Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород
Показаны результаты использования биотехнологии in vitro для размножения
 ценных форм ольхи черной и серой, березы повислой и карельской, тополя сереющего.
 Получены регенеранты, проведена адаптация в открытом грунте, созданы культуры
 тополя, ольхи и березы в лесхозах Вороне...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Datum: | 2008 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178228 |
| 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: | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород / Т.А. Благодарова, А.И. Сиволапов, В.А. Сиволапов // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2008. — Т. 5. — С. 214-218. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860079239955480576 |
|---|---|
| author | Благодарова, Т.А. Сиволапов, А.И. Сиволапов, В.А. |
| author_facet | Благодарова, Т.А. Сиволапов, А.И. Сиволапов, В.А. |
| citation_txt | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород / Т.А. Благодарова, А.И. Сиволапов, В.А. Сиволапов // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2008. — Т. 5. — С. 214-218. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | Показаны результаты использования биотехнологии in vitro для размножения
ценных форм ольхи черной и серой, березы повислой и карельской, тополя сереющего.
Получены регенеранты, проведена адаптация в открытом грунте, созданы культуры
тополя, ольхи и березы в лесхозах Воронежской области.
There were shown the results of the use of in vitro biotechnologie for the propagation
of valnable forms of Alnus glutinosa and Alnus incana, Betula verrucosa and Betula
verrucosa f. carelica, Populus canescens. There were received regenereites, carreed out
adaptation in field conditions, established same cultures of alna, betula and poplar in the
forest rangersv of Voronech region.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:15:59Z |
| format | Article |
| fulltext |
214
11. Білинська О.В. Підвищення ефективності експериментального андрогенезу in vitro у
ячменю шляхом оптимізації попередньої обробки колосся в умовах низької
позитивної температури // Фактори експериментальної еволюції організмів. – т. 3. –
К.: Логос, 2006. – C. 437 – 441.
Белинская Е.В., Дульнев П.Г. Модифицированный крахмал как компонент
питательной среды для получения гаплоидов ячменя в культуре пыльников in vitro
// Физиология и биохимия культурных растений. – 2007.– т. 39, № 2. – С. 136–143.
Резюме
Проведено оцінку мінливості показників гаплопродукції в залежності від умов
вирощування рослин-донорів пиляків, режиму і способу попередньої обробки колосся
та складу штучного живильного середовища. Збереження рангів залучених до
експерименту генотипів за здатністю до андрогенезу in vitro свідчить про суттєвість
генетичної складової у загальній мінливості і актуальність поглибленого вивчення
механізму генетичного контролю ознак культурабельності.
Проведена оценка изменчивости показателей гаплопродукции в зависимости от
условий выращивания растений-доноров пыльников, режима и способа предобработки
колосьев и состава искусственной питательной среды. Сохранение рангов включенных
в эксперимент генотипов по способности к андрогенезу in vitro свидетельствует о
существенности генетической составляющей в общей изменчивости и актуальности
изучения механизма генетического контроля культурабельности.
Evaluation of haploid production indicator variability caused by donor plant growth
conditions, the regime and the mode of spike pretreatment and the nutrient medium
composition has been carried out. Maintained ranks of genotypes including into the
experiment show the importance of the genetic component in the whole variability and
actuality of a profound investigation on the mechanism of a culturability genetic control
БЛАГОДАРОВА Т.А.1, СИВОЛАПОВ А.И.2, СИВОЛАПОВ В. А.2
1ФГУП НИИ лесной генетики и селекции, Воронеж, Россия,
Россия, 394087, Воронеж, ул. Ломоносова, 105, e-mail:mail@lesgen.vrn.ru
2Воронежская государственная лесотехническая академия,
Россия, 394613, Воронеж, ул. Тимирязева,8, e-mail:lescul@vglta.vrn.ru
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ IN VITRO В ЛЕСОКУЛЬТУРНОЙ
ПРАКТИКЕ БЫСТРОРАСТУЩИХ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД
В настоящее время наряду с традиционными приемами для воспроизводства
ценных форм и сортов лесных древесных растений используют метод культуры
изолированных органов и тканей (клональное микроразмножение растений). К
преимуществам этого метода относятся: быстрота, исключение вирусных заболеваний,
потребность в малом количестве инициальных эксплантов и ограниченных площадей,
возможность круглогодичного продуцирования посадочного материала,
продолжительная его сохранность при минимальных объемах холодильных камер,
продуцирование многих тысяч посадочного материала в год [1].
