Питательная среда для укоренения растений

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии и может быть использовано в процессе укоренения и адаптации к нестерильным условиям различных культур, выращенных in vitro. Питательная среда содержит следующие компоненты, мг/л: аммоний азотнокислый - 820-830; калий азотнокислый - 940-960; кальций хлористый - 210-230; магний сернокислый - 180-190, калий фосфорнокислый - 80-90; натрий фосфорнокислый - 100-900; железо сернокислое - 13,4-13,8; этилендиаминотетраацетат натрия - 18,5-18,9; борная кислота - 3,0-3,2, марганец сернокислый - 11,0-11,4; цинк сернокислый - 4,1-4,5; калий йодистый - 0,40 - 0,44; натрий молибденовокислый - 0,11-0,15; медь сернокислая - 0,011-0,015, кобальт хлористый - 0,011 - 0,015; миоинозит - 40-60; тиамин - 0,2-0,3; пиридоксин - 0,2-0,3; никотиновая кислота - 0,2-0,3; аскорбиновая кислота - 0,4-0,6; лимонная кислота - 100-700; индолилмасляная кислота - 0,5-1,5, хинолиновая кислота - 0,2-2,0; сахароза - 14000-16000, aгap-aгap - 6000-8000, вода - до 1 л. Новым в питательной среде является введение в ее состав хинолиновой кислоты в концентрации 0,2-2,0 мг/л. Изобретение позволяет увеличить процент укоренения побегов, улучшить развитие корневой системы различных растений, а также увеличить их приживаемость при высадке в нестерильные условия. 3 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии и может быть использовано в процессе укоренения растений.

Известны питательные среды, содержащие в качестве стимуляторов корнеобразования регуляторы роста ауксиновой природы, например, индолилмасляную кислоту (Упадышев М.Т., Гуськов А.В. Ауксины и фенолкарбоновые кислоты как регуляторы ризогенеза растений рода Rubus in vitro // Сельскохозяйственная биология. - 1996. - N 1. - C.92-98). Однако часто при высадке побегов на среду с индолилмасляной кислотой (ИМК) на начальных этапах укоренения наблюдается усиленное каллусообразование и задержка инициации и роста корней, а следовательно, возникает необходимость удлинения периода укоренения растений. Наиболее часто используемая среда Мурасиге и Скуга (1962) характеризуется низкой буферностью, что приводит к изменению pH среды в процессе автоклавирования среды и при культивировании растений.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является модифицированная питательная среда Мурасиге и Скуга, в которую с целью увеличения буферности добавлены лимонная кислота и натрий фосфорнокислый (Vyskot B. , Bezdek M. Stabilization of the synthetic media for plant tissue and cell cultures // Biol. Plant.-1984.-V. 26. - N 2.- P. 132-143).

Недостатком указанной среды является то, что она не позволяет достичь максимально возможного уровня укореняемости, развития корневой системы на этапе укоренения, а также приживаемости после высадки в нестерильные условия. Это приводит к необходимости увеличения продолжительности культивирования растений на среде укоренения, снижению выхода посадочного материала, удлинению технологического цикла его производства.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение процента укоренения побегов, улучшение развития корневой системы различных растений, а также увеличение их приживаемости при высадке в нестерильные условия.

Задача решается тем, что в питательную среду для укоренения дополнительно вводят хинолиновую кислоту при следующих концентрациях компонентов, мг/л: аммоний азотнокислый - 820 - 830; калий азотнокислый - 940-960; кальций хлористый - 210-230; магний сернокислый - 180-190; калий фосфорнокислый - 80 - 90: натрий фосфорнокислый - 100 - 900; железо сернокислое - 13,4 - 13,8; этилендиаминотетраацетат натрия - 18,5 - 18,9; борная кислота - 3,0 - 3,2; марганец сернокислый - 11,0 - 11,4; цинк сернокислый 4,1 - 4,5; калий йодистый - 0,40 - 0,44; натрий молибденовокислый - 0,11 - 0,15; медь сернокислая - 0,011 - 0,015; кобальт хлористый - 0,011 - 0,015; миоинозит - 40 - 60; тиамин, пиридоксин, никотиновая кислота - по 0,2 - 0,3; аскорбиновая кислота - 0,4 - 0,6; лимонная кислота - 100 - 700; индолилмасляная кислота - 0,5 - 1,5; хинолиновая кислота - 0,2 - 2,0; сахароза - 14000 - 16000; агар-агар - 6000 - 8000; вода - остальное до 1 л.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемая питательная среда отличается от известной тем, что в ее состав входит хинолиновая кислота. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Предложенное техническое решение обладает изобретательским уровнем, так как предложенный состав среды совершенно неочевиден для специалистов, работающих в области культуры тканей, и ранее не был использован для этих целей, то есть предложен впервые.

Применение предлагаемой питательной среды позволяет получать новый эффект - увеличивать укореняемость побегов, улучшать развитие корневой системы растений, повышать их приживаемость в нестерильных условиях. Все компоненты предложенной питательной среды производятся промышленностью, поэтому изобретение вполне может быть реализовано в условиях учреждений, работающих в области культуры тканей и органов растений. При этом не требуется разработки специального оборудования.

