоживании и увеличением способности переохлаждаться. Большинство авторов отмечают, что у растений происходят глубокие превращения запасных питательных веществ, в частности, у морозоустойчивых древесных растений накопление большого количества жиров, а у менее устойчивых — Сахаров.

Первые эксперименты, в которых описана возможность использования культивируемых растительных клеток для отбора выносливых к низким температурам клеточных линий, опубликованы в 1976 г. (Dix, Street, 1976). Работы проводились на суспензионных культурах табака и перца, которые после высева на агаризованные среды подвергались в течение 21 дня соответственно температурам — 3° и 4°С. Среди отобранных клонов обнаружены линии, стабильно сохраняющие повышенную холодоустойчивость.

Основываясь на имеющихся в этой области исследований данных, однозначный ответ о применимости прямой селекции in vitro растений, выносливых к низкой температуре, давать пока рано. Несомненно, однако, что индукция in vitro генетического разнообразия найдет применение для отбора более выносливых вариантов.

biofile.ru

способ получения растений-регенерантов - патент РФ 2303348

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способу получения растений-регенерантов различных культур. Проводят подготовку к посадке регенерируемых частей растений путем помещения и удерживания их совместно с другим биологическим объектом в металлической камере, защищающей от воздействия внешних электромагнитных полей в течение семи суток. Посадку выполняют введением частей растений как в стерильную культуру (in vitro), так и в нестерильную культуру (in vivo). Изобретение позволяет в более короткие сроки и с большим выходом получать необходимое количество посадочного материала растений с улучшенными хозяйственно-полезными признаками.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии и может быть использовано в процессах размножения различных культур, в исследованиях по изменению хозяйственно-полезных признаков растений под воздействием биоэнергетического информационного излучения.

Известны способы получения растений-регенерантов, включающие использование частей растений (семян, побегов, соцветий, луковиц, почек, корней, клубней) путем выделения из этих частей эксплантов, их последующую подготовку к посадке и посадку (см. Н.В.Катаев, Р.Г.Бутенко, Клональное микроразмножение растений, М., Наука, 1983 г.; B.C.Шевелуха, Е.А.Калашников, Е.С.Воронин и др., Сельскохозяйственная биотехнология, Учеб. /2-е изд., перераб. и доп., М., Высшая школа, 2003 г.).

Известен способ получения частей растения, с их последующей подготовкой и высадкой в стерильную культуру (in vitro) на примере такого растения, как бегония (см. A.Lida, К.Yabe, L.Wasida, V.Saburai, Mass propagation of Begonia tuberhybrida Voss. Piantiets using tissue cuiture, Res. Bull. Aichi. - Ken Agr. Res. Center. Nakagute, Aigchi. 1986, №18, p.186-190).

К недостаткам известных способов получения растений-регенерантов можно отнести небольшой выход жизнеспособных эксплантов, малое количество одновременно получаемых растений-регенерантов, низкую скорость роста культивируемых растений.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается следующим образом: в способе получения растений-регенерантов, включающем использование частей растений, их подготовку к посадке и посадку, согласно изобретению подготовку к посадке осуществляют путем воздействия на части растений (путем обработки частей растений) информационным (биоэнергетическим информационным) полем какого-либо биологического объекта в условиях (в режиме) взаимности (взаимного влияния, биообмена), например, другого растения, причем посадку выполняют введением частей растений как в стерильную культуру (in vitro), так и в нестерильную культуру (in vivo).

Таким образом, достигаются следующие технические результаты: ускорение процесса размножения, повышение выхода посадочного материала, благодаря биоэнергетической информационной поддержке (стимуляции) частей растений биологическим объектом (например, другим растением) в момент (в период) его активного информационного самоизлучения и получение новых хозяйственно-полезных признаков у размножаемых растений.

Способ получения растений-регенерантов поясняется практическими примерами осуществления (его реализации), подтверждающих достоверность полученного эффекта результатами сравнительных исследований.

