Аспекты клонального микроразмножения и сохранения растений in vitro
Автор: Самарская Виктория Олеговна, Малаева Елена Викторовна, Постнова Маргарита Викторовна
Журнал: Природные системы и ресурсы @ns-jvolsu
Рубрика: Биология и биотехнология
Статья в выпуске: 3 т.9, 2019 года.
Бесплатный доступ
Несмотря на более чем вековые исследования эффективных биотехнологических методов размножения различных видов растений, микроклональное размножение продолжает оставаться важным инструментом для крупномасштабного производства клональных саженцев важных видов, которые сохраняют генетическую верность и не содержат вредителей. В некоторых случаях микроклональное размножение является единственным методом, который способствует поддержанию и повышает экономическую ценность конкретных сельскохозяйственных видов растений. Микроклональное размножение как метод решило многие фитосанитарные проблемы и позволило как расширить, так и получить доступ к высококачественным растениям для производителей из разных стран и экономических условий, тем самым эффективно способствуя расширению сельского хозяйства в настоящее время и в обозримом будущем. В настоящее время, этот метод широко используется при создании посадочного материала культур для сельского хозяйства и разведения культур промышленного цветоводства, плодовых, ягодных культур и древесных растений. Благодаря применению данного метода, появилась возможность создания банков in vitro редких и ценных генотипов растений. Современные технологии клонального микроразмножения находятся на стадии промышленного потока, который быстро реагирует на запросы рынка. Анализ отечественных и зарубежных источников научных исследований по микроклональному размножению растений показал что, в настоящее время себестоимость его применения достаточно высока и требует наличия в лабораторий с соответствующим оборудованием и высококвалифицированным штатом сотрудников. Модификация и адаптация метода микроклонального размножения растений способствует реализации морфогенетического потенциала, определяет видовые особенности исходного материала, тип экспланта, его физиологическое состояние, состав питательных сред и условия культивирования. При этом, разведение оздоровленных растений позволит значительно увеличить выход ценной сельскохозяйственной продукции и высокие адаптационные свойства оздоровленных растений позволяющие культивировать их с меньшими затратами химикатов, что значительно увеличит их пищевую ценность и даст большую возможность получать продукты органического производства с высококачественными характеристиками.
Биотехнология, клональное размножение, органогенез, культура in vitro, укоренение, изолированные экспланты
Короткий адрес: https://sciup.org/149131457
IDR: 149131457 | УДК: 606:631.53 | DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2019.3.2
Aspects of clonal micropropagation and conservation of plants in vitro
Despite more than a century of research on effective biotechnological methods to reproduce various plant species, microclonal reproduction continues to be an important tool for large-scale production. The clonal seedlings of important species maintain genetic fidelity and do not contain pests. In some cases, microclonal propagation is the only method that contributes to the maintenance and economic value of specific agricultural plant species. Microclonal reproduction as a method has solved many phytosanitary problems and has allowed both expansion and access to high-quality plants for producers from different countries and economic conditions, thus effectively contributing to the expansion of agriculture now and in the foreseeable future. Currently, this method is widely used in the creation of planting material for crops for agriculture and cultivation of crops of industrial floriculture, fruit, berry crops and woody plants. Thanks to this method, it is possible to create in vitro banks of rare and valuable plant genotypes. Modern technologies of clonal micro-multiplication are at the stage of industrial flow, which quickly responds to market demands. The analysis of domestic and foreign sources of scientific research on microclonal plant propagation has shown that, at the present time, the cost of its use is quite high and requires the presence of laboratories with appropriate equipment and highly qualified staff. Modification and adaptation of the method of microclonal reproduction of plants contributes to the implementation of the morphogenetic potential, determines the specific features of the source material, the type of explant, its physiological state, the composition of nutrient media, and cultivation conditions. At the same time, the cultivation of healthy plants will significantly increase the yield of valuable agricultural products and high adaptive properties of healthy plants that allow them to be cultivated with less chemicals, which will significantly increase their nutritional value and give a greater opportunity to obtain organic products with high-quality characteristics.
