Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Стабильность растений земляники садовой (Fragaria ananassa Duch. ) после длительного хранения in vitro

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Стабильность растений земляники садовой (Fragaria ananassa Duch. ) после длительного хранения in vitro

Количество страниц	134

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24582.doc

Содержание	Содержание ВВЕДЕНИЕ... 4 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ... 9 1.1. Коллекции растительных объектов in vitro... 9 1.1.1. Пересадочные коллекции... 9 1.1.2. Депонированные коллекции... 10 1.1.3. Использование методов криоконсервации для сохранения генетических ресурсов... 13 1.1.3.1. Использование низкотемпературных криобанков для длительного хранения генетической информации... 1 б 1.1.4. Нерешенные проблемы, связанные с хранением растительных объектов в условиях in vitro... 18 1.2. Генетическая стабильность растений при использовании культуры in vitro... 22 1.2.1. Сомаклональная изменчивость в культуре клеток, возможные причины ее возникновения... 24 1.2.1.1. Генные мутации... 25 1.2.1.2. Хромосомные аберрации... 26 1.2.1.3. Изменения числа хромосом... 36 1.2.1.4. Нарушение коррелятивных связей при изолировании тканей от растения... 28 1.2.1.5. Особенности исходного материала... 29 1.2.1.6. Условия культивирования... 30 1.2.1.7. Длительность субкультивирования... 32 1.2.2. Использование сомаклональной изменчивости в селекции... 33 1.2.3. Появление уклоняющихся форм в процессе микроклонального размножения земляники... 35 1.3. Цель и задачи исследований... 42 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ... 44 3. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ... 47 3 3.1. Состав и приготовление питательных сред... 47 3.2. Соблюдение стерильных условий при операциях посадок и пересадок... 48 3.3. Условия культивирования... 48 3.4. Перевод микроразмноженных растений в нестерильные условия... 48 3.5. Изучение фертильности пыльцы растений земляники... 49 3.6. Учеты и наблюдения... 49 3.7. Обработка результатов... 50 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ... 51 4.1. Влияние длительного хранения in vitro на пролиферирующую способность растений земляники... 51 4.2. Поведение эксплантов земляники, прошедших этап длительного депонирования in vitro, на этапе укоренения... 61 4.3. Влияние длительного хранения in vitro на приживаемость и частоту появления аномалий у растений-регенерантов земляники на этапе адаптации... 66 4.4. Поведение растений земляники различных сортов после 7? длительного культивирования in vitro в полевых условиях... ^ 4.4.1. Вегетативная продуктивность растений в первый год высадки... 72 4.4.2. Поведение растений во второй сезон вегетации... 80 4.4.2.1. Учет генеративной продуктивности, определение сроков цветения и созревания плодов... 80 4.4.2.2. Изучение фертильности пыльцы... 85 4.4.2.3. Изучение урожайности... 86 4.4.2А. Изучение вегетативной продуктивности... 91 4.4.2.5. Уклоняющиеся формы у растений земляники в полевых условиях, пестролистность и поражаемость грибными болезнями... \q\ 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ КОЛЛЕКЦИЙ ЗЕМЛЯНИКИ IN VITRO... ц0 РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ... 113 ВЫВОДЫ... 114 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ... 117 ПРИЛОЖЕНИЕ... 134 Введение ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. В настоящее время биотехнология - важнейший инструмент внедрения научных достижений в производство. Исследование процессов жизнедеятельности на клеточном и молекулярном уровнях позволили создать необходимые предпосылки возникновения и быстрого развития современной биотехнологии и ее важнейших направлений -генетической и клеточной инженерии (B.C. Шевелуха, 2000). Современная биотехнология охватывает широкий круг методов, отраслей и задач, объединенных в несколько крупнейших блоков. В частности, в растениеводстве можно выделить следующие направления: 1) микроклональ-ное размножение и освобождение от вирусов (P. Boxus et al., 1984; R.A. Drew et al., 1986; B. Borkowska, 2001; Е.Д. Бондаренко, Н.И. Киссель, 2002); 2) создание новых форм растений с помощью методов генной инженерии (G.S. Warren, 1992; А.В. Поляков, 2002); 3) клеточная селекция с использованием сома-клональной изменчивости в культуре in vitro (В.