Пример №1. В качестве частей растения или растения-приемника использовались листья сенполии сорта «Blue Dragons и сорта «Fredettes Risen Star», а в качестве биологического объекта брали, например, другое растение или растение-излучатель, а именно трехдневные проростки кукурузы. Далее выполнялась подготовка к посадке растения-приемника следующим образом: части растения помещали в три изолированные от внешней среды и от воздействия внешних электромагнитных и энергоинформационных полей металлические камеры (№1, №2, №3). Там же размещали биологический объект, например, другое растение или растение-излучатель, а именно трехдневные проростки кукурузы, которые в течение 7 суток (этот срок определяется временем активного информационного самоизлучения проростка кукурузы) воздействовали своим информационным полем (биоэнергетическим информационным полем) на части растения-приемника, то есть листья сенполии. О примерах косвенного доказательства такого воздействия см. например: А.В.Чернетский, О физической природе биоэнергетических явлений и их моделировании, М., 1989 г.; О.В.Бецкий, Миллиметровые волны в биологии и медицине, Радиотехника и электроника, 1993 г, т.38, вып.10, стр.1760-1782 и др. Поскольку растение-приемник и растение-излучатель располагались и находились в замкнутом пространстве и рядом (близко) друг к другу, то есть обеспечивалось локальное размещение растений, то возникают условия взаимности информационного воздействия, взаимного влияния информационных полей растений друг на друга, обеспечивается режим биообмена. Затем листья сенполии извлекали из каждой камеры и поверхностно стерилизовали 0,1%-ным раствором сулемы в течение 5 минут, несколько раз промывали стерильной дистиллированной водой, после чего их делили на фрагменты (5х5 мм) и помещали на искусственные питательные среды Мурасиге и Скуга, дополненные регуляторами роста. Таким образом, части растения вводили в стерильную культуру (in vitro). В качестве контроля были использованы листья обоих сортов сенполии, срезанные с растений и поверхностно простерилиэованные таким же образом. В течение последующих 30 дней проводили наблюдения и учитывали количество жизнеспособных эксплантов, а еще через 30 дней - интенсивность регенерации. После роста на среде для укоренения, растения были высажены в нестерильные условия (in vivo) и выращивались до наступления цветения.

В результате обработки листьев сенполии информационным полем трехдневного проростка кукурузы, через месяц культивирования, получили следующие результаты: жизнеспособность эксплантов по сравнению с контрольными в камере №3 возросла и составила для сорта «Fredettes Risen Star» - 56%; контрольный - 11%; для сорта «Blue Dragon» в камерах №1 и №2 соответственно 53% и 39%; контрольный - 35%.

Количество растений-регенерантов на эксплантах из листьев, обработанных информационным полем, было в два раза больше по сравнению с контрольными, а сроки культивирования сократились на 7-10 суток, что позволило перевести их раньше на среду для укоренения. Кроме того, растения-регенеранты отличались от контрольных тем, что они имели интенсивную зеленую окраску. Это было характерно для растений-регенерантов обоих сортов сенпопии. Таким образом, регенерационные способности существенно выросли.

Растения, прошедшие обработку информационным полем, имели более крупные листья и черешки (на 20-50%), чем контрольные; листья располагались в розетке более компактно; массовое цветение у них наблюдалось через 6 месяцев, тогда как у контрольных - через 12 месяцев. Форма и окраска цветов в опыте и контроле - не отличались.

Аналогичные результаты были получены при введении частей растений как в стерильную культуру (in vitro), так и в нестерильную культуру (in vivo).

Пример №2. В качестве частей растения использовались семена подсолнечника, а в качестве биологического объекта брали другое растение - проростки пшеницы сорта «Алтайская-100». Далее семена подсолнечника помещали в изолированные от внешней среды и от воздействия внешних электромагнитных и энергоинформационных полей металлические камеры и в течение 7 суток обрабатывали информационными полями проростков пшеницы, поместив их в непосредственной близости с семенами, для обеспечения условий взаимности информационного воздействия, условий биообмена. По окончании обработки, семена стерилизовали в течение 20 минут в 0,2% растворе сулемы, четырежды промывали дистиллированной стерильной водой и в стерильных условиях ламинар-бокса снимали с семян наружные покровы. От каждого семени отделяли семядоли, которые делили пополам в продольном направлении. Таким образом, от одного семени получали по 4 фрагмента семядолей и зародыш. Полученные фрагменты помещали на искусственные питательные среды Мурасиге и Скуга, дополненные различными регуляторами роста. Изолированные же зародыши культивировали на безгормональной среде Мурасиге и Скуга. В качестве контроля использовали фрагменты семядолей подсолнечника, изолированные от зародышей, поверхностно простерилизованные и культивированные таким же образом. Через две недели после введения в культуру in vitro подсчитывали число и % жизнеспособных эксплантов, а еще через 6 недель - регенерационную способность эксплантов.

