Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro

Исследовали способность к морфогенезу in vitro апикальных и латеральных почек из деревьев 15–30- и 1–3-летнего возраста ореха грецкого. Формирование адвентивных побегов индуцировали на среде MC с ИMK (0,01 мг/л) и 6-БАП (1 мг/л) спустя 12 недель культивирования, включая два субкультивирования через...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:1991
Hauptverfasser: Пивень, Н.М., Мельничук, Г.Г., Фелалиев, А.С.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 1991
Schriftenreihe:Биополимеры и клетка
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153602
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro / Н.М. Пивень, Г.Г. Мельничук, А.С. Фелалиев // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 4. — С. 61-65. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-153602
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1536022025-02-09T17:23:40Z Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro Індукований морфогенез горіху волоського in vitro In vitro induced morphogenesis of walnut Пивень, Н.М. Мельничук, Г.Г. Фелалиев, А.С. Клеточная биология Исследовали способность к морфогенезу in vitro апикальных и латеральных почек из деревьев 15–30- и 1–3-летнего возраста ореха грецкого. Формирование адвентивных побегов индуцировали на среде MC с ИMK (0,01 мг/л) и 6-БАП (1 мг/л) спустя 12 недель культивирования, включая два субкультивирования через 2 и 6 недель. Побеги, полученные в культуре in vitro, выдерживали в жидкой среде MC с ИMK (1; 5; 10 мг/л) и сахарозой (60 г/л ) в течение 6 сут в темноте. Укореняли побеги ореха грецкого на безгормональной среде, макроэлементы которой разбавляли в 4 раза, с агаром. Досліджували здатність до морфогенезу in vitro апікальних і латеральних бруньок із дерев 15–30- та 1–3-літнього віку горіха волоськог о. Формування адвентивних пагонів індукували на середовищі MC з IMK (0,01 мг/л) та 6-БАП (1 мг/л) через 12 тижнів культивування, включаючи два субкультивування через 2 і 6 тижнів. Пагони, отримані в культурі in vitro, видержували в рідкому середовищі MC з IMK (1; 5; 10 мг/л) та сахарозою (60 г/л) на протязі 6 діб в темряві. Вкоріняли пагони горіха волоського на безгормональному середовищі, макроелементи якого розбавляли в 4 рази, з агаром. The ability of apical axillary buds of 15–30 and 1–3 years old walnut trees to morphogenesis in vitro was studied. Adventitious shoot formation was induced on MS- media containing IBA (0,01 mg/1) and 6-BAP (1 mg/l) after 12 weeks of cultivation (including two subcultivations after 2 and 6 weeks). Propagated shoots were pretreated in liquid MS-medium with IBA (1; 5; 10 mg/1) and sucrose (60 g/l) during 6 days in dark. Rooting of the walnut shoots was achieved on hormone free MS-medium (macro-salts were dissolved 1/4) with agar. 1991 Article Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro / Н.М. Пивень, Г.Г. Мельничук, А.С. Фелалиев // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 4. — С. 61-65. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.0002E2 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153602 631.51:58.09 ru Биополимеры и клетка application/pdf Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Клеточная биология
Клеточная биология
spellingShingle Клеточная биология
Клеточная биология
Пивень, Н.М.
Мельничук, Г.Г.
Фелалиев, А.С.
Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro
Биополимеры и клетка
description Исследовали способность к морфогенезу in vitro апикальных и латеральных почек из деревьев 15–30- и 1–3-летнего возраста ореха грецкого. Формирование адвентивных побегов индуцировали на среде MC с ИMK (0,01 мг/л) и 6-БАП (1 мг/л) спустя 12 недель культивирования, включая два субкультивирования через 2 и 6 недель. Побеги, полученные в культуре in vitro, выдерживали в жидкой среде MC с ИMK (1; 5; 10 мг/л) и сахарозой (60 г/л ) в течение 6 сут в темноте. Укореняли побеги ореха грецкого на безгормональной среде, макроэлементы которой разбавляли в 4 раза, с агаром.
format Article
author Пивень, Н.М.
Мельничук, Г.Г.
Фелалиев, А.С.
author_facet Пивень, Н.М.
Мельничук, Г.Г.
