На основе оценки динамики развития регенерирующих каллусных тканей растений проса трех клонов (gm1, am129, am26) нами была разработана оптимальная схема культивирования и пересадки в нестерильные условия с целью получения наибольшего числа корнесобственных растений-регенерантов с наименьшими затратами времени и расходных материалов (табл. 3).

Таблица 3 Схема пересадки в нестерильные условия регенерирующих каллусных тканей растений проса

Исследование динамики изменения числа растений проводили с 5-суточным интервалом, причем в расчет принимали число периодов продолжительностью 5 сут, приходящихся на время культивирования каллусных тканей in vitro (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50-е сут). Подсчитывали число растений, полученных в течение 5 сут культивирования в каждом варианте: максимальное число растений отражало оптимальное время для пересадки (см. табл. 3). Наибольшее число регенерантов, полученных в пересчете на период продолжительностью 5 сут, приходилось на 35-е сут культивирования, то есть оптимальный срок культивирования перед пересадкой каллусных тканей составляет 35 сут. Если клонированию подлежат регенеранты из одного стаканчика и для пересадки берут два участка регенерирующей каллусной ткани, то можно определить число регенерантов (un) на n-м этапе клонирования. При этих условиях зависимость между показателями можно представить в виде геометрической прогрессии: un = 2,172n-1. Если принять в расчет все регенеранты, имеющиеся на начало клонирования, тогда обобщенная формула принимает вид un = aqn-1, где а -- число регенерантов, пригодных к переводу в нестерильные условия в начале клонирования; q -- число участков из одной регенерирующей каллусной ткани. По правилу суммирования членов геометрической прогрессии находим общее число регенерантов, получаемых на n-м этапе клонирования:

Sn = u1 + u2 + u3 ...+ un + ..., или

Sn = . [1]

Преобразуем эту формулу с целью определения необходимого количества этапов клонирования для получения запланированного числа регенерантов:

Sn(l - q) = a(l - qn);

[2]

n = .

Этапы клонирования представляют все члены геометрической прогрессии, включая начальный клоновый материал. Следовательно, число пересадок (р) на единицу меньше числа членов:

p = n - 1, или

. [3]

Как правило, число пересадок, рассчитанное по формуле [3], не является целым, поэтому для получения заданного числа регенерантов выполняют все полные пересадки, а для последней берут только часть имеющегося в наличии материала. Исходное число регенерантов (a1) для проведения последней неполной пересадки определяют по следующей формуле:

, [4]

где Sn -- запланированное число регенерантов на этапе клонирования

n = = р + 1;

Snn -- сумма растений-регенерантов на последнем полном этапе клонирования

n = р + 1,

где р -- целое число. Величину Snn рассчитывают по формуле [1]. Для последней пересадки берут такое количество единиц культуральной посуды, в котором было бы представлено число регенерантов, равное а1.

Итак, процесс получения регенерантов в культуре пыльников проса включает три этапа: формирование эмбриогенных каллусных тканей; стимулирование интенсивного регенерационного процесса; длительное культивирование непрерывно регенерирующих каллусных тканей на среде без регуляторов роста (3). При этом для клонов gml, am129 и am26 средняя продолжительность первых двух этапов составляет 75 сут, а период длительного культивирования непрерывно регенерирующих каллусных тканей -- 825 сут. Продолжительность третьего этапа по отношению ко всему периоду культивирования занимает 91,7 % времени. Практически все растения-регенеранты отбирают на этапе длительного культивирования регенерирующих каллусных тканей. При этом перевод корнесобственных регенерантов в нестерильные условия совпадает с переносом участков регенерирующих каллусных тканей на свежие среды.

Предложенный способ оптимизации пересадок растений-регене-рантов в нестерильные условия основан на перерасчете числа регенерантов на определенный промежуток времени. Перерасчет можно вести и на одни сутки культивирования, что в принципе не меняет сути дела. Максимальное число регенерантных растений, приходящееся на единицу времени, отражает оптимальный срок пересадки. Разработанная формула для определения числа пересадок, исходя из запланированного числа растений-регенерантов, позволяет охватить весь период культивирования регенерирующих каллусных тканей. Необходимым условием при использовании этой формулы является наличие данных по начальному количеству регенерантов и числу пересаживаемых участков, приходящихся на одну регенерирующую каллусную ткань.

каллусный ткань просо культивирование

Заключение

Таким образом, нами показана возможность формализации динамических характеристик длительно культивируемых in vitro регенерирующих каллусных тканей, что позволяет на этой основе разрабатывать количественные модели клонирования растений проса.

Литература

Heyser J.W., Nabors M.W. Regeneration of proso millet from embryogenic calli derived from various plant parts. Crop Science, 1982, 22, 5: 1070-1074.

Rangan T.S., Vasil I.K. Somatic embriogenesis and plant regeneration in tissue cultures of Panicum miliaceum L. and Panicum miliare Lamk. Z. Pflanzenphysiology, 1983, 109: 49-53.

Бобков С.В. Получение корнесобственных регенерантов в культуре пыльников проса. Вест. РАСХН, 2000, 5: 41-43.

Бобков С.В. Получение корнесобственных регенерантных растений проса в культуре незрелых соцветий и пыльников. С.-х. биол., 2002, 5: 65-68.

Murashige Т., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioasseys with tobacco tissue cultures. Physiology Plant, 1962, 15, 13: 473-497.

Gamborg О., Eveleigh D.E. Culture methods and detection of gluconases in cultures of wheat and barley. Can. J. Biochem., 1968, 46, 5: 417-421.

Размещено на Allbest.ru