Массовое воспроизводство генетически улучшенных форм древесных растений
с помощью культуры тканей способствует повышению качественного состава
лесонасаждений за счет получения клоновых растений, устойчивых к болезням и
вредителям, стрессовым и техногенным факторам [2], ускоряет воспроизводство
лесных ресурсов (позволяет получать генетически улучшенный материал на 10 – 16 лет
раньше, чем при обычных условиях) [3].
215
Положительные результаты по клональному микроразмножению взрослых
деревьев получены для некоторых видов тополя, осины, березы, вяза, туи, эвкалипта,
ивы и др. пород, у которых хорошо выражена регенерационная способность. У этих
пород в культуре in vitro удалось увеличить коэффициент микроразмножения до 105 –
107 растений в год, что в несколько тысяч раз больше, чем при использовании
традиционных методов вегетативного размножения. Использование метода культуры
тканей позволяет с достаточной эффективностью проводить микроклональное
размножение березы, ольхи и тополя [4 - 13].
В последние годы особую значимость приобретают плантационные культуры
березы, ольхи и тополя с коротким периодом ротации на получение мелкотоварной
древесины для целей прессования и получения целлюлозы, в связи с высокой
эффективностью ее использования.
В лаборатории генетики НИИЛГиС впервые в Цетрально-Черноземном районе
начаты исследования по микроклональному размножению ольхи черной и серой,
тополя сереющего и березы.
Материалы и методы
Материалы исследований – быстрорастущие древесные породы средней полосы
России: ольха черная (Alnus glutinosa (L.) gaertn.), ольха серая (Alnus incana (L.)
moench), Betula verrucosa (Ehrh.) and Betula verrucosa f. carelica hort., Populus canescens
(Sm.).
Методика исследований. Наряду с прямой регенерацией побега из почки,
опробировали способ получения регенерантов из каллусных культур.
В первом случае экспериментами явились сегменты с одной почкой на стадии
зеленого конуса.
Для каллусных культур ольхи и березы эксплантами служили стеблевые
сегменты без почек, листья, листовые черешки.
В качестве базовых сред использовали MS и WPM [4] и их модификации с
различным содержанием и соотношением регуляторов роста (6-БАП, ИУК, НУК,
ИМК). При прямой регенерации использовали 6-БАП (0,2-1,5 мг/л), индукции
множества почек и побегов – 6-БАП в сочетании с НУК (0,2-0,5 мг/л).
Для микроклонального размножения березы использованы: мелкоромбовидно-
трещиноватая форма березы повислой воронежского происхождения, продольно-
трещиноватая форма березы повислой киевского происхождения и высокоствольная
форма березы карельской.
Проведено также микроклональное размножение трудноукореняемых новых
сортов тополя сереющего: Хоперский 1 и Приярский 1. Эти тополя характеризуются
выраженным гетерозисом по продуктивности и качеству древесины.
Специальные эксперименты проделаны со всем регенерированным материалом
ольхи и березы с целью усиления эффекта укоренения. Они предусматривали
предобработку раствором ИМК (0,2-0,5 мг/л) в течение 5 минут базального (бокового)
конца побега или апикального (АК). Контрольными были побеги без предобработки,
питательные среды в этом случае использовали без добавления ИМК. (Исследования
показали, что ИМК в среде, увеличивала количество укорененных побегов, резко
снижала качество укоренения).
Адаптация регенерантов проводилась в микротеплицах и открытом грунте.
технологии микроклонального размножения изучаемых древесных пород (ольхи,
березы и тополя) отличаются.
Результаты и обсуждение
Успешное развитие регенерантов ольхи говорит о возможности массового
получения посадочного материала.
Исследования проведены в 2-х направлениях – оптимизация условий
микроклональнирования ольхи in vitro и определение подходов к созданию системы
216
методов регенерации ольхи на основе культуры in vitro различных эксплантов (помимо
почек, стеблевых сегментов, листьев, черенков).
Процессы регенерации в сравнительном плане у эксплантов разных органов
ольхи на данный момент мало изучены. Нами исследовано проявление способности
каллусогенеза сегментов стеблей, черешков листьев, листьев.