Список литературы Аспекты клонального микроразмножения и сохранения растений in vitro
- Арестова, С. В. Оценка адаптации интро-дуцированных древесно-кустарниковых растений в условиях Саратовского Поволжья : метод. рекомендации / С. В. Арестова, Е. А. Арестова. - Саратов : НИИСХ Юго-Востока, 2017. - 28 с.
- Булдаков, С. А. Влияние фунгицида шир-лана при клональном микроразмножении картофеля in vitro / С. А. Булдаков, Н. А. Шаклеина, Л. П. Плеханова // Плодоводство и ягодоводство России. - 2015. - Т. 43. - С. 229-232.
- Бутенко, Р. Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнология на их основе / Р. Г. Бутенко. - М. : ФБК-ПРЕСС, 1999. - 160 с.
- Высоцкий, В. А. Спектральный состав света как регуляторный фактор при клональном микроразмножении ягодных растений / В. А. Высоцкий // Плодоводство и ягодоводство России. - 2016. -Т. 44. - С. 126-130.
- Использование Azospirillum brasilense sp245 для повышения эффективности микрокло-нального размножения смолевки меловой (Silene cretacea Fisch. ex Spreng.) / Т. А. Крицкая [и др.] // Биотехнология. - 2017. - Т. 33, № 1. - С. 72-79.
- Клональное микроразмножение и оценка адаптивной способности белоцветковой формы Chamaenerion angustifolium (L.) scop / Д. А. Егорова [и др.] // Вестник Удмурт. ун-та. Сер.: Биология. Науки о Земле. - 2016. - Т. 26, № 4. - С. 25-31.
- Козьмена, Н. П. Зерноведение с основами биохимии растений: научное издание / Н. П. Козь-мена, В. А. Гунькин, Г. М. Суслянок. - М : Колос, 2016. - 464 с.
- Крахмалева, И. Л. Использование клональ-ного микроразмножения для разных форм перспективных сортов Actinidia kolomikta (Rupr. et Maxim) Maxim / И. Л. Крахмалева, О. И. Молканова, Е. В. Ма-лаева // Бюл. Гос. Никит. ботан. сада. - 2019. -Вып. 133. - С. 80-86.
- Малаева, Е. В. Сохранение редких видов растений в коллекции in vitro Волгоградского регионального ботанического сада / Е. В. Малаева // Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии. - 2019. - № 18. - С. 606-610.
- Маркова, М. Г Влияние регуляторов роста на размножение перспективных сортов малины в культуре in vitro / М. Г. Маркова, Е. Н. Сомова, С. А. Потапова // Вестник Дон. гос. аграр. унта. - 2015. - № 2-1 (16). - С. 104-111.
- Молканова, О. И. Особенности клональ-ного микроразмножения Aristolochia manshuriensis Kom / О. И. Молканова, Д. А. Егорова // Бюл. Глав. ботан. сада. - 2017. - № 1 (203). - С. 58-63.
- Некоторые аспекты клонального микроразмножения и сохранения in vitro эфиромаслич-ных растений / Н. А. Егорова [и др.] // Тавр. вестник аграр. науки. - 2015. - № 1(3). - С. 18-24.
- Острикова, О. В. Эффективность клональ-ного микроразмножения сортов и подвойных форм вишни в зависимости от состава питательной среды / О. В. Острикова, А. В. Горбачева, О. Н. Улицкая // Актуальные проблемы естественнонаучного образования, защиты окружающей среды и здоровья человека. - 2016. - Т. 4, № 4. - С. 278-283.
- Предварительные материалы по реинтро-дукции Lilium pensylvanicum в окрестностях г. Якутска / Н. С. Данилова [и др.] // Науч. ведомости Белгород. гос. ун-та. Сер.: Естественные науки. - 2011. -№ 3. - С. 115-121.
- Селютина, И. Ю. Изменчивость и межпо-пуляционная дифференциация редкого вида Gueldenstaedtia monophylla Fisch. (Fabaceae), выявляемая методом SDS-электрофореза / И. Ю. Селютина, Е. С. Кониченко, О. В. Дорогина // Вавилов-ский журнал генетики и селекции. - 2017. - Т. 2, №3. - С. 354-359.