М. Тюленев, 2000; Л.Л. Бун-цевич, В.В. Захарченко, 2002; Е.А. Гладков и др., 2003); 4) сохранение генетических ресурсов культурных и дикорастущих видов и форм растений (К.К. Kartha, 1984; L.A. Withers, 1995). Использование методов клеточной и генной инженерии открывает большие возможности для генетической реконструкции организмов в желаемых для исследователей направлениях (А. Атанасов, 1993). Но гены, необходимые для таких инженерных манипуляций должны быть надёжно сохранены в виде банка генов. В связи с этим в практической селекции особое значение имеет сохранение генетически ценных образцов. С другой стороны, для широкой селекционной работы по выведению новых сортов необходимо сохранение разнообразия видов, подвидов, рас и сортов культурных растений и их ближайших диких сородичей, которые могли быть использованы в качестве доноров ценных признаков (морозоустойчивости, зимостойкости, повышенной устойчивости к патогенам и другим неблагоприятным факторам). 5 Однако в результате хозяйственной деятельности человека происходит постоянное сокращение естественных ареалов дикорастущих форм и видов растений, что приводит к их гибели. Из-за чего человечество рискует не только потерей ценного генофонда растений, но и нарушением экологического равновесия в целом на планете. По данным, опубликованным в научной литературе (Н.Д. Тарасенко, 2000), в результате иррациональной деятельности человека, ежегодно мировое сообщество теряет 400 - 450 видов растений. Для сохранения разнообразия растительного мира существуют заповедники, ботанические сады и постоянно возобновляемые коллекции живых растений (Н.М. Иркаева и др., 1993; А.Т. Мокроносов и др., 1994; Э.В. Трускинов, Е.В. Рогозина, 1997; Е.И. Назарова, 2002; Т.Г. Яненко, 2002) и семян (банки семян). К сожалению, заповедники, в которых поддерживаются типичные биогеоценозы, не дают полной гарантии сохранения всех видов растений, произрастающих на их территории. В ботанических садах обычно сохраняются только узкие группы растений или отдельные представители (В.Д. Мануильский, А.Д. Шалин, 1992). Кроме того, для создания таких коллекций требуются значительные земельные ресурсы, а также в полевых условиях возрастает риск самоопыления в популяциях и гибридизации с родственными видами, что может привести к генной эрозии или даже к утере специфичности генотипа (И.Р. Рахимбаев, Ю.И. Ковальчук, 1999). Дальнейшие возможности открывает банк семян (S.D. Stoyanova, 2001). Однако, для вегетативно размножаемых растений, к которым относится подавляющее большинство плодовых и ягодных растений, банки семян неприемлемы. Ещё большие трудности возникают при необходимости иметь коллекции оздоровленных экземпляров (репозитории), в которых необходимо предусмотреть меры защиты от возможного повторного заражения (В. А. Высоцкий, 2000). В последнее время для создания и хранения коллекций все шире привлекаются методы биотехнологии (L.A. Withers, 1995; L. Guarino et al., 2001; P.K. Байбурина и др., 2002; CD. Le et al., 2002; G. Casazza et al., 2002). В основу этих методов положена возможность поддержания жизнеспособности пробирочных растений или их отдельных органов в течение длительного времени. Преимущество данного способа состоит в том, что позволяет значительно снизить затраты на оздоровление вегетативно размножаемых растений, обеспечить сохранность их ценных форм, сортов и видов, для создания коллекции не нужно большого количества посадочного материала, площади, она не подвержена действию биотических и абиотических факторов. Для некоторых видов культура ткани является единственно возможным способом сохранения генетического разнообразия. Однако, здесь также имеются некоторые трудности. Во-первых, время хранения таких растений ограничено, и поэтому правильнее рассматривать коллекции ш vitro как дополнение к полевым насаждениям. Кроме того, существует риск потери исходных генотипов из-за генетической нестабильности материала в культуре ткани, возникающей в результате сомаклональных вариаций. Для решения первой проблемы в настоящее время активно ведется разработка методов длительного хранения пробирочных растений. Большое внимание уделяется поиску оптимального состава питательных сред, температурного режима, освещенности, что позволяет добиться удлинения срока хранения материала. Помимо