Способность к регенерации каллуса наиболее выражена у стеблевых сегментов,
наименее (вплоть до полного отсутствия ткани) у листьев. Из ряда испытанных
регуляторов роста, традиционно используемых для индукции каллуса [4] (2,4Д, НУК,
ИУК, МК) на темп и интенсивность этого процесса у ольхи заметно влияет ИМК (2
мг/л). Концентрация определена экспериментальным путем: для черешков она явилась
стимулирующей, тогда как стеблевые сегменты образуют каллус и при более низком
содержании ИМК (0,5 мг/л) в среде. Листья во всех вариантах имели низкие показатели
каллусообразования.
Морфогенные культуры получены с помощью аналогичных сред, дополненных
6-БАП. Уменьшением содержания 6-БАП до 0,6 мг/л добивались индукции побегов у
ольхи черной, почек и корней – у ольхи серой. Следует отметить, что регенеранты
получены в культурах стеблевого происхождения. В случае черешков и листьев
отмечены начальные этапы морфогенеза (зеленые меристематические очаги, корни,
единичные почки). Эти данные позволили провести сравнительный анализ
эффективности морфогенеза у культур различного происхождения: а – каллусных, б –
вегетативных почек в зависимости от содержания БАП в среде WPM.
При общей тенденции к небольшим концентрациям 6-БАП (optim=0,6 мг/л)
отмечены более низкие морфогенетические возможности каллусных культур (40% по
сравнению с 70% у черной ольхи и 8,3% по сравнению с 41% - у серой). Однако по
морфологическим показателям регенерируемые побеги не отличались друг от друга у
обеих форм ольхи. Продолжительность жизни морфогенных культур ольхи по
сравнению с другими лиственными (тополь, береза) значительно ниже и ограничена 2-3
неделями.
Для их сохранения необходимо повторное рекультивирование. В противном
случае независимо от происхождения, в культурах отмечен интенсивный рост
каллусной ткани, как правило, подавляющий развитие побега.
Хороший рост, приживаемость, а также сохранность к концу вегетационного
периода регенерантов различного происхождения (каллусные культуры, узловые
сегменты) показывает достаточно высокую степень их жизнеспособности и
возможности успешной адаптации в открытом грунте.
Для микроклонального размножения березы достаточно эффективным было
сочетание следующих способов: активация развития основного (первичного) побега из
пазушной почки или индукция дополнительных адвентивных почек с последующим их
черенкованием, а также мультипликации вновь образовавшихся на этих черенках
пазушных побегов и целых растений.
Использование данного способа позволило существенно увеличить выход
растений-регенерантов березы из ограниченного количества исходных эксплантов.
Выявлены факторы, способствующие увеличению количества индуцированных
побегов от одного экспланта березы и их эффективному росту, что в дальнейшем
определило многочисленность клона и его жизнеспособность.
Из трех испытанных питательных сред (различающихся соляным и
гормональным составом) лучшей средой для первичного культивирования эксплантов
березы воронежского происхождения и березы карельской была среда Буле с БАП 0,5
мг/л и ИУК 0,5 мг/л; для березы киевского происхождения – 1/2 питательной среды
Мурасиге и Скуга с БАП (0,5 – 1 мг/л).
После доращивания и адаптации в теплице саженцы-регенеранты березы, ольхи
и тополя использовали для закладки плантационных культур. Весной 1996 года в
217
квартале 26 Конь-Колодезного лесничества заложены испытательные культуры
регенерантами березы повислой воронежского и киевского происхождения а также
березы карельской. Впервые в ЦЧР заложены испытательные культуры регенерантами
тополя Хоперский 1 и черенками триплоидного тополя бальзамического, полученного
Е.М. Гуляевой в НИИ лесной генетики и селекции. Культуры созданы редкой посадкой
(3 × 6 м) по раскорчеванной вырубке, в лесорастительных условиях С2
- С3. Почвы -
серые лесные супесчаные. Учет состояния (жизнеспособности) показал, что все
растения – регенеранты, черенковые саженцы и сеянцы хорошего состояния.
Выводы
Показана возможность создания системы методов регенерации ольхи, березы и
тополя сереющего на основе культуры in vitro различных эксплантов (узловых
сегментов, каллусных культур стеблевых сегментов, листьев, черешков).
Определены условия доращивания регенерируемого материала для успешного
его перевода в открытый грунт.
