УДК 634.8:631.524.86:57.085.2
РЕГЕНЕРАЦИЯ РАСТЕНИЙ ПУТЕМ СОМАТИЧЕСКОГО ЭМБРИОГЕНЕЗА ИЗ СУСПЕНЗИЙ КЛЕТОК ВИНОГРАДА И СЕЛЕКЦИЯ НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ IN VITRO
В.А. Зленко, И.В. Котиков, Л.П. Трошин Институт винограда и вина «Магарач»*, Украина, г. Ялта
Для регенерации растений из клеточных суспензий винограда путем соматического эмбриогенеза на различных этапах этого процесса требовались различные регуляторы роста и их концентрации. Методом селекции на клеточном уровне получены устойчивые к высокой концентрации активной извести в среде клеточные линии трех генотипов винограда и индуцирован соматический эмбриогенез из них (селекция на устойчивость к известковому хлорозу).
*Результаты НИР получены во время работы авторов в ИВиВ «Магарач». (The study was done when the Authors were with the Institute for Vine and Wine "Magarach"
Подобраны регуляторы роста и оптимальные их концентрации в питательных средах для различных этапов регенерации растений из суспензий клеток посредством соматического эмбриогенеза у сортов винограда, являющихся межвидовыми гибридами рода Vitis (Toumef.) L., Бианка, Интервитис Магарача и Подарок Магарача. Проэмбриогенные каллусы и клеточные суспензии этих сортов были получены с применением различных концентраций 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и 6-бензиладенина (БА) в питательных средах [1].
Глобулярные и сердцевидные эмбриоиды (рис. 1) формировались в жидкой среде с добавкой 0,5 мг/л БА [2], которые превращались в торпедовидные эмбриоиды в жидкой среде с 0,1 мг/л бета-индолилуксусной кислоты (ИУК) и 30 мг/л гумата Na [3].
Рис. 1. Развитие глобулярных и сердцевидных эмбриоидов сорта Подарок Магарача в жидкой среде с добавкой 0,5 мг/л БА
Для развития проростков с зелеными семядолями и гипокотилями, эмбрио-суспензии с торпедовидными эмбриоидами субкульти- вировали в жидкую среду с 0,5 мг/л гибберелловой кислоты (ГА3) [3, 4]. Проростки пересаживали на твердую среду с добавкой 0,5 мг/л БА для развития у них побегов (рис. 2). На каждом этапе регенерации растений из проэмбриогенных каллусов и клеточных суспензий имели существенное значение концентрации минеральных веществ и витаминов.
С применением математического планирования эксперимента оптимизированы концентрации веществ в среде Callus Growth (CG) для развития каллуса. Эта CG-среда отличается от среды MS [5] концентрациями некоторых минеральных веществ и витаминов. Для роста каллусов и клеточных суспензий различных сортов были оптимальными разные концентрации регуляторов роста ИУК и БА.
Рис. 2. Развитие побегов из проростков сорта Подарок Магарача, высаженных на твердую среду с добавкой 0,5 мг/л БД
Совместно с доктором биологических наук Б.А. Левенко (Институт физиологии растений и генетики НАМ Украины, г. Киев) суспензии клеток трех сортов винограда были обработаны у-облучением в дозе 5000 рад (мутагенный фактор) и высеяны (метод «плейтинга») на твердую CG-среду с концентрациями ИУК и БА, специально подобранными для каждого сорта.
Для получения генотипов, устойчивых к повышенной концентрации активной извести в почве (известковый хлороз), проводили селекцию клеток, устойчивых к щелочному рН питательных сред путем внесения в них высокой концентрации СаСОъ Устойчивые к этому селективному фактору клеточные линии трех сортов винограда различались по морфологии роста каллусов в процессе дальнейших их субкультивирований. Достигнут соматический эмбриогенез из устойчивых клеточных линий, что открывает перспективы для регенерации из них растений и дальнейшего изучения мутантных растений в полевых условиях.
Литература
- Зленко В.А., Трошин Л.П. Соматический эмбриогенез в суспензионной культуре винограда in vitro // Цитология и генетика. - 1993. - № 3. С. 53-63.
- Zlenko V.A., Kotikov I.V., Troshin L.P. Effects of IAA and BA on development of globular, heart- and torpedo-stage embryos from cell suspensions of three grape genotypes // Scientia Horticulturae. - 2005. - V. 104. P. 237-247.
- Zlcnko V.A., Kotikov I.V., Troshin L.P. Efficient GA3- assisted plant regeneration from cell suspensions of three grape genotypes via somatic embryogenesis // Plant Cell, Tissue and Organ Culture. - 2002. - V. 70. - P. 295-299.
- Zlenko V.A., Kotikov I.V., Troshin L.P. Plant regeneration from somatic embryos of interspecific hybrids of grapevine formed in liquid medium // The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. - 2005. - V. 80. (in press.).
- Murashige Т., Skoog F.A. A revised medium forrapid growth and bioassays with tobacco tissue culture // Physiologia Plantarum.- 1962. - V. 15. - P. 473-497.
По материалам конференции: Современные достижения биотехнологии в виноградарстве и других отраслях сельского хозяйства, Новочеркасск, 29-30 июня 2005 г. / ГНУ ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко.
