ИНДУЦИРОВАННЫЙ МУТАГЕНЕЗ В КУЛЬТУРЕ ИЗОЛИРОВАННЫХ ТКАНЕЙ СЕНПОЛИИ

M. K. Gorina, K. A. Smashnykh, O. K. Tavartkiladze, O. S. Goryaninova

Аннотация


В статье изучено действие колхицина на регенерационную способность изолированных тканей сенполии фиалковой (сорт Blue Dragon). Определена оптимальная доза мутагена и время экспозиции для сохранения жизнеспособности клеток и получения максимального числа растений-регенерантов с измененным генотипом. Для получения клеточных линий использовали фрагменты листа (5×5 мм). Изолированные листовые экспланты культивировали на питательной среде MS, с добавлением бензиламинопурина (БАП) и α-нафтилуксусной кислоты в концентрации 4 и 3 мкМ, соответственно. В качестве химического мутагена использовали колхицин в концентрации 10, 50, 80 и 100 мг/л. Колхициновую обработку проводили при трех экспозициях (3, 5 и 10 суток), после чего, каллусные ткани переносили на свежую среду без колхицина для дальнейшего культивирования. Контролем служило культивирование на среде без колхицина Результатом влияния высокой концентрации колхицина и длительностью экспозиции экспланта на средах с мутагеном является процесс каллусогенеза, которому подверглись уцелевшие меристематические клетки. В культуре тканей для перехода специализированной ткани в делящееся состояние всегда необходимы гормональные факторы. Вероятно, в нашем случае такими индуктором являлся колхицин в концентрациях 50 и 80 мг/л при экспозиции 10 суток. На средах II-10 и III-10 уровень каллусогенеза варьировал от 60 до 100%. При концентрации колхицина 50 и 80 мг/л и экспозиции 10 суток наблюдается низкий уровень прямой регенерации и высокий процент каллусообразования. Следовательно, стоит ожидать изменения генома у растений-регенерантов, полученных на средах II-10 и III-10.


Ключевые слова


мутагенез; культура; колхицин; регенерационная способность; сенполия.

Полный текст:

PDF

Литература


Азовцева А.П. Способы учета мутаций и количественный анализ изменений, возникающих после действия химических мутагенов на изменчивость признаков овса // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2005. – № 1. – С. 15–20.

Артюх С.Н. Метод индуцированного мутагенеза в селекции сортов яблони для интенсивных технологий садов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2015. – № 55. – С. 7–9.

Ауэрбах Ш. Проблемы мутагенеза. – М.: Мир, 1978. – 458 с.

Братухина Е.В., Мохно В.С. Возможности получения новых форм тюльпанов путем экспериментального мутагенеза // Субтропическое и декоративное садоводство. – 2007. – Т. 40. – С. 48–61.

Гирко В.С. Нетрадиционные методы создания селекционного материала пшеницы: Дис… д. с.-х. наук. – Киев, 1999. – 305 с.

Егорова Н.А. Влияние колхицина на каллусогенез и регенерацию растений эфиромасличной герани in vitro // Труды Никитского ботанического сада. – 2007. – Т. 128. – С. 66–72.

Егорова Н.А. Разработка методических основ клеточной селекции in vitro на устойчивость к NaCl // Экосистемы. – 2011. – № 5(24). – С. 173–179.

Ерещенко О.В., Никитина Е.Д., Хлебова Л.П. Оценка эффективности различных схем клеточной селекции яровой пшеницы на устойчивость к осмотическим стрессам // в сборнике: технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности. Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. – 2014. – С. 220–224.

Ерещенко О.В., Хлебова Л.П., Розова М.А. Оценка регенерационного потенциала яровой твердой пшеницы для создания засухоустойчивого селекционного материала // в сборнике: Биотехнология и общество в XXI веке. Сборник статей Международной научно-практической конференции. – 2015. – С. 341–345.

Зільберварг І.Р. Біотехнологічні основи одержання поліплоідних рослин м’яти котячої із застосуванням антимікротрубочкових сполук для цілей селекції: Автореф. дис…к. б. н. – Ялта, 2002. – 21 с.