Положительные результаты анализа динамики и степени развития регенерантов
в открытом грунте в течение десяти лет подтверждают перспективность метода
культуры ткани как для массового воспроизводства, так и для сохранения ценного
генофонда лесных древесных растений.
Опыт создания культур ольхи, березы и тополя регенерантами, полученными in
vitro в Центрально-Черноземном районе России, показал возможность размножения и
создания плантационных культур.
Литература
1. Biondi S. Practical applications of in vitro propagation: present situation and future
prospeets // G. Bot. ital. – 1986. - 120. - № 1 – 6 – P. 29 – 42.
2. Rutledge G. B. Culture of meristeme tips and microsporagation of 12 commercial
clones of poplars in vitro / G. B. Rutledge, G.C. Douglas // Physiol. plant. – 1988. – 72. - №
2. – P. 367 – 373.
3. Sadiq Hasnain . Tissue culture in forestry: economic and genetic potential / H.
Sadiq. C. William // Forest. Chron. – 1986. – 62. - № 4. – P. 219 – 225.
4. Ryyänen L. Propagation of adult curlybirch succeeds with tissue culture / L.
Ryyänen, M. Ryynanen // Silvae fenn. – 1986. – 20. - № 2. – P. 139 – 147.
5. Бутова Г.М. Способ микроклонального размножения карельской березы /
Г.М. Бутова, Т.М. Табацкая, Л.Л. Скробова // Авт. св. 1597386 СССР, МКИ, 12, опубл.
7.10.90. Бюл. № 37.
6. Chalupa V. Micropropagation of malure trees of Birch (Betula pendula) and aspen
(Populus tremula) // Lesnictvi. – 1989. – 3. - № 11. – P. 983 – 993.
7. Старова Н.В. Культура изолированных почек и микроразмножение лесных
древесных растений / Н.В. Старова, Р.К. Бомбурина, З.Х. Хайрулина // Лесная
генетика, селекция и физиология древесных растений. – М., 1989. – С.165 – 167.
8. Попов В.К. Регенеранты березы и тополя, полученные in vitro в
плантационных культурах под Воронежем / В.К. Попов, Т.М. Табацкая, А.И. Сиволапов
// Биотехнология в ФЦП «Интеграция»: тез. докл. заочной н.-практ. конф. – С.-Пб.,
1999. – С. 36 – 37.
9. Sbay M., Guillot I., Danthu P., Prat D. In vitro propagation of interspecific hybrids
in alnus // Ann. Sci forest. - 1989. - 46. - p. 155-157.
10. Viera-Aarnio, Ryynanen L. Growth, crown structure and seed production of birch
seedlings, grafts and micropropagated plants // Silvae Fennica. - 1995. - V. 29, №1.- p.3-12.
11. Яцына А.А., Концевая И.И. Перспективы использования методов культуры
клеток и тканей в селекции лесных древесных растений //Лесная наука на рубеже 21
века. - Гомель, 1997. - Вып. 49. - с. 127-130.
12. Табацкая Т.М., Благодарова Т.А., Сиволапов А.И. Микроклональное
размножение ольхи черной и серой. Санкт-Петербург.-1999.- C. 39 - 40.
218
13. Сиволапов В.А. Получение регенерантов in vitro березы для создания лесных
культур / В.А. Сиволапов, Т.М. Табацкая, А.И. Сиволапов, А.И. Чернодубов
//Восстановление эколого-ресурсного потенциала агролесобиоценозов, лесоразведение
и рациональное природопользование в Центральной лесостепи и юге России: сб. науч.-
исслед. Работ / под ред. авторов; ГОУ ВПО «ВГЛТА», 2007. – С. 157-160.
Резюме
Показаны результаты использования биотехнологии in vitro для размножения
ценных форм ольхи черной и серой, березы повислой и карельской, тополя сереющего.
Получены регенеранты, проведена адаптация в открытом грунте, созданы культуры
тополя, ольхи и березы в лесхозах Воронежской области
There were shown the results of the use of in vitro biotechnologie for the propagation
of valnable forms of Alnus glutinosa and Alnus incana, Betula verrucosa and Betula
verrucosa f. carelica, Populus canescens. There were received regenereites, carreed out
adaptation in field conditions, established same cultures of alna, betula and poplar in the
forest rangersv of Voronech region.