Фелалиев, А.С.
author_sort Пивень, Н.М.
title Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro
title_short Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro
title_full Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro
title_fullStr Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro
title_full_unstemmed Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro
title_sort индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate 1991
topic_facet Клеточная биология
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153602
citation_txt Индуцированный морфогенез ореха грецкого in vitro / Н.М. Пивень, Г.Г. Мельничук, А.С. Фелалиев // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 4. — С. 61-65. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series Биополимеры и клетка
work_keys_str_mv AT pivenʹnm inducirovannyjmorfogenezorehagreckogoinvitro
AT melʹničukgg inducirovannyjmorfogenezorehagreckogoinvitro
AT felalievas inducirovannyjmorfogenezorehagreckogoinvitro
AT pivenʹnm índukovanijmorfogenezgoríhuvolosʹkogoinvitro
AT melʹničukgg índukovanijmorfogenezgoríhuvolosʹkogoinvitro
AT felalievas índukovanijmorfogenezgoríhuvolosʹkogoinvitro
AT pivenʹnm invitroinducedmorphogenesisofwalnut
AT melʹničukgg invitroinducedmorphogenesisofwalnut
AT felalievas invitroinducedmorphogenesisofwalnut
first_indexed 2025-11-28T16:04:56Z
last_indexed 2025-11-28T16:04:56Z
_version_ 1850050769147920384
fulltext -УДК 631.51:58.09 Η. Μ. Пивень, Г. Г. Мельничук, А. С. Фелалиев ИНДУЦИРОВАННЫЙ МОРФОГЕНЕЗ ОРЕХА ГРЕЦКОГО IN VITRO Исследовали способность к морфогенезу in vitro апикальных и латеральных почек из деревьев 15—30- и 1—3-летнего возраста ореха грецкого. Формирование адвентивных побегов индуцировали на среде MC с ИMK (0,01 мг/л) и 6-БАП (1 мг/л) спустя 12 недель культивирования, включая два субкультивирования через 2 и 6 недель. По- беги, полученные в культуре in vitro, выдерживали в жидкой среде MC с ИMK (1; 5; 10 мг/л) и сахарозой (60 г / л ) в течение 6 сут в темноте. Укореняли побеги ореха грец- кого на безгормональной среде, макроэлементы которой разбавляли в 4 раза, с агаром. Введение. Исследование проведено на ценной сельскохозяйственной орехоплодной культуре — орехе грецком (Juglans regia L.) и посвяще- но физиологическим аспектам морфогенеза in vitro. Следует отметить, что для ореха грецкого, как и других гетерозиготных растений, един- ственным способом поддержания сортовых особенностей пока остается вегетативное размножение. Несмотря на то, что подобные способы опи- саны ранее [1] и в дальнейшем предпринимались попытки их совершен- ствования [2, 3], проблема эффективности вегетативного размноже- ния остается пока нерешенной из-за низкого выхода привитых сажен- цев. Д л я целого ряда древесных культур, которые, как и орех грецкий, относятся к трудноразмножаемым видам, применение методов микро- клонирования in vitro может привести к хорошим результатам [4, 5] . Такие исследования были начаты и по отношению к орехоплодным культурам [6—8], в том числе и ореху грецкому [9—11]. В частности, показано, что из незрелых зародышей или их частей можно индуциро- вать развитие эмбриоидов in vitro [10, 12]. Известны отдельные рабо- ты и по использованию меристемных тканей ореха грецкого для мик- роклонирования in vitro [9], однако практически значимых данных по- лучено не было. Поэтому в настоящей работе предпринят широкий экс- периментальный поиск по изучению факторов, влияющих на индуциро- ванный морфогенез ореха грецкого in vitro, с целью отработки отдель- ных стадий микроклонального размножения. Материалы и методы. В качестве эксплантатов использовали вер- хушечные (5—7 мм) и боковые (2—3 мм) почки ореха грецкого (Jug- Ians regia L.) с деревьев 15—30-летнего возраста интродуцированных сортов и форм из коллекционного сада Ин-та ботаники им. Н. Г. Хо- лодного АН УССР, а также 1—3-летних сеянцев и саженцев. Почки стерилизовали 10 с (в случае травянистых) и 60 с (в случае деревя- нистых) побегов в 70 %-ном растворе этанола и 6—7 мин — в диациде. Эксплантаты культивировали на питательной среде, содержащей мак- ро- и микроэлементы по Вуду [8] или Мурасиге — Скуга (MC) [13]. Макроэлементы