Основные этапы технологии получения растений-регенерантов капусты брокколи (Brassica Oleracea L. Convar. Botrytis (l.) Alef. Var. Cymosa Duch.) в культуре неоплодотворенных семяпочек

Введение

К апуста брокколи – богатая витаминами ценная овощная культура, которая полезна для лечения и профилактики болезней сердца и желудочно-кишечного тракта. Площади, занимаемые под этой культурой в России незначительны, но интерес к ней постоянно возрастает, она популярна почти во всем мире, включая Индию, Китай, Мексику и страны западной Европы (FAOSTAT, 2011).

В настоящее время (2013 год) в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, включено 26 наименований сортов и гибридов F1 капусты брокколи. Однако среди них только 10 отечественных: 7сор-тов и 3 гетерозисных гибрида. Из представленных 7 сортов все отечественные, а большинство гибридов – результат ра- боты иностранных селекционеров. Поэтому на фоне растущего интереса к капусте брокколи и ее гетерозисным гибридам возникает необходимость получения гибридов F1 отечественной селекции. Как известно, для этого требуются линии родительских форм, а их получение, весьма трудоемкий и длительный процесс. Ускорение его возможно при помощи методов биотехнологии с использованием репродуктивных органов и клеток растений: пыльников, микроспор, завязей и семяпочек.

Особый интерес в исследованиях представляют семяпочки, так как в них находятся яйцеклетки, синергиды и антиподы, которые могут служить источником гаплоидного генетического материала, а при индукции морфогенеза из них можно получать растения-регенеранты. Регенеранты, полу- ченные из гаплоидных клеток женского гаметофита, способны спонтанно удваивать набор хромосом и приобретать фертильность, что делает их гомозиготными и равноценными самоопыленным линиям.

Материалы и методы исследований

Предметом наших исследований являлись бутоны, неоп-лодотворенные завязи и семяпочки, морфогенные ткани семяпочек, растения-регенеранты капусты брокколи.

Исходным материалом служила капуста брокколи сорта Тонус селекции ВНИИССОК.

Питательные среды готовили по прописи МS (Murashige T., Skoog F., 1962).

Лабораторные исследования проводили в соответствии с методическими указаниями по по культуре ткани и органов капустных для использования в селекции (Марьяхина И.Я., 1985; Поляков А.В., и др. 2009; Бунин М.С. и др., 2003).

В опытах изучали длину бутона, тип экспланта, концентрацию сахарозы, гормональный состав и состояние питательной среды MS.

Исследования были проведены на этапах:

• •    введения в культуру эксплантов, содержащих неопло-дотворенные завязи;

• •    выделения из разросшихся завязей морфогенных семяпочек и дальнейшего их культивирования;

• •    получения растений-регенерантов из морфогенных тканей семяпочек.

Результаты исследований и их обсуждение

Наибольшая частота растущих завязей (до 96%) была получена на жидкой питательной среде MS при использовании для выделения экспланта бутонов длиной 8-9 мм. Наивысшая жизнеспособность (более 95%) была у эксплантов, состоящих из нетравмированного пестика с элементами цветоложа в базальной части завязи. При исследовании влияния регуляторов роста на частоту образования растущих завязей было выявлено, что тидиазурон, используемый в концентрации 1,0 мг/л и индолилуксусная кислота – 0,5 мг/л,

при 3% сахарозы обеспечивали 97% растущих завязей.

Оптимальный состав питательной среды и концентрация ее штока для развития почек и побегов на морфогенной ткани разросшихся семяпочек – агаризованная среда МS, содержащая 3% сахарозы, тидиазурон в количестве 1,0 мг/л, индолилуксусная кислота – 0,5 мг/л, при концентрации штока МS 100%.

Содержание 0,5 мг/л тидиазурон и 0,1 мг/л индолилук-сусной кислоты в питательной среде эффективно стимулирует образование почек и побегов у побегов-трансплантов капусты брокколи.

Сочетание 1,0 мг/л бензиладенина и 0,1 мг/л нафтилуксусной кислоты вызывает корнеобразование у побегов – трансплантов капусты брокколи.