Способ получения искусственных семян на основе меристем культуры паслёна клубненосного (solanum tuberosum l.)

Авторы патента:

C12N5/04 - клетки или ткани растений

A01H4/00 - Разведение растений из тканевых культур

Владельцы патента RU 2723408:

Тимаков Алексей Александрович (RU)

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения искусственных семян на основе меристем культуры паслёна клубненосного (Solanum tuberosum L.), заключающийся в инкапсуляции фрагментов меристем молодых стеблей паслёна клубненосного в гелевых капсулах, содержащих биоцид. Питательные вещества поддерживают жизнеспособность растительных фрагментов в альгинатных капсулах, а содержание в гелевом матриксе биоцида защищает ИС от контаминации. Кроме того, наличие в питательной среде стимуляторов роста способствует развитию проростков. Таким образом, способ позволяет при воспроизведении культуры паслёна клубненосного из ИС получить оздоровленные, хорошо растущие проростки. 1 пр.

Область техники

Изобретение относится к области биотехнологии и физиологии растений, может быть использовано для массового получения оздоровленного посадочного материала для семеноводческих хозяйств.

Уровень техники

Искусственные семена (ИС) можно описать как инкапсулированные в искусственную оболочку и искусственный эндосперм растительные ткани, способные к регенерации целого растения в условиях in vitro, сохраняющие эту способность после хранения в условиях пониженных положительных температур [Dhabhai R. Production and Applications of Artificial seeds: A Review / Dhabhai R., Prakash A. // International Research Journal of Biological Sciences, 2012, Vol. 1 No. 5, 74-78 pp., Hussain A. Synthetic seed: Prospects and limitations / Hussain A., Uma J., Jaiswal V.S. // Current Science, 2000, Vol. 78 No. 12, 1438-1444 pp.].

Ранее получение ИС связывалось исключительно с инкапсуляцией соматических эмбрионов [Murashige Т. Plant growth substances in commercial uses of tissue culture. In Frontiers of Plant Tissue Culture, edited by T.Thrope, pp.15-26, Calgary: International Association of Plant Tissue Culture (1978)].

В настоящее время для получения ИС используются не только соматические эмбрионы, но и меристемы пазушных и верхушечных почек, стебля и т.д. Искусственный эндосперм ИС содержит питательные вещества, витамины и гормоны, необходимые для развития проростка. Искусственная семенная оболочка защищает содержимое ИС от дегидратации и контаминации.

Имеются работы по инкапсулированию фрагментов меристем растений рода Rauvolfia [Alatar A. Encapsulation of Rauvolfia tetraphylla microshoots as artificial seeds and evaluation of genetic fidelity using RAPD and ISSR markers / Alatar A., Faisal M.// Journal of Medicinal Plants Research, 2012, Vol. 6 No. 7, 1367-1374 pp., Mohammad F. Assessment of genetic fidelity in Rauvolfia serpentina plantlets grown from synthetic (encapsulated) seeds following in vitro storage at 4 ̊ C / Mohammad F., Alatar A. A., Ahmad N., Anis M., Hegazy A. K. // Molecules, 2012, Vol. 17, 5050-5061 pp.]

В вышеуказанных работах решались задачи по генетическому анализу и криосохранению растительного материала.

При выращивании культуры Solanum tuberosum L. основной задачей являются периодическое оздоровление, а также защита от контаминации.

Задача

Задачей создания нового способа получения искусственных семян на основе меристем культуры паслёна клубненосного (Solanum tuberosum L.) является массовое получение оздоровленного растительного материала, защищенного от контаминации.

Решение задачи

Поставленная задача решается использованием нового способа получения искусственных семян на основе меристем культуры паслёна клубненосного (Solanum tuberosum L.), заключающемся в сегментировании меристем стебля на фрагменты длиной 1-2 мм с последующей инкапсуляцией их в альгинатную оболочку, содержащую питательную среду с добавлением биоцида PhytoGlobe Belvetorix в 1% концентрации.