В результате эксперимента выяснилось: жизнеспособность обработанных информационным полем проростков пшеницы, фрагментов семядолей подсолнечника составила 93-100%; контрольных - 67-80%. Жизнеспособность зародышей соответственно - 93%; контрольных - 60%. Регенерационные способности также отчетливо выявились. Только фрагменты семядолей опытных семян проявили способность к регенерации корней, почек и соматических эмбриоидов. Изолированные зародыши росли на безгормональных средах и имели нормальную морфологию только в опытных, обработанных информационным полем образцах. В контрольных же все они имели ненормальную морфологию из-за гипергидратации всех тканей: утолщенный гипокотиль, плохо развитые корни и укороченный побег.

Пример №3. В качестве части растения использовался лист бегонии, а в качестве биологического объекта - инкубируемое куриное яйцо. Лист бегонии срезали с растения и, обернув срез черенка смоченной в воде ватой, помещали его в металлическую камеру, защищающую лист от воздействия внешних электромагнитных полей, и предпринимали меры по защите листа от влияния повышенной температуры. Затем в течение 7 суток воздействовали на лист информационным полем инкубируемого яйца в условиях биообмена. В этом случае камера с листом и куриным яйцом находилась в инкубаторе, где были созданы условия для развития зародыша в инкубируемом яйце. Известно, что особенно интенсивно зародыш растет в первые сутки: его масса увеличивается более чем в десять раз (см. Инкубаторы / Сост. А.Ф.Зипер - М.: ООО Издательство АСТ; Донецк: Сталкер, 2001. - с.52). Поэтому обработка производилась с первого дня инкубирования. По окончании срока воздействия лист бегонии разрезали на фрагменты с сохранением в каждом из них по одной крупной жилке. Полученные фрагменты помещали в чашку Петри вертикально (морфологически нижним концом вниз) между слоями фильтрованной бумаги, сложенной «гармошкой» и смоченной кипяченой водой. В качестве контроля использовали фрагменты, полученные из листа бегонии, срезанного с того же растения, который не подвергался воздействию информационных полей. Указанные изолированные фрагменты листа бегонии помещали в чашку Петри таким же образом. Через каждые две недели в течение двух месяцев учитывали выживаемость фрагментов, укореняемость, побегообразование и длину корней. Полученные результаты приведены ниже:

В результате эксперимента выяснилось: корне- и побегообразование быстрее наступили у фрагментов листа бегонии, обработанного информационным полем куриного яйца. К концу эксперимента в опытной группе побегообразование было больше на 30% по сравнению с контрольной. Развивающиеся побеги в опытной группе опережали по росту и развитию побеги в контрольной группе. Таким образом, информационное поле куриного яйца оказало существенное влияние на регенерационные сроки (в опытной группе на 2 недели раньше отмечено корнеобразование и на 4 недели раньше - побегообразование).

Использование предлагаемого способа позволит в более короткие сроки и с большим выходом получать необходимое количество посадочного материала растений с улучшенными хозяйственно-полезными признаками.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения растений-регенерантов, включающий подготовку частей растений к посадке и посадку, отличающийся тем, что подготовку к посадке осуществляют путем помещения и удерживания регенерируемых частей растений совместно с другим биологическим объектом в металлической камере, защищающей от воздействия внешних электромагнитных полей в течение семи суток, причем посадку выполняют введением частей растений как в стерильную культуру (in vitro), так и в нестерильную культуру (in vivo).

www.freepatent.ru

Смотрите также

• 
  Эфиопии растения
• 
  Растения формованные
• 
  Стефанандра растение
• 
  Растение nana
• 
  Растения гурзуфа
• Растения антивирусы
• 
  Растение альстромерия
• 
  Растение стефанандра
• 
  Кусающиеся растения
• 
  Растение будяк
• 
  Регенерант растение