БУГАРА А.М., ЮРКОВА И.Н., ТЕПЛИЦКАЯ Л.М.. БУГАРА И.А., ПАНОВ Д.А.
Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, Украина АР Крым,
95007, г. Симферополь, просп. Вернадского 4
e-mall: nanasilver@rambler.ru
ПОЛУЧЕНИЕ КАЛЛУСНЫХ КУЛЬТУР ФАТСИИ ЯПОНСКОЙ (FATSIA
JAPONICA DECHE. ET PLANCH) И АНАЛИЗ В НИХ ТРИТЕРПЕНОВЫХ
ГЛИКОЗИДОВ
Растения способны синтезировать и накапливать различные вещества вторичного
метаболизма, многие из которых представляют интерес для фармакологии. В качестве
источников лекарственного сырья используются, как правило, дикорастущие виды.
Плантационное выращивание лекарственных растений, содержащих вторичные
метаболиты, далеко не всегда дает положительные результаты. При плантационном
выращивании может значительно снижаться содержание вторичных метаболитов, а
многие растения тропической и субтропической флоры практически не возможно
выращивать вне этих климатических зон [1].
Фармацевтическая промышленность может рентабельно использовать вторичные
метаболиты, которые синтезируются и накапливаются в клетках культивируемых in
vitro. Использование клеточных культур для получения вторичных метаболитов имеет
ряд преимуществ. Они базируются на возможности получения и использования
экологически чистого сырья, управления процессом биосинтеза, создания клеточных
культур сверхпродуцентов, накапливающих вторичные метаболиты в значительно
больших количествах, чем интактные растения [1,2].
Фатсия японская (Fatsia japonica Deche. et Planch) – ценное лекарственное
растение, которое содержит целый ряд биологически активных веществ:
тритерпеновые гликозиды, протокатехиновую кислоту, холин, танины, эфирное масло
и др. Это растение издавна используется в народной медицине как тонизирующее
средство и анальгетик при болях в суставах, ревматизме и гастрите. На основе
растительной массы фатсии выпускается лекарственный препарат "Фатцифлогин",
обладающий противовоспалительным действием. Фатсия японская не выращивается
как плантационное растение. В этой связи представляет интерес получение клеточных
культур данного вида, как потенциального источника сырья для получения
биологически активных веществ.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-178228 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:15:59Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Благодарова, Т.А. Сиволапов, А.И. Сиволапов, В.А. 2021-02-18T11:35:34Z 2021-02-18T11:35:34Z 2008 Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород / Т.А. Благодарова, А.И. Сиволапов, В.А. Сиволапов // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2008. — Т. 5. — С. 214-218. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178228 Показаны результаты использования биотехнологии in vitro для размножения
 ценных форм ольхи черной и серой, березы повислой и карельской, тополя сереющего.
 Получены регенеранты, проведена адаптация в открытом грунте, созданы культуры
 тополя, ольхи и березы в лесхозах Воронежской области. There were shown the results of the use of in vitro biotechnologie for the propagation
 of valnable forms of Alnus glutinosa and Alnus incana, Betula verrucosa and Betula
 verrucosa f. carelica, Populus canescens. There were received regenereites, carreed out
 adaptation in field conditions, established same cultures of alna, betula and poplar in the
 forest rangersv of Voronech region. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Технології in vitro: проблеми та перспективи Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород Article published earlier |
| spellingShingle | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород Благодарова, Т.А. Сиволапов, А.И. Сиволапов, В.А. Технології in vitro: проблеми та перспективи |
| title | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород |
| title_full | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород |
| title_fullStr | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород |
| title_full_unstemmed | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород |
| title_short | Использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород |
| title_sort | использование биотехнологии in vitro в лесокультурной практике быстрорастущих древесных пород |
| topic | Технології in vitro: проблеми та перспективи |
| topic_facet | Технології in vitro: проблеми та перспективи |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/178228 |
| work_keys_str_mv | AT blagodarovata ispolʹzovaniebiotehnologiiinvitrovlesokulʹturnoipraktikebystrorastuŝihdrevesnyhporod AT sivolapovai ispolʹzovaniebiotehnologiiinvitrovlesokulʹturnoipraktikebystrorastuŝihdrevesnyhporod AT sivolapovva ispolʹzovaniebiotehnologiiinvitrovlesokulʹturnoipraktikebystrorastuŝihdrevesnyhporod |