этого, быстрое развитие в области криоконсервации даёт возможность сохранять растительный материал в течение неограниченно длительного периода, несмотря на сложность этого процесса. Тогда как вопрос о влиянии хранения в условиях in vitro на генетическую стабильность сохраняемых образцов растений остается практически незатронутым. В связи с этим актуальной задачей является наиболее полное изучение влияния хранения in vitro на стабильность проявляемых признаков, как у 7 пробирочных растений, так и у полученных из них растений-регенерантов в полевых условиях. Научная новизна исследований. Впервые было изучено последействие длительного хранения (более 12 лет) растений земляники в условиях in vitro при низких положительных температурах. Изучена пролиферирующая способность на этапе размножения пробирочных растений. Определены способность к образованию корней и параметры развития корневой системы при перемещении эксплантов на среду укоренения. Установлены процент выживаемости при пересадке растений в нестерильные условия, а также основные типы и частота отклонений, возникающих на этапе адаптации. Изучено поведение растений-регенерантов в полевых условиях. Проведена оценка их вегетативной и генеративной продуктивности. Установлено влияние длительного хранения in vitro на сроки прохождения фенологических фаз (цветения и созревания плодов). Определены качество пыльцы, величина плодов и биологическая урожайность растений. Выявлены основные типы отклонений, а также степень поражения различными болезнями. Практическая значимость результатов исследований. Наблюдения за растениями, прошедшими этап длительного хранения в условиях пониженных температур, показали относительно высокую стабильность признаков, присущих исходным растениям. Не было обнаружено серьезных нарушений в процессах пролиферации, ризогенеза, адаптации растений к нестерильным условиям, а также значительных отличий между растениями после хранения и недавно введенными в культуру ткани при изучении их поведения в полевых условиях. Замеченные отклонения встречались как в опыте, так и в контроле и примерно с той же частотой. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о возможности включения процесса длительного депонирования in vitro в систему хранения ценных форм, методика регистрации и оценки стабильности проявления признаков может быть рекомендована для аналогичных исследований. 8 Полученным в результате работы материалом заложены маточные насаждения земляники на лабораторном участке ВСТИСП отделения «Измайлово», а также в СХПК «Племзавод Майский» (Вологодская область). Результаты работы были доложены на VIII международной конференции «Биология клеток растений in vitro и биотехнология» (9-13 сентября, 2003, Саратов), на Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности садоводства в современных условиях» (22 - 24 декабря 2003, Мичуринск), на международной научно-практической конференции «Ягодоводство на современном этапе» (13 - 15 июля 2004 г., Институт плодоводства Национальной академии наук Беларуси), на международной научно-практической конференции «Мобилизация адаптационного потенциала садовых растений в динамичных условиях внешней среды» (24 - 26 августа 2004 г., ВСТИСП, Москва), заседаниях учёного совета ВСТИСП, секции ягодных культур учёного совета ВСТИСП. По результатам исследования опубликовано 5 печатных работ. 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Коллекции растительных объектов in vitro Впервые идея создания коллекции оздоровленных пробирочных растений возникла в 1949 году. Тогда на Региональной станции интродукции растений и на межрегиональной станции интродукции картофеля в США поддерживали в культуре in vitro активные клоны таких сортов и видов картофеля, которые могли бы пригодиться для текущих исследовательских программ, а остальные клоны были помещены на длительное хранение при пониженной температуре (О.