Зоз Н.Н. Методика исследования химических мутагенов в селекции сельскохозяйственных культур // Мутационная селекция. – М.: Наука, 1968. – С. 217 – 230.

Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Генетические основы селекции растений: в 4 т. – Минск: Беларус. наука, 2008. – Т.1: Общая генетика растений. – 551 с.

Корниенко А.В., Буторина А.К. Индуцированный мутагенез у сахарной свеклы (Beta vulgaris L.): полученные результаты и перспективы использования для разработки Tilling-проекта // Успехи современной биологии. – 2012. – Т. 132. – № 6. – С. 582–593.

Королев К.П. Индуцированный мутагенез как способ расширения генетического разнообразия и создание нового исходного материала для различных направлений селекционной работы // Проблемы развития АПК региона. – 2016. – Т.1. – № 1–1(25). – С. 130–134.

Кунах В.А. Изменчивость растительного генома в процессе дидефференцировки и каллусообразования in vitro // Физиология растений. – 1999. – Т. 46. – № 6. – С. 919–929.

Марьяхина И.Я., Полумордвинова И.В., Шевченко Н.П. Возможность использования метода полиплоидизации in vitro в селекции лука // С/х биология. – 1994. – № 5. – С. 32–37.

Мельничук М.Д., Новак Т.В., Кунах В.А. Біотехнологія рослин: Підручник – К.: ПоліграфКонсалтинг, 2003. – 520 с.

Назаренко Н.Н. Спектр и частота хромосомных аберраций под действием некоторых химических мутагенов // в сборнике: Биоразнообразие: глобальные и региональные процессы. Материалы Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием. Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН. 2016. – С. 33–34.

Никитина Е.Д., Хлебова Л.П., Пронина Р.Д. Сомаклональная изменчивость in vitro как источник создания исходного материала для селекции мягкой пшеницы // Acta Biologica Sibirica. 2015. – Т. 1. – № 3–4. – С. 171–186.

Новикова Т.И. Использование биотехнологических подходов для сохранения биоразнообразия растений // Растительный мир Азиатской России. – 2013. – № 2(12). С. 119–128.

Рапопорт И.А. Генетические ресурсы доминантности в химическом мутагенезе и их селекционное значение // Химический мутагенез и гибридизация. – М.: Наука, 1978. – С. 3–33.

Стрельчук С.И. Основы экспериментального мутагенеза. – Киев: Вища школа, 1981. – 216 с.

Фадеев А.А., Фадеева М.Ф., Воробьева Л.В. Действие физического мутагена на количественные признаки сои // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. – 2014. – № 1 (157–158). – С. 20–24.

Хазиева Ф.М., Басалаева И.В., Тоцкая С.А. Грязнов М.Ю., Сидельников Н.И., Бурова А.Е. Влияние химических мутагенов на Calendula officinalis L. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. – 2014. – Т. 12. – № 4. – С. 66.

Хлебова Л.П., Ерещенко О.В. Оценка сомаклональной изменчивости яровой мягкой пшеницы // в сборнике: Ломоносовские чтения на Алтае: фундаментальные проблемы науки и образования. Сборник научных статей международной конференции. – 2015. – С.1671–1675.

Чугункова Т.В., Дубровная О.В. Цитологический анализ каллусных культур и растений-регенерантов, полученных из эксплантов сахарной свеклы различной плоидности // Цитология и генетика. – 1998. – Т. 32. – №4. – С. 9–15.

Шабалин Н.С., Дудин Г.П. Влияние химических и физических мутагенов на изменчивость ярового ячменя сорта Изумруд во втором поколении // в сборнике: Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России. Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых. – 2016. – С. 31–33.

Шоферистов Е. П. Получение полиплоидных растений нектарина (Prunus persica (L.) Batsch subsp. nectarina (Ait.) Shof.) в Никитском ботаническом саду // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. – 2008. – № 2 (8). – С. 38–41.

Dolezel J., Binarova P. The effect of colchicine on ploidy level, morphology and embryogenic capacity of alfalfa suspension cultures // Plant Sci. – 1989. – Vol. 64. – № 2. – P. 213–219.