последней разбавляли в 4 раза в первую и в 2 раза — во вторую неделю выращивания. В дальнейшем минеральные компо- ненты среды MC использовали без изменений. Начиная со второй не- дели культивирования в питательную среду добавляли фитогормоны: 3-индолилмасляную кислоту (ИМК, 0,01—0,02 мг/л) и 6-бензиламино- пурин (БАП, 1 мг/л). Добавочные побеги получали на аналогичной по составу среде. На протяжении первой недели эксплантаты выдержива- ли в темноте при температуре 2 6 ± 3 °С. После перенесения на свежую среду (вторая неделя культивирования) их оставляли при освещении 150—200 лк и 16-4 фотопериоде. В дальнейшем освещение увеличива- ли до 500 лк. Укореняли побеги длиной 2—3 см, которые культивиро- вали в темноте при температуре 26=4=3 °С на жидкой среде MC с раз- бавлением в 4 раза макросолей и добавлением ИМК (1,0; 5,0; 10 мг/л) и 60 г/л сахарозы. Через неделю побеги переносили на аналогичную по составу среду без ИМК, уменьшали количество сахарозы до 30 г/л, Η. М. Пивень, Г. Г. Мельничук, А. С. Фелалиев, 1991. ISSN 0233-7Γ)·57. БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № 4 61 добавляли агар (7 г/л) и переносили в условия освещения с 16-ч фото- периодом. В качестве контроля использовали побеги, выращиваемые на среде с полным составом макросолей. Результаты и обсуждение. При культивировании эксплантатов оре- ха грецкого наблюдали потемнение ткани и питательной среды, что чаще всего происходило в первые три недели выращивания и прежде всего у травянистых побегов в летний период. Потемнение экспланта- тов ореха грецкого in vitro является одним из препятствий при разра- ботке методики микроразмножения этой ценной породы древесных рас- тений [9]. Наличие этого феномена у ореха связывают с присутствием фенольных соединений в тканях, которое специфично для различных фаз развития растения и, как было показано, может служить биохими- ческим маркером его физиологического состояния [14]. Содержание фенольных соединений в тканях ореха грецкого дере- вьев 15—30-летнего возраста в течение года несколько выше, чем в 1—3-летних сеянцах и саженцах [15]. Причем нами были отмечены различия при культивировании эксплантатов ореха грецкого в зависи- мости от генотипа формы, возраста деревьев и сезона года (табл. 1). Так, к концу первой недели культивирования все эксплантаты формы Киевская XIV-II увеличивались в размере, тогда как у сорта Влади- мирский скороплодный развитие наблюдали у 22,5 % эксплантируемых почек, у остальных форм — еще меньше. Различия в развитии эксплан- татов в зависимости от генотипа формы сохранялись и в дальнейшем (см. табл. 1). В течение 11 недель культивирования почки распуска- лись, но интенсивного роста побегов не наблюдали. Впоследствии эти эксплантаты темнели и погибали. Однако делать вывод о полной не- пригодности эксплантатов из 15—30-летних деревьев ореха грецкого, по-видимому, преждевременно. Т а б л и ц а 1 Развитие эксплантатов из деревьев ореха грецкого in vitro в зависимости от генотипа, возраста и сезона года Сорт, форма Возраст, годы Дата Развившиеся : 0A I неделя эксплантаты, 2 недели Форма Киевская XIV-II » 16 26.11.86 100 Форма Киевская XIV-II » » 01.12' 86 100,0 — Владимирский скороплодный » 11.12.86' 22,5 30,9 Владимирский красавец » 23.1'2.86 7,7 83,3 » » 28.01.87 Oi 77,7 Д-17 а » 23.12.86 8,8 83,3 Форма Киевская 311.4' 30 24.11.86 • — 100,0 Форма Киевская 311.4' » 12.06.87 0 100,0 » » 24.02.88 0 28,6 Как известно, при микроразмножении орехоплодных культур обыч- но используют в качестве эксплантатов ювенильные ткани [6, 7] . Нами также получены положительные результаты при введении в культуру in vitro эксплантатов из 1—3-летних сеянцев и саженцев как из травя- нистых (летний период), так и деревянистых побегов (зимний период). В табл. 2 приведена последовательность стадий микроклонального раз- множения ореха грецкого, которой придерживались в ходе экспери- мента. Как видно из рис. 1, где приведены данные по морфогенезу почек ореха грецкого in vitro (α, б — развитие почек через 2 недели культи- вирования; в—образование побега через 4 недели культивирования; 2 — формирование адвентивных побегов через 12 недель культивирова- ния), апикальные почки 1—3-летних сеянцев и саженцев увеличивались в размерах, ч е р е з две недели культивирования появились первые листья. 