Н. Самсонова, 1991). С тех пор начата работа по использованию культуры ткани для создания и поддержания коллекций различных растений, в том числе плодовых и ягодных культур. Первыми, кто сообщил о возможности сохранения растений земляники в условиях in vitro, были R.H. Mullin и D.E. Shlegel (1976). В своей работе они описали способ поддержания жизнеспособности растений более 50 сортов земляники на жидкой питательной среде в темноте при температуре +4°С. В ходе хранения каждые три месяца проводили оценку жизнеспособности и, при необходимости, в пробирки добавляли 1-2 капли стерильной питательной среды. При этих условиях авторам удалось добиться сохранения растений в течение 6 лет. К настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал в области хранения растений в условиях in vitro, описано очень большое количество методов. В конечном итоге все способы содержания коллекций in vitro можно разделить на две категории: - пересадочные коллекции или хранение в условиях нормального роста; - депонированные коллекции, в которых растения находятся в условиях замедленного роста. 1.1.1. Пересадочные коллекции Хранение в условиях нормального роста ничем не отличается от метода обычного размножения, поэтому при таком способе хранения необходима регулярная пересадка на свежие питательные среды, обеспечение стабильных условий культивирования (температура, 10 влажность, освещённость, состав питательной среды) (A. Romano, 1994), что делает этот метод дорогим и трудоёмким. Поскольку частота мутаций, по-видимому, прямо зависит от скорости клеточных делений, риск генетических изменений может быть максимальным, однако строгое соблюдение условий культивирования способствует длительному сохранению признаков объекта и целостности его генома. При постоянных пересадках растительного материала с одной питательной среды на другую возникает ряд нежелательных явлений: нарушение стерильности, потеря морфогенетического потенциала растений и их гибель. Поэтому этот способ используют для сезонного накопления пробирочных растений перед высадкой их в нестерильные условия. Также эти коллекции служат основой для разработки методов хранения в условиях температур, близких к 0°С, которые позволяют добиться удлинения периодов сохранения пробирочных растений за счет сокращения количества пересадок. 1.1.2. Депонированные коллекции Более экономичным способом поддержания коллекций является депонирование растительного материала, то есть удлинение периода между пересадками объектов (R. Blaich, 1985; О.С. Машкина и др., 2002). Снижением температуры культивирования (Druart P., 1985; G. Mix, S. Schittenhelm, 1988; Wafaa W., 1992; J.F. Hausman et al., 1994), подбором соответствующего состава газовой среды (М.Р. Brindgen, G.L. Staby, 1981) спектрального состава света (A. Zarske, D. Schuh, 1984) обеспечивается минимальный рост растений. Вторым приемом, задерживающим рост пробирочных экземпляров, служит изменение минерального состава культуральных сред. Удаление или снижение уровня содержания питательных элементов, существенных для оптимального роста, ведет к задержке роста и развития (Г.А. Артамонова, О. Бямбауренштейн, 1988; Е.К. Ульянова, 1990; О.Н. Высоцкая, 1994). Третий способ связан с включением в состав искусственных питательных сред различных ретардантов (абсцизовая кислота, ССС, гидразид малеиновой кислоты и другие) (О. А. Подвигина и др., 2000), а 11 также осмотически активных веществ (маннита или сорбита) (G. Alleweldt, М. Harst-Langenbucher, 1987; R. Lizarraga et al., 1989; S.A. Bekheet et al, 2002). Депонирование позволяет уменьшить затраты труда и времени, сократить расходы на реактивы, использовать относительно простое лабораторное оборудование, вплоть до бытовых холодильников. К настоящему времени разработаны методики сдерживания роста в культуре in vitro для многих плодовых, овощных и декоративных культур. Например, доказана возможность увеличения продолжительности хранения растений винограда, в условиях пониженной температуры (5 - 12°С) и освещённости (500 лк) до шести месяцев при добавлении в питательную среду 1 мг/л хлорхолинхлорида. Введение в питательную среду 0,1 мг/л 6-бензиламинопурина (БАП) и увеличение концентрации сахарозы в питательной среде до 6 % приводило к уменьшению длины корней пробирочных растений более чем в 6 раз и длины побегов в 3,5 раза (Н. Д. Дорошенко и др., 1997). Добавление в питательную среду тонко размолотых семян винограда в повышенной концентрации (1,0 %-ный порошок и 20 %-ная вытяжка тонко размолотых семян) создает в ней высокий уровень естественных ингибиторов, что способствует замедлению ростовых процессов. Благодаря этому можно увеличить промежутки времени между пересадками растений на свежую питательную среду до 10 месяцев (Н.