Larkin P.J., Scowcroft W.R. Somaclonal variation – a novel source of variability from cell cultures for plant improvement // Theoretical and Applied Genetics. – 1981. – V. 60. – P. 197–214.

REFERENCES

Artyuh, S.N. (2015). Metod inducirovannogo mutageneza v selekcii sortov yabloni dlya intensivnyh tehnologii sadov. Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 55, 7–9. (in Russian).

Auerbah, Sh. (1978). Problemy mutageneza. 458. (in Russian).

Azovceva, A.P. (2005). Sposoby ucheta mutacii i kolichestvennyi analiz izmenenii, voznikayushih posle deistviya himicheskih mutagenov na izmenchivost' priznakov ovsa. Sibirskii vestnik sel'skohozyaistvennoi nauki, 1, 15–20. (in Russian).

Bratuhina, E.V., Mohno, V.S. (2007). Vozmozhnosti polucheniya novyh form tyul'panov putem eksperimental'nogo mutageneza. Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo, 40, 48–61. (in Russian).

Chugunkova, T.V., Dubrovnaya, O.V. (1998). Citologicheskii analiz kallusnyh kul'tur i rastenii-regenerantov, poluchennyh iz eksplantov saharnoi svekly razlichnoi ploidnosti. Citologiya i genetika, 32, 4, 9–15. (in Russian).

Dolezel, J., Binarova, P. (1989). The effect of colchicine on ploidy level, morphology and embryogenic capacity of alfalfa suspension cultures. Plant Sci, 64, 2, 213–219.

Egorova, N.A. (2007). Vliyanie kolhicina na kallusogenez i regeneraciyu rastenii efiromaslichnoi gerani in vitro. Trudy Nikitskogo botanicheskogo sada, 128, 66–72. (in Russian).

Egorova, N.A. (2011). Razrabotka metodicheskih osnov kletochnoi selekcii in vitro na ustoichivost' k NaCl. Ekosistemy, 5(24), 173–179. (in Russian).

Ereshenko, O.V., Hlebova, L.P., Rozova, M.A. (2015). Ocenka regeneracionnogo potenciala yarovoi tverdoi pshenicy dlya sozdaniya zasuhoustoichivogo selekcionnogo materiala. Biotehnologiya i obshestvo v XXI veke, 341–345. (in Russian).

Ereshenko, O.V., Nikitina, E.D., Hlebova, L.P. (2014). Ocenka effektivnosti razlichnyh shem kletochnoi selekcii yarovoi pshenicy na ustoichivost' k osmoticheskim stressam. Tehnologii i oborudovanie himicheskoi, biotehnologicheskoi i pishevoi promyshlennosti, 220–224. (in Russian).

Fadeev, A.A., Fadeeva, M.F., Vorob'eva, L.V. (2014). Deistvie fizicheskogo mutagena na kolichestvennye priznaki soi. Maslichnye kul'tury. Nauchno-tehnicheskii byulleten' Vserossiiskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta maslichnyh kul'tur, 1 (157–158). 20–24. (in Russian).

Girko, V.S. (1999). Netradicionnye metody sozdaniya selekcionnogo materiala pshenicy: Dis… d. s.-h. nauk. Kiev, 305. (in Russian).

Hazieva, F.M., Basalaeva, I.V., Tockaya, S.A. Gryaznov, M.Yu., Sidel'nikov, N.I., Burova, A.E. (2014). Vliyanie himicheskih mutagenov na Calendula officinalis L. Voprosy biologicheskoi, medicinskoi i farmacevticheskoi himii, 12, 4, 66. (in Russian).

Hlebova, L.P., Ereshenko, O.V. (2015). Ocenka somaklonal'noi izmenchivosti yarovoi myagkoi pshenicy. Lomonosovskie chteniya na Altae: fundamental'nye problemy nauki i obrazovaniya, 1671–1675. (in Russian).

Kil'chevskii, A.V., Hotyleva, L.V. (2008). Geneticheskie osnovy selekcii rastenii: Obshaya genetika rastenii. 551. (in Russian).