Сущность изобретения

Сущность нового способа получения искусственных семян на основе меристем культуры паслёна клубненосного (Solanum tuberosum L.) заключается в инкапсуляции фрагментов меристем молодых стеблей паслёна клубненосного в гелевых капсулах, содержащих биоцид. Питательные вещества поддерживают жизнеспособность растительных фрагментов в альгинатных капсулах, а содержание в гелевом матриксе биоцида защищает ИС от контаминации. Кроме того, наличие в питательной среде стимуляторов роста способствует развитию проростков. Таким образом, при воспроизведении культуры паслёна клубненосного из ИС можно получить оздоровленные, хорошо растущие проростки.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Искусственные семена получают из культуры паслёна клубненосного, культивируемой в условиях in vitro.

Молодые стебли, с которых предварительно были удалены листовые пластинки, вручную разрезаются на фрагменты длиной 1-2 мм, которые затем помещаются в гелеподобный 2% раствор альгината натрия, содержащий питательные вещества культуральных сред. В состав гелевого матрикса входят фитогормоны, а также биоцид PhytoGlobe Belvetorix. Затем фрагменты меристем стебля, диспергированные в гелевом матриксе, переносятся капельным методом в 0.1 молярный раствор хлорида кальция, что приводит к образованию капсул из альгината кальция. Капсулы дополнительно выдерживаются в растворе хлорида кальция в течение 15 минут до полного отвердевания, после чего промываются дистиллированной водой.

Состав питательной альгинатной среды

Нитрат аммония (NH4NO3) – 1650 мг/л;

Хлорид кальция (CaCl2 · 2H2O) – 440 мг/л;

Сульфат магния (MgSO4 · 7H2O) – 370 мг/л;

Гидрофосфат калия (КH2РО4) – 170 мг/л;

Нитрат калия (КNО3) – 1900 мг/л;

Борная кислота (Н3ВО3) – 6,2 мг/л;

Хлорид кобальта (CoCl2 · 6Н2О) – 0,025 мг/л;

Сульфат меди(II) (CuSO4 · 5Н2О) – 0,025 мг/л;

Сульфат железа(II) (FeSO4 · 7Н2О) – 27,8 мг/л;

Сульфат марганца(II) (MnSO4 · 4Н2О) – 22,3 мг/л;

Йодид калия (КI) – 0.83 мг/л;

Молибдат натрия (Na2МoО4 · 2Н2О) – 0,25 мг/л;

Сульфат цинка (ZnSO4·7H2О) – 8,6 мг/л;

Натрий железная соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (NaFe-ЭДТА) – 5 мг/л;

Альгинат натрия – 20 г/л;

Сахароза – 20 г/л;

Тиамин – 0,5 мг/л;

Никотиновая кислота – 0,5 мг/л;

Пиридоксин – 0,5 мг/л;

Глицин – 2 мг/л;

Инозитол – 100 мг/л;

Бензиламинопурин (БАП) – 1 мг/л;

Нафтилуксусная кислота (НУК) – 0,1 мг/л;

PhytoGlobe Belvetorix – 10 мг/л;

pH – 5,6 – 6,0.

Способ получения искусственных семян на основе меристем культуры паслёна клубненосного (Solanum tuberosum L.), заключающийся во фрагментировании меристем стебля длиной 1-2 мм, помещении их в гелеподобный 2% раствор альгината натрия, содержащий питательные вещества культуральных сред, при этом в состав гелевого матрикса входят фитогормоны, а также биоцид PhytoGlobe Belvetorix, перенесении капельным методом фрагментов меристем стебля, диспергированных в гелевом матриксе, в 0,1 молярный раствор хлорида кальция, дополнительном выдерживании образовавшихся капсул в растворе хлорида кальция в течение 15 минут до полного отвердевания, последующем промывании дистиллированной водой, при следующем составе культуральной среды:

Нитрат аммония (NH₄NO₃) – 1650 мг/л;

Хлорид кальция (CaCl₂ · 2H₂O) – 440 мг/л;

Сульфат магния (MgSO₄ · 7H₂O) – 370 мг/л;

Гидрофосфат калия (КH₂РО₄) – 170 мг/л;