Д. Дорошенко, 2001). Культивирование побегов малины красной при пониженной температуре (2°С), слабом освещении на безгормональной среде способствовало сохранению растений в жизнеспособном состоянии (60 - 93%) в течение 12 месяцев (А. И. Мохаммед, 1998). Наилучшими условиями при длительном хранении in vitro коллекционных образцов черной смородины являлись пониженные температуры (+2...+4°С) в сочетании со слабой освещенностью и фотопериодом 16 ч, а также введение в питательную среду маннита, при которых образцы сохраняли жизнеспособность более 1,5-2 лет (Н.В. Шубакова, 1995). Для растений земляники также были разработаны различные методики 12 длительного хранения in vitro. В работе Е.К. Ульяновой (1990) была показана возможность беспересадочного хранения растений земляники в течение года при пониженных температурах +1...+4°С, в темноте, на жидкой и агаризованной питательных средах. При этом наиболее жизнеспособными оказались растения, хранящиеся на жидкой питательной среде. Введение в состав питательной среды Мурасиге-Скуга маннита и замена хлорида кальция на нитрат кальция (8-12 мМ) способствовали увеличению продолжительности жизни растений земляники в течение одного пассажа (О.Н. Высоцкая, 1994). При 16-часовом дне, освещенности 5-8 клк и температуре 25 - 28°С на модифицированной агаризованной питательной среде более 50 % коллекционных растений сохраняли жизнеспособность в течение 8 месяцев, а при 2-4 °С, 4-часовом дне и освещенности 0,5 - 0,8 клк — более 60 % растений в течение 24 мес. Помещение в полиэтиленовые мешки в условиях темноты при температуре +4°С (В. Reed, 1992), способствовало выживаемости 50 % растений земляники после 15 месяцев хранения. Таким образом, для каждого вида растений приемы хранения в условиях минимального роста специфичны. Разработка и усовершенствование этих методов позволяет создавать коллекции растительных объектов in vitro. В ГБС РАН создана и постоянно расширяется коллекция стерильных культур редких и ценных растений, включающая более 600 различных генотипов 83 видов из 28 ботанических семейств (Е.Б. Кириченко и др., 1997; О.И. Молканова и др., 2003). Основная часть коллекции хранится в условиях минимального роста. Периодически оценивается жизнеспособность регенерантов и проводится рекультивирование. В институте растениеводства им. Н.И. Вавилова коллекция in vitro включает в себя около 500 образцов вегетативно размножаемых культур (картофель, земляника, малина, ежевика, смородина, жимолость, вишня). Большинство образцов коллекции представлено сортами отечественной селекции (СЕ. Дунаева и др., 2003). В Белорусском НИИ плодоводства содержится коллекция растений 13 земляники in vitro. Растения сохраняются в бытовом холодильнике при температуре +4°С. Пробирки упаковываются в полиэтиленовые пакеты или обматываются полиэтиленовой пленкой для уменьшения испарения. Максимальный срок хранения в холодильнике без пересадки - 220 дней (С.Э. Семе-нас, Н.В. Кухарчик, 2000). Вследствие относительной простоты этот метод приобрёл наибольшее распространение. Практически все существующие коллекции пробирочных растений хранятся в условиях минимального роста. Помимо того, депонированные, как и пересадочные коллекции служат не только для непосредственного хранения растений, они также являются составной частью программ криосохранения - наиболее сложного и, безусловно, наиболее перспективного способа сохранения генетических ресурсов. 1.1.3. Использование методов криоконсервации для сохранения генетических ресурсов Криосохранение - это сложный, многоэтапный процесс, который проводят с целью неограниченно долго сохранить стабильными живые клетки, ткани и органы в состоянии анабиоза. Единственно надёжным средством для решения этой задачи является глубокий холод (-140°С), обеспечиваемый пока наиболее практично с помощью жидкого азота(-196°С) (А.С. Попов, 1996). Этот прием исключает периодическую смену питательной среды, однако требует наличия криогенного оборудования, регулярной поставки жидкого азота и хорошо отработанной технологии криоконсервации, обеспечивающей гарантированное возобновление культуры из каждого сохраняемого образца. Основные трудности связаны со спецификой как самих растительных клеток (большие размеры - до 2000 мкм, сильная вакуолизация), так и их популяций in vitro. Клетки в таких популяциях генетически гетерогенны и асинхронны. В любой данной культуре клетки имеют физиологические и морфологические вариации, что отражается на их криоустойчивости, и поэтому неизбежно, что далеко не все клетки выдерживают криосохранение (А.