- Тимофеева, С. Н. Гистологические аспекты клонального микроразмножения Laburnum anagyroides Medi: / С. Н. Тимофеева, О. И. Юдако-ва, А. И. Степанова // Бюл. Гос. Никит. ботан. сада. -2016. - № 120. - С. 30-35.
- Шевченко, И. В. Реинтродукция редких и сокращающих численность в белгородской области видов Iris L в ботаническом саду Белгородского университета / И. В. Шевченко, В. И. Чернявских, О. А. Сороконуцова // Науч. ведомости Белгород. гос. ун-та. Сер.: Естественные науки. - 2011. - № 9 (104). -С. 88-92.
- Шипунова, А. А. Влияние некоторых факторов культивирования на клональное микроразмножение плодовых и ягодных растений / А. А. Ши-пунова, В. А. Высоцкий // Плодоводство и ягодо-водство России. - 2012. - Т. 9. - С. 193-200.
- Якимова, О. В. Влияние состава питательной среды и генотипа на клональное микроразмножение душицы in vitro / О. В. Якимова, Н. А. Егорова // Труды Кубан. гос. аграр. ун-та. -2015. - № 55. - С. 304-309.
- Belmonte, M. F. Alterations of the Glutathione Redox State Improve Apical Meristem Structure and Somatic Embryo Quality in White Spruce (Picea glauca) / M. F. Belmonte, G. Donald, D. M. Reid // J. Exp. Bot. - 2005. - № 56. - P. 2355-2364.
- Bonga, J. M. Recalcitrance in Clonal Propagation, in Particular of Conifers / J. M. Bonga, K. K. Klimaszewska, P. von Aderkas // Plant. Cell Tiss. Organ. Cult. - 2010. - Vol. 100. - P. 241-254.
- Chen, J. Ornamental Foliage Plants: Improvement Through Biotechnology / J. Chen, R. J. Henny ; A. and S.K. Sopory (eds.) // Recent Advances in Plant Biotechnology and Its Application. - New Delhi : I. K. International Publishing House Pvt. Ltd., 2008. -P. 140-156.
- Clouse, S. Plant Development: a Role for Sterols in Embryogenesis / S. Clouse // Curr Biol. -2010. - № 10. - P. 601-604.
- Lai, R. Role of Tissue Culture in Rapid Clonal Propagation and Production of Pathogen-Free Plants / R. Lai, S. Lai // Crop Improvement Utilizing Biotechnology. - 2019. - P. 73-116.
- Lee, J. E. Determination of Chokeberry (Aronia melanocarpa) Polyphenol Components Using Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry: Overall Contribution to Antioxidant Activity / J. E. Lee, G. S. Kim, S. Park // Food Chem. - 2014. - Vol. 146. - P. 1-5.
- Microclonal Propagation of Plant Process Modeling and Optimization of its Parameters Based on Neural Network / O. A. Ivashchuk [et al.] // Drug Invention Today - 2018. - Vol. 10, Sp. iss. 3. - P. 3127-3175.
- Mozafari, A. A. In Vitro Propagation and Conservation of Satureja Avromanica Maroofi - an Indigenous Threatened Medicinal Plant of Iran / A. A. Mozafari, Y. Vafaee, E. Karami // Physiology and Molecular Biology of Plants. - 2015. - Vol. 21, №3. - P. 433-439.
- Plant Micropropagation In Desert Rehabilitation - a Success Story / C. Sudhersan, S. Jibi, L. Al-Sabah [et al.] // In Vitro Cell Dev. Biol. Anim. - 2015. - Vol. 51, P. 34-35.
- Singh, A. Micropropagation of Plants // Plant Biology and Biotechnology / B. Bahadur [et al.]. -New Delhi : Springer, 2015. - P. 329-346.
- Smith, S. A. Adaptive Introductions: How Multiple Experiments and Comparisons to Wild Populations Provide Insights into Requirements for Long-Term Introduction Success of an Endangered Shrub / S. A. Smith, C. W. Weekley // Plant Divers. - 2016. - Vol. 38, № 5. - P. 238-246.