Нитрат калия (КNО₃) – 1900 мг/л;

Борная кислота (Н₃ВО₃) – 6,2 мг/л;

Хлорид кобальта (CoCl₂ · 6Н₂О) – 0,025 мг/л;

Сульфат меди(II) (CuSO₄ · 5Н₂О) – 0,025 мг/л;

Сульфат железа(II) (FeSO₄ · 7Н₂О) – 27,8 мг/л;

Сульфат марганца(II) (MnSO₄ · 4Н₂О) – 22,3 мг/л;

Йодид калия (КI) – 0,83 мг/л;

Молибдат натрия (Na₂МoО₄ · 2Н₂О) – 0,25 мг/л;

Сульфат цинка (ZnSO₄·7H₂О) – 8,6 мг/л;

Натрий железная соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (NaFe-ЭДТА) – 5 мг/л;

Альгинат натрия – 20 г/л;

Сахароза – 20 г/л;

Тиамин – 0,5 мг/л;

Никотиновая кислота – 0,5 мг/л;

Пиридоксин – 0,5 мг/л;

Глицин – 2 мг/л;

Инозитол – 100 мг/л;

Бензиламинопурин (БАП) – 1 мг/л;

Нафтилуксусная кислота (НУК) – 0,1 мг/л;

PhytoGlobe Belvetorix – 10 мг/л;

pH 5,6 – 6,0.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения каллусной культуры дикорастущего растения полыни обыкновенной (Artemisia vulgaris L.) в условиях in vitro, включающий стерилизацию семян полыни растворами перекиси водорода (3% раствор) в течение 10 минут, этилового спирта (70% раствор) в течение 1 минуты, трехкратное ополаскивание в стерильной дистиллированной воде в течение 5 минут, помещение стерильных семян на твердую питательную среду без гормонов, следующего состава, мг: NH4NO3 – 33000, KNO3 – 38000, CaCl2x2H2O – 8800, MgSO4x7H2O – 7400, KH2PO4 – 3400, KI – 166, H3BO3 – 1240, MnSO4x4H2O – 4460, ZnSO4x7H2O – 1720, Na2MoO4x2H2O – 50, CuSO4x5H2O – 5, CoCl2x6H2O – 5, FeSO4x7H2O – 5560, Na-ЭДТА – 7460, мезоинозит – 100, тиамин – 100, пиридоксин – 100, никотиновая кислота – 100, сахароза – 2500, вода – 1000 мл, агар – 7000, дальнейшее помещение листовых эксплантов, полученных из проростков, в питательную среду следующего состава, мг: NH4NO3 – 33000, KNO3 – 38000, CaCl2x2H2O – 8800, MgSO4x7H2O – 7400, KH2PO4 – 3400, KI – 166, H3BO3 – 1240, MnSO4x4H2O – 4460, ZnSO4x7H2O – 1720, Na2MoO4x2H2O – 50, CuSO4x5H2O – 5, CoCl2x6H2O – 5, FeSO4x7H2O – 5560, Na-ЭДТА – 7460, мезоинозит – 100, гидролизат казеина – 500, тиамин – 100, пиридоксин – 100, никотиновая кислота – 100, сахароза – 30000, 2,4 дихлорфеноксиуксусная кислота – 1, 6-бензиламинопурин - 1, нафтилуксусная кислота – 1, вода - 1000 мл, агар – 12000; при этом культивирование растений проводят в темноте при температуре 26±1°С, влажности помещения 70±5%, цикл субкультивирования составляет 3 недели.