С. Попов, Л.А. Волкова, 1994; Z. Wang, X. Deng, 2002). 14 В случае меристематических культур ситуация дополнительно усложняется, так как каждая меристема является в сущности микроорганом размером от 100 до 500 мкм, в котором наряду с делящимися клетками собственно меристемы, характеризующимися малыми размерами и отсутствием большой вакуоли, присутствуют клетки других тканей, находящиеся на различных стадиях дифференцировки, вытянутые и вакуолизированные в различной степени. Криоустойчивость этих клеток намного меньше, чем собственно меристематических. Главная трудность криосохранения оводненных объектов состоит в том, что необходимо с наименьшей потерей жизнеспособности миновать при замораживании-оттаивании зону между - 40°С и температурой замерзания воды. Именно в этой температурной зоне проявляется действие обоих повреждающих факторов замораживания, каждый из которых опасен, прежде всего, потому, что способен вызвать деструкцию внешней клеточной мембраны - плазмалеммы и, следовательно, гибель клеток. Исходя из этого, первой задачей криосохранения является предотвращение образования кристаллов льда внутри клеток. Эту трудность можно преодолеть снижением скорости охлаждения или предварительным обезвоживанием клеток (R. Chaudhury, K.P.S. Chandel, 1995; L. Janeiro et al., 1996; M. Boucaud et al., 1996). С другой стороны, предварительное обезвоживание клеток может вызвать их повреждения, связанные с дегидратацией. Второй задачей криосохранения является ослабление группы стрессовых воздействий, вызванных неизбежной дегидратацией. Чтобы ослабить их действие, необходимы и оптимальный состав смеси криопротек-торов, и оптимальная скорость замораживания, и более того - оптимизация всей программы этого процесса (Н.Ф. Сопина, Г.А. Самыгин, 1993; W. Craig et al, 1996; С. Thierry et al, 1997; S.R. Turner et al, 2000; Sang-Ic Kim et al, 2001). В настоящее время криосохранение представляет собой комплекс последовательных этапов: закаливание исходных растений, предварительное культивирование изолированных из них меристем на средах с криопро-текторами, собственно замораживание, криогенное хранение, оттаивание и 15 рекультивирование размороженных меристем (Wu Yongjic et al., 1997; A.Golmirzaie, J.Toledo, 1999; O.H. Высоцкая, А.И. Мохаммед и др., 1999). Результат криоконсервирования зависит от соблюдения на каждом этапе условий замораживания, которые направлены на обеспечение минимума повреждений клеточных структур. Правильное сочетание известных криопротектров и поиски новых -главные условия для успешного замораживания клеток и меристем растений. Используя различное сочетание Сахаров и цитокининов из размороженных после хранения в жидком азоте меристем, минуя каллусообразование, были получены регенеранты 28 российских и зарубежных сортов земляники. Причем у отдельных образцов (сорта Амулет, Tribute) обнаружили 100%-ную регенерацию. Было показано преимущество глюкозы перед сахарозой при криосохранении меристем земляники (О.Н. Высоцкая и др., 1999). Принцип сочетания различных криопротекторов использовали также и другие исследователи, что позволяло оптимизировать процесс замораживания (Liguang Chen, Yushan Zheng, 2000; A.H. Новиков и др., 2001). Наряду с выбором криопротекторов, причем именно для данных объектов, наиболее важно найти оптимальную программу замораживания. В одних случаях используют двухэтапное замораживание: сначала медленное снижение температуры с постоянной скоростью до -35...-70°С, а затем непосредственное погружение в жидкий азот (S. Fukai, M. Goi, 1990; A. Abdelnour et al., 1993). В других случаях более успешным является применение трех- и более этапов замораживания. Например для меристем винограда рекомендована следующая программа замораживания: от 0 до -20°С охлаждение со скоростью 1°С/мин, до -50°С - 3°С/мин, до -85°С - 6°С/мин, до -135°С -10°С/мин, затем до - 196°С при скорости охлаждения 60°С/мин (Т.