Пример 1. В бидистиллированную воду вносят компоненты в указанных концентрациях (табл. 1, среда 2). Объем раствора доводят до 1 л, устанавливают pH 5,3 - 5,5 и при нагревании растворяют навеску агар-агара. Питательную среду разливают по сосудам и автоклавируют при давлении 1 атм (температура 120^oC) в течение 15 - 20 мин, после чего осуществляют высадку побегов.

Как видно из табл. 2, на разработанной среде отмечается увеличение укореняемости в зависимости от вида растения на 6,5 - 25,0%, числа корней в 1,1 - 1,4 раза, длины корней в 1,1 - 1,7 раза по сравнению с прототипом.

Питательная среда с добавлением хинолиновой кислоты оказала определенное влияние и на приживаемость растений после их высадки в нестерильные условия: она выросла на 5 - 28% (в 1,1 - 2,4 раза) по сравнению с известной средой (табл. 3).

Пример 2. Среду готовят и операции осуществляют по примеру 1. Концентрации компонентов указаны в табл. 1, среда 3.

Предложенная среда обеспечивает увеличение укореняемости побегов на 6,5 - 45,0% (в 1,1 - 3,3 раза), числа корней в 1,2 - 2,0 раза, длины корней в 1,4 - 2,9 раза, приживаемости в нестерильных условиях на 10 - 35% (в 1,1 - 2,8 раза) в сравнении с прототипом.

Пример 3. Среду готовят и операции осуществляют по примеру 1. Концентрации компонентов среды указаны в табл. 1, среда 4.

Как видно из табл. 2 и 3, разработанная среда способствует увеличению укореняемости на 6,5 - 50,0% (в 1,1 - 3,5 раза), числа и длины корней соответственно в 1,2 - 1,7 и 1,3 - 2,7 раза, приживаемости на 5 - 30% (в 1,1 - 2,5 раза) по сравнению с известной средой.

Более низкие (см. среду 1, табл. 2 и 3) или высокие концентрации (см. среду 5, табл. 2 и 3) хинолиновой кислоты ухудшали развитие растений по сравнению с предложенным диапазоном концентрацией, а следовательно, были менее эффективными.

Полученные результаты свидетельствуют о достижении значительного технического эффекта в сравнении с известной средой. В среднем разработанная среда обеспечивает увеличение процента укоренения в 1,4 раза, числа корней в 1,5 раза, длины корней в 1,8 раза, приживаемости растений в нестерильных условиях в 1,6 раза по сравнению со средой-прототипом. В лучших вариантах укореняемость возрастала в 3,5 раза, число и длина корней соответственно в 2,0 и 2,9 раза, приживаемость в нестерильных условиях в 2,8 раза.

Улучшение развития корневой системы и ускорение корнеобразования на начальном этапе культивирования позволяет увеличить выпуск растений, сократить период укоренения на 2-3 недели, а следовательно, и в целом технологический цикл производства посадочного материала.

Формула изобретения

Питательная среда для укоренения растений, содержащая аммоний азотнокислый, калий азотнокислый, кальций хлористый, магний сернокислый, калий фосфорнокислый, натрий фосфорнокислый, железо сернокислое, этилендиаминотетраацетат натрия, борную кислоту, марганец сернокислый, цинк сернокислый, калий йодистый, натрий молибденовокислый, медь сернокислую, кобальт хлористый, миоинозит, тиамин, пиридоксин, никотиновую кислоту, аскорбиновую кислоту, лимонную кислоту, индолилмасляную кислоту, сахарозу, агар-агар, воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хинолиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мг/л: Аммоний азотнокислый - 820 - 830 Калий азотнокислый - 940 - 960 Кальций хлористый - 210 - 230 Магний сернокислый - 180 - 190 Калий фосфорнокислый - 80 - 90 Натрий фосфорнокислый - 100 - 900 Железо сернокислое - 13,4 - 13,8 Этилендиаминотетраацетат натрия - 18,5 - 18,9
Борная кислота - 3,0 - 3,2
Марганец сернокислый - 11,0 - 11,4
Цинк сернокислый - 4,1 - 4,5
Калий йодистый - 0,40 - 0,44
Натрий молибденовокислый - 0,11 - 0,15
Медь сернокислая - 0,011 - 0,015
Кобальт хлористый - 0,011 - 0,015
Миоинозит - 40 - 60
Тиамин - 0,2 - 0,3
Пиридоксин - 0,2 - 0,3
Никотиновая кислота - 0,2 - 0,3
Аскорбиновая кислота - 0,4 - 0,6
Лимонная кислота - 100 - 700
Индолилмасляная кислота - 0,5 - 1,5
Хинолиновая кислота - 0,2 - 2,0
Сахароза - 14000 - 16000
Агар-агар - 6000 - 8000
Вода - Остальное до 1 л

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2