Способ получения каллусной культуры змееголовника дланевидного (dracocephalum palmatum steph.) в условиях in vitro // 2718253

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения каллусной культуры клеток дикорастущего растения змееголовника дланевидного (Dracocephalum palmatum Steph.) в условиях in vitro, включающий стерилизацию семян змееголовника раствором 3% перекиси водорода в течение 5 минут, 80% этиловым спиртом в течение 1 мин, трехкратное ополаскивание в стерильной дистиллированной воде, помещение стерильных семян на твердую питательную среду без гормонов следующего состава, мг/л: NH4NO3 - 33000, KNO3 - 38000, CaCl2×2H2O - 8800, MgSO4×7H2O - 7400, KH2PO4 - 3400, KI - 166, Н3ВО3 - 1240, MnSO4×4H2O - 4460, ZnSO4×7H2O - 1720, Na2MoO4×2H2O - 50, CuSO4×5H2O - 5, CoCl2×6H2O - 5, FeSO4×7H2O - 5560, Na-ЭДТА - 7460, мезоинозит - 100, никотиновая кислота - 100, пиридоксин - 100, тиамин - 100, сахароза - 2500, вода - 1000 мл, агар - 7000.

Способ выделения суммы фурокумаринов из клеточной культуры болиголова пятнистого (conium maculatum l.) // 2713118

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ выделения суммы фурокумаринов из клеточной культуры болиголова пятнистого (Conium maculatum L.), характеризующийся тем, что собранную биомассу высушивают при температуре 25°С в темном защищенном от действия света месте, затем 100 г каллусной культуры болиголова пятнистого обезжиривают последовательно тремя порциями по 250 мл петролейного эфира, настаивают с добавлением 500 мл 70%-ного водного раствора ацетона и поэтапно обрабатывают 30 мл 10%-ного спиртового раствора калия гидроксида, 100 мл 10%-ного водного раствора калия гидроксида, 100 мл 10%-ного раствора кислоты хлористоводородной, добавляют 150 мл хлороформа, хлороформный слой отделяют и высушивают в вытяжном шкафу при комнатной температуре.

Способ культивирования каллусной ткани vaccinium myrtillus l. // 2709175

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ культивирования каллусной ткани Vaccinium myrtillus L.

Устройство для биопечати одиночными тканевыми сфероидами и используемая в нем печатающая головка // 2701330

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложена печатающая головка и устройство печати тканевыми сфероидами.

Способ получения трансформированных растительных клеток, содержащих рекомбинантную щелочную фосфатазу человека, и применение трансформированных растительных клеток, содержащих рекомбинантную щелочную фосфатазу человека // 2698397

Изобретение относится к биотехнологии и решает задачу способа получения трансформированных растительных клеток, содержащих рекомбинантную щелочную фосфатазу человека, и его применения для профилактики нарушений микрофлоры желудочно-кишечного тракта и ее восстановления при токсических и стрессовых воздействиях, а также для его применения для профилактики нарушений иммунной системы организма, связанных с нарушениями микрофлоры кишечника и барьерной функции кишечника, и восстановления иммунной системы при ее нарушениях в качестве иммуностимулирующего средства.

Универсальная донорная система для направленного воздействия на гены // 2687369

Группа изобретений относится к биотехнологии, а именно к области точной трансформации растений, направленной геномной интеграции и экспрессии белка у растений. Предложена полинуклеотидная донорная кассета для трансформации растения, которая содержит связывающий домен сайт-специфической нуклеазы, аналитический домен, включающий полинуклеотидную последовательность с по меньшей мере 99% идентичностью последовательности с SEQ ID NO: 142, и плазмидный домен.

Способ получения панкреатических эндокринных клеток (варианты) и способ увеличения выхода бета-клеток // 2684215

Изобретение относится к области клеточной биологии и биотехнологии, а именно к получению клеток, экспрессирующих маркеры, характерные для панкреатических эндокринных клеток и увеличению выхода β-клеток.

Трансформант для экспрессии цис-пренилтрансферазы и рецептора nogo-b // 2682047

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к трансформированной клетке для экспрессии цис-пренилтрансферазы и рецептора Nogo-B, полученной посредством введения в клетку кодирующего гена, кодирующего цис-пренилтрансферазу, и гена, кодирующего рецептор Nogo-B.

Носитель для культивирования клеток человека и животных // 2663131

Изобретение относится к области биохимии. Предложен носитель для культивирования клеток человека и животных.

Способ стерилизации зеленых растительных эксплантов перед вводом в культуру in vitro // 2720916

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ стерилизации зеленых растительных эксплантов перед вводом в культуру in vitro, включает заготовку и стерилизацию.