Kornienko, A.V., Butorina, A.K. (2012). Inducirovannyi mutagenez u saharnoi svekly (Beta vulgaris L.): poluchennye rezul'taty i perspektivy ispol'zovaniya dlya razrabotki Tilling-proekta. Uspehi sovremennoi biologii, 132, 6. 582–593. (in Russian).

Korolev, K.P. (2016). Inducirovannyi mutagenez kak sposob rasshireniya geneticheskogo raznoobraziya i sozdanie novogo ishodnogo materiala dlya razlichnyh napravlenii selekcionnoi raboty. Problemy razvitiya APK regiona, 1, 1–1 (25), 130–134. (in Russian).

Kunah, V.A. (1999). Izmenchivost' rastitel'nogo genoma v processe didefferencirovki i kallusoobrazovaniya in vitro. Fiziologiya rastenii, 46, 6, 919–929. (in Russian).

Larkin, P.J., Scowcroft, W.R. (1981). Somaclonal variation – a novel source of variability from cell cultures for plant improvement. Theoretical and Applied Genetics, 60, 197–214.

Mar'yahina, I.Ya., Polumordvinova, I.V., Shevchenko, N.P. (1994). Vozmozhnost' ispol'zovaniya metoda poliploidizacii in vitro v selekcii luka. S/h biologiya, 5, 32–37. (in Russian).

Mel'nichuk, M.D., Novak, T.V., Kunah, V.A. (2003). Biotehnologiya roslin, 520. (in Russian).

Nazarenko, N.N. (2016). Spektr i chastota hromosomnyh aberracii pod deistviem nekotoryh himicheskih mutagenov. Bioraznoobrazie: global'nye i regional'nye processy. Materialy Vserossiiskoi konferencii molodyh uchenyh s mezhdunarodnym uchastiem. Institut obshei i eksperimental'noi biologii SO RAN, 33–34. (in Russian).

Nikitina, E.D., Hlebova, L.P., Pronina, R.D. (2015). Somaklonal'naya izmenchivost' in vitro kak istochnik sozdaniya ishodnogo materiala dlya selekcii myagkoi pshenicy. Acta Biologica Sibirica, 1, 3–4, 171–186. (in Russian).

Novikova, T.I. (2013). Ispol'zovanie biotehnologicheskih podhodov dlya sohraneniya bioraznoobraziya rastenii. Rastitel'nyi mir Aziatskoi Rossii, 2(12), 119–128. (in Russian).

Rapoport, I.A. (1978). Geneticheskie resursy dominantnosti v himicheskom mutageneze i ih selekcionnoe znachenie. Himicheskii mutagenez i gibridizaciya, 3–33. (in Russian).

Shabalin, N.S., Dudin, G.P. (2016). Vliyanie himicheskih i fizicheskih mutagenov na izmenchivost' yarovogo yachmenya sorta Izumrud vo vtorom pokolenii. Innovacionnye idei molodyh issledovatelei dlya agropromyshlennogo kompleksa Rossii, 31–33. (in Russian).

Shoferistov E. P. (2008). Poluchenie poliploidnyh rastenii nektarina (Prunus persica (L.) Batsch subsp. nectarina (Ait.) Shof.) v Nikitskom botanicheskom sadu. Sortovivchennya ta ohorona prav na sorti roslin, 2 (8), 38–41. (in Russian).

Strel'chuk, S.I. 1981. Osnovy eksperimental'nogo mutageneza. Kiev: Visha shkola, 216. (in Russian).

Zil'bervarg I. R. (2002). Biotehnologichni osnovi oderzhannya poliploidnih roslin myati kotyachoi iz zastosuvannyam antimikrotrubochkovih spoluk dlya cilei selekcii. Thesis of Doctoral Dissertation. Yalta (in Ukrainian).

Zoz N.N. (1968). Metodika issledovaniya himicheskih mutagenov v selekcii sel'skohozyaistvennyh kul'tur. Mutacionnaya selekciya, 217–230. (in Russian).




DOI: http://dx.doi.org/10.14258/abs.v2i4.1702

Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.




(c) 2016 M. K. Gorina, K. A. Smashnykh, O. K. Tavartkiladze, O. S. Goryaninova

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
ISSN: 2412-1908