Производство сахарного тростника

 

Изобретение предназначено для получения растений сахарного тростника и ему подобных. Растения выращивают из соматических зародышевых эксплантатов, которые культивируют из незрелых зародышей. Благодаря тому, что культивирование зрелых зародышей из незрелых проводят в жидкой суспензионной культуре, резко снижается стоимость производства больших количеств сегментов стеблей растений, в частности, сахарного тростника, предназначенных для выращивания из них целых растений. 1 с. и 36 з.п. ф-лы.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Способ производства соматических зародышей из эксплантатов растений, особенно из эксплантатов сахарного тростника, предусматривающий стадии (1) культивирования незрелых зародышей из эксплантатов, и (2) культивирования зрелых соматических зародышей из указанных незрелых зародышей, отличающийся тем, что по меньшей мере стадию (2) проводят в жидкой суспензионной культуре.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выращивание эмбриогенной ткани на стадии (1) и последующее развитие зародышей до зрелости на стадии (2) осуществляют в жидкой среде.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что растения сахарного тростника производят из сформировавшихся меристем или меристемных клеток растений сахарного тростника.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что эксплантатный материал содержит зародыши из корней или зрелые зародыши.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что эксплантатный материал содержит зрелые зародыши, полученные посредством стрессового воздействия на растительный материал сахарного тростника.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что создание стресса обеспечивают путем охлаждения растительного материала.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что растительный материал охлаждают до 5-15°С на 1-3 месяца.

8. Способ по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что создание стресса обеспечивают обработкой спиртом.

9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что культивирование незрелых зародышей из эксплантатов (стадия 1) включает стадии (a) культивирования эксплантатного материала в культуральной среде для производства соматических клеток, (b) селекции и размножения соматических клеток, произведенных из эксплантатного материала, и (c) культивирования соматических клеток в культуральной среде в течение некоторого периода времени, требуемого для индуцирования незрелых зародышей сахарного тростника из соматических клеток.

10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что незрелые зародыши инициируют и поддерживают в виде эмбриогенного каллюса на твердой среде, или в виде суспензионной культуры эмбриогенных клеток в жидкой среде, или в виде комбинации твердой и жидкой сред.

11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что в среду включают регуляторы роста растений, такие, как ауксины, цитокинины, гиббереллины, абсциссовая кислота, антиауксины, китенин, зеатин и/или активированный уголь, по отдельности или в комбинации.

12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что его осуществляют в среде, содержащей сахарозу как основную углеводную составную часть.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что используют сахарозу в концентрации 10-60 г/л.

14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что эксплантаты получают из растительной ткани сахарного тростника, вырезаемой из растения сахарного тростника, причем образовавшиеся при резании открытые концы растительной ткани покрывают после резания парафином.

15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что при селекции осуществляют отбор, по существу, только соматических клеток, используя по меньшей мере одну из следующих процедур: просеивание культурального материала через сито, тепловую обработку или перемешивание.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют первое сито с размером ячеек 100-50 мкм, а затем второе сито, имеющее размер ячеек 50-38 мкм.

17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что при выращивании незрелых зародышей используют циклы со светлым и темным периодом.

18. Способ по любому из пп.1, 2 и 7-17, отличающийся тем, что культивирование незрелых зародышей предусматривает выращивание пересеянных культур из первичной культуры, используя свежую культуральную среду для пересева.

19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что первоначальное культивирование эксплантатов включает инициирование эмбриогенного каллюса из эксплантатов на твердой среде с последующим пересевом эмбриогенного каллюса из эксплантата в жидкую среду для создания и поддержания суспензионных культур эмбриогенных клеток.

20. Способ по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что в случае использования культур из листового эксплантата, в твердую или жидкую среду включают аскорбиновую кислоту в качестве компонента твердой среды для инициирования каллюса или компонента жидкой среды для получения суспензионной культуры эмбриогенных клеток.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что для инициирования суспензионной культуры из каллюса включают приблизительно 50-200 мг/л аскорбиновой кислоты.

22. Способ по п.20 или 21, отличающийся тем, что для инициирования суспензионной культуры из каллюса включают аскорбиновую кислоту и лимонную кислоту.

23. Способ по любому из пп.1-22, отличающийся тем, что в жидкую культуральную среду включают абсциссовую кислоту.

24. Способ по любому из пп.1-23, отличающийся тем, что культивирование зрелых соматических зародышей сахарного тростника из незрелых зародышей предусматривает стадии (1) приготовления из эксплантатов жидкой суспензионной культуры незрелых зародышей, (2) культивирования суспензии в биореакторе для образования соматических зародышей.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что культивирование на стадии (1), а также на стадии (2) осуществляют в биореакторе.

26. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что полученные зрелые зародыши заключают в капсулы до их прорастания.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что инкапсулирующий агент содержит пасту из зерновой муки и воды.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что мука является мукой сорго.

29. Способ по любому из пп.1-28, отличающийся тем, что из используемых на стадии (2) корневых культур производят слизистый материал, производство которого индуцируют погружением корней в воду при температуре приблизительно 35°С в стерильных условиях.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что перед стадией (2) незрелые зародыши, произведенные из корней, переносят в жидкую среду, по существу свободную от 2,4-D ауксина.

31. Способ по любому из пп.1-30, отличающийся тем, что перед стадией (2) суспензионную культуру, произведенную из листьев и побегов, переносят в свободную от 2,4-D ауксина среду, причем в среду включают активированный уголь или другой антиоксидант.

32. Способ по п.26, отличающийся тем, что инкапсулирование включает стадии (1) образования смеси муки с водой, (2) добавления в полученную пасту соматических зародышей, (3) помещения отдельных зародышей, инкапсулированных в пасте, в воду с образованием капсулы вокруг зародыша (зародышей), и (4) высушивания капсулы.

33. Способ по п.32, отличающийся тем, что перед высушиванием (стадия (4)) капсулу погружают в бактерицидный агент, такой, как фунгицид и/или бактерицид.

34. Способ по п.32, отличающийся тем, что перед высушиванием (стадия (4)) инкапсулирование зародыша дополнительно включает стадии a) добавления раствора альгината натрия к капсуле, и b) последующего помещения капсулы в раствор хлорида кальция.

35. Способ по любому из пп.1-34, отличающийся тем, что ростки сахарного тростника производят путем созревания соматических зародышей до ростков посредством проращивания зародышей, при этом отдельные соматические зародыши культивируют в жидкой среде на полиэтиленовой пене.

36. Способ по п.35, отличающийся тем, что соматические зародыши находятся на поздней стадии бурного роста (torpedo) и их культивируют в жидкой, не содержащей 2,4-D ауксина среде, включающей абсциссовую кислоту (АВА).

37. Способ по любому из пп.1-36, отличающийся тем, что растительный материал получают из растительных источников, отличающихся от сахарного тростника, в частности, деревьев, финиковой пальмы и картофеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38