Ф. Стри-буль и др., 2000). Однако в целях упрощения схемы замораживания используют прием прямого погружения растительных образцов в жидкий азот (D. Hirai et al., 1998; D. Dominique et al., 2000). Этот способ не требует использования оборудования для медленного контролируемого охлаждения, частота 16 регенерации растений при этом не снижается, а в некоторых случаях даже повышается, что делает этот метод довольно привлекательным (Е. Niwata, 1995; В. Panis, R.Swennen, 1995; О. Moucadiri et al., 2002). Наряду с вышеперечисленными условиями замораживания, не менее важными являются также время и степень дегидратации, концентрация крио-протекторов и их смесей, а также время выдерживания на среде с их содержанием (D. Blakesley, RJ. Kiernan, 2001; Y. Bachiri et al., 2001; R. Hornung et al.,2001). Таким образом, в настоящее время ведется активный поиск методов криосохранения для различных видов растений. По мнению многих исследователей, криоконсервация представляет собой сложный, многостадийный, процесс со всеми вытекающими отсюда трудностями. Несмотря на это, криоконсервирование культивируемых растительных клеток и тканей, при условии выработки надёжной воспроизводимой методики, может стать технологической основой криобанка - единственной возможности неограниченно долгого хранения генофонда растений (Т.Ф. Стрибуль, 2000). 1.1.3.1. Использование низкотемпературных банков для длительного хранения генетической информации Впервые идея использования низкотемпературной консервации половых и соматических клеток редких и исчезающих видов животных и растений была выдвинута Б.Н. Вепринцевым в 1975 году (B.N. Veprintsev and N.N. Rott, 1979) и доложена на XIV Конгрессе Международного Союза Охраны природы (IUCN) в Ашхабаде в 1978 году. Он предлагал создать систему генетических криобанков, которая могла бы выполнить роль "Ноева ковчега" для пронесения генетических ресурсов биосферы через экологический кризис. Хотя принципиальной новизны в этом предложении не было (криобиология к этому времени сформировалась как самостоятельное направление исследований) (СИ. Розанов, 1994), предложение Б.Н. Вепринцева не встретило безусловной поддержки. Ее автора упрекали в попытке подменить охрану Живой Природы во всем ее ярком многообразии консервацией генетических ресурсов при температуре жидкого 17 азота в мрачных подземельях криобанков (В.Н. Карнаухов, 1994). Тем не менее, нашлось достаточное число энтузиастов, сплотившихся вокруг него в неформальный коллектив, ежегодно собиравшийся на рабочие совещания в Пущине. Работами участников этого неформального коллектива, одна за другой решались экспериментальные задачи, связанные с подбором условий криоконсервации. Эти работы дали результаты, подтвердившие реальность практически всех предложенных Б.Н. Вепринцевым приемов .(B.N. Veprintsev, N.N. Rott, 1979; Н.Н. Ротт, Б.Н. Вепринцев, 1981), которые позволяют рассчитывать на восстановление полноценных животных и растений. Достижения в этой области, позволившие ставить вопрос о создании системы генетических криобанков, сведены в докладе Научному Совету США "Создание банков генетических ресурсов исчезающих видов", представленном Д. Уилдтом, У. Ролом и У. Силом в 1990 г. Несмотря на понятные и известные трудности, за период 1991-1994 гг., коллективу Института биофизики клетки РАН удалось достаточно убедительно показать возможность практической реализации идей, сформулированных Б.Н. Вепринцевым в 1975 году, создать действующий Генетический криобанк редких и исчезающих видов животных и растений. Сейчас в генетическом криобанке создается коллекция редких видов растений (С.Г. Яшина и др., 2003). В коллекции культур тканей растений in vitro представлены 4 вида растений сем. Лилейных: рябчик русский (Fritillaria ruthenica), включенный в Красную книгу РСФСР (1988 г.); рябчик шахматный (F. meleagris), тюльпан Биберштейна (Tulipa biebersteiniana); лилия саранка (Lilium martagon), вид, одичавший на месте старинных парков. В настоящее время долговременное хранение растений налажено в 162 ботанических садах мира: там хранится 25683 образца. Наиболее крупный банк находится в Королевском ботаническом саду Кью, там собраны и сохраняются семена 4900 видов растений (12400 образца). В России долговременное хранение налажено в Главном Ботаническом саду РАН, а также во ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова. В ГБС с 1982 года при +5°С хранятся семена 490 видов (1390 образцов в герметичных

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24582.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.