62 ISSN 0233-7Γ)·57. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № 4 62 К концу четвертой недели побеги достигали высоты 1 —1,5 см, к концу пятой — 2—3 см, к концу десятой — 6—7 см. Развитие латеральных почек происходило медленнее, чем апикальных. Появление побегов как из апикальных, так и из латеральных почек наблюдали только через четыре недели культивирования (см. рис. 1, в). Продуцирование доба- вочных побегов на основании эксплантата происходило на питательной среде MC спустя 12 недель культивирования (см. рис. 1, г). Обычно Рис. 1 получали 2—3 побега на эксплантат. Наряду с этими побегами разви- вался главный стебель, у которого закладывались латеральные почки. При черенковании главного стебля способность к органогенезу прогрес- сивно уменьшалась у микрочеренков, изолированных по направлению от верхушки к основанию стебля. Выращивание эксплантатов из 1—3-летних сеянцев и саженцев в летний период также сопровождалось потемнением тканей. Как изве- стно, Лио и Ган [9] для предотвращения потемнения тканей ореха грецкого при введении в культуру in vitro предварительно обрабаты- вали эксплантаты антиоксидантами или вводили их в питательную среду. Мы также обрабатывали эксплантаты антиоксидантами (ли- монной и аскорбиновой кислотами) и добавляли в среду активирован- ный уголь, поливинилпирролидон и поликапролактам, при этом гтотем- T a б л и ц а 2 Микроклональное размножение почек ореха грецкого in vitro Стадия Среда, ростовые регуляторы Длительность Развитие почки in vitro после иноку- ляции Формирование добавочных побегов на основании эксплантата и первая ге- нерация побегов Индукция адвентивных почек и побе- гов на побегах второй генерации ИМК (0,0-1 мг/л), 4 недели БАИ (1 мг/л) То ж е » Предобработка побегов для индукции ИМК (10 мг/л) корнеобразованпя Укоренение Безгормональная среда 8 недель 6 недель с промежуточ- ной пересадкой через Э недели 5—7 сут I—8 педель ISSN 0233-7Γ)·57. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № 4 3 нение существенно не уменьшалось. Оказалось, что потемнение и некроз тканей уменьшаются при использовании в качестве эксплантатов почек из этиолированных побегов, содержащих в четыре раза меньше фено- лов по сравнению с зелеными. При этиолировании 3-летних саженцев удалось повысить выход жизнеспособных эксплантатов до 20 % (табл. 3). Выход развившихся побегов при этом через 12 недель куль- тивирования увеличивался в 3—4 раза. Следующей проблемой, характерной для большинства труднораз- множаемых видов древесных растений, в том числе и ореха грецкого, является укоренение побегов. Однако сведения об индукции корнеоб- Р и с . 2 разования в литературе приведены только относительно двух гибридов ореха грецкого с дикими формами: китайским [6] и черным [7]. При- меняли двухэтапное укоренение, при котором побеги ореха в тече- ние 5—7 сут выдерживали первоначально в темноте на среде MC с разбавлением в 4 раза макросолей и 10 мг/л ИМК, а затем переноси- ли на безгормональную среду и выращивали на свету (рис. 2: регене- рация корней у побегов ореха грецкого, полученных in Vitroy после не- дели (а) и 4 недель (б) культивирования на безгормональной среде). Через неделю культивирования на безгормональной среде у 10 % побе- гов формировались корни. Через 8 недель корни появились у 60—70 % побегов. В контрольном варианте образования корней не наблюдали. Таким образом, показана способность эксплантатов из травянистых и деревянистых побегов 1—3-летних сеянцев и саженцев ореха грецкого к морфогенезу in vitro на среде MC. Обнаружено благоприятное воз- действие этиоляции на растения, что способствовало увеличению в 3— 4 раза по сравнению с контролем выхода побегов из исходных экс- плантатов. Д л я укоренения побегов, полученных in Vitroy подобраны специфические условия, которые заключаются в предварительном вы- Т а б л и ц а 3 Развитие почек in vitro из этиолированных и зеленых побегов Срок культивиро- вания , недели Развитие эксплантатов из побегов, % Срок культивиро- вания, недели Развитие эксплантатов из побегов, % Срок культивиро- вания , недели Этиолированных Зеленых Срок культивиро- вания, недели Этиолированных Зеленых 1 100 ,0 9 9 , 8 2 9 9 , 4 9 8 , 0 3 9 9 , 0 9 0 , 0 4 9 0 , 8 8 8 , 0 12 2 0 , 0 5 , 8 6 4 ISSN 0233-7Γ)·57. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № 4 64 держивании побегов на среде с ауксинами и последующем культивиро- вании их на безгормональной среде. Отработаны приемы получения развивающихся эксплантатов, ин- дукции адвентивного побегообразования и укоренения побегов, которые могут быть в дальнейшем использованы для создания технологий мик- роклонального размножения и экспериментов по клеточной и генетиче- ской инженерии ореха. Р е з ю м е Досліджували здатність до морфогенезу in vitro апікальних і латеральних бруньок із дерев 15—30- та 1—3-літнього віку горіха волоськог о. Формування адвентивних пагонів індукували на середовищі MC з IMK (0,01 мг/л) та 6-БАП (1 мг/л) через 12 тижнів культивування, включаючи два субкультивування через 2 і 6 тижнів. Пагони, отримані в культурі in vitro, видержували в рідкому середовищі MC з IMK (1; 5; 10 мг/л) та сахарозою (60 г/л) на протязі 6 діб в темряві. Вкоріняли пагони горіха волоського на безгормональному середовищі, макроелементи якого розбавляли в 4 рази, з агаром. S u m m a r y The ability of apical axillary buds of 15—30 and 1—3 years old walnut trees to morphogenesis in vitro was studied. Adventitious shoot formation was induced on MS- media containing IBA (0,01 mg/1) and 6-BAP (1 mg/1) after 12 weeks of cultivation (including two subcultivations after 2 and б weeks). Propagated shoots were pretreated in liquid MS-medium with IBA (1; 5; 10 mg/1) and sucrose (60 g/1) during 6 days in dark. Rooting of the walnut shoots was achieved on hormone free MS-medium (macro- salts were dissolved 1/4) with agar. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Рыбин В. А. Способы вегетативного размножения грецкого ореха.— Кишинев : Штиинца, 1961.— 29 с. 2. Цуркан И. Π. Выращивание привитого посадочного материала грецкого ореха в Молдавии // Достижения в плодовом питомниководстве НРБ и МССР.— Кишинев : Картя Молдовеняске,— 1978.—С. 208—213. 3. Стрела Т. Е. Новая биотехнология прививки ореха грецкого.— Киев : Наук, думка, 1987.— 59 с. 4. Chalupa V. Vegetativni mnozeni brizy (Betula pendula Roth.), dubu (Quercus ro- bur L.) a jasanu (Fraxinus escelsior L.) in vitro / /Pr . vulhm.— 1983.— N 62.— P. 179—194. 5. Pua Eng-Chong, Chong Calvin. Regulation of in vitro shoot and root regeneration in Macspur apple by sorbitol (Z)-glucitol) and related carbon sources / /J . Amer. Soc. Hort. S c i . - 1985.— 110, N 5 .—P. 705—709. 6. Driver J. A., Kuniyuki A. H. In vitro propagation of Paradox wal nut rootstock// Hort. S c i . - 1984.— 19, N 4.— P. 507—509. 7. Meynier V. Mise en culture in vitro de meristeme de Noyers hybrioes / /C. r. Acad. Sci. C.— 1985,— 301, N 5 ,—P. 261—264. Z.Wood B. W. In vitro proliferation of pecan / /Hort Sci.— 1982.— 17, N 6.— P. 890—891. 9. Liu S., Han B. In vitro propagation of walnut (Juglans regia L.) / /Acta Agr. Univ. Pekinesis.— 1986.— 12, N 2 .—P. 143—148. 10. Tulecke W., McGranahan G. Somatic embryogenesis and plant regeneration from cotyledons of walnut, Juglans regia. L.// Plant Sci.— 1985.— 40, N 1.—P. 57—63. 11. Фелалиев А. С. Морфогенез Juglans regia in vitro Ц Укр. бот. ж у р н — 1990 —47, No 3.— С. 85—87. 12. Болтивец В. С., Пивень Η. М. Индуцированный эмбриогенез в культуре ткани оре- ха грецкого//Физиология и биохимия культ, растений.— 1990.— 22, № 4 — С. 409—413. 13. Murashige Т., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobac- co tissue culture // Physiol. Plant.— 1962.— 15, N 2/3.— P. 473—497. 14. Jay-Allemand C., Cornu D., Macheix J. J. Characterisation du rajeunissement du Noyer (Juglans sp.) par une etude spectrophotometrigne globale du contenu polyphe- noligne / / Ann. Sci. For.— 1987.—44, N 3 .—P. 303—314. 15. Фелалиев А. С. Физиологические основы микроклонального размножения ореха грецкого in vitro: Автореф. дис. ... канд. биол. наук.— Душанбе, 1990.— 20 с. Ин-т клеточ. биологии и генет. инженерии АН УССР, Получено 14.01.91 Киев ISSN 0233-7657. Б И О П О Л И М Е Р Ы И КЛЕТКА. 1991. Т. 7. № 4 5 — 1-284 65