Способ микроклонального размножения картофеля в культуре in vitro

Авторы патента:

A01H4/00 - Разведение растений из тканевых культур

Владельцы патента RU 2788851:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к получению стандартных микрорастений картофеля. Представляет собой культивирование микрочеренков картофеля на питательной среде с подобранным составом: макро- и микроэлементы по прописи Мурасиге и Скуг уменьшают в два раза, вводят агар-агар 6500 мг/л, кинетин 0,02 мг/л, ИУК 0,5 мг/л, сахарозу 15000 мг/л, пиридоксин 1 мг/л, тиамин 0,2 мг/л, аскорбиновую кислоту 0,2 мг/л, гидролизат казеина 40 мг/л. Изобретение позволяет сократить время регенерации микрорастений, повысить коэффициент размножения. 1 ил., 4 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, биотехнологии и семеноводству картофеля на этапе ускоренного размножения оздоровленного исходного материала в культуре in vitro.

Являясь вегетативно размножаемой культурой, восприимчивой к значительному числу вирусных болезней, картофель требует специальных условий для репродуцирования в процессе семеноводства. Для получения качественного посадочного материала в селекционно-семеноводческих программах используют микроклональное размножение. Работу выполняют в стерильных условиях на агаризованных питательных средах или без соблюдения асептики на жидких средах с минеральными элементами питания. Первый способ более предпочтителен, т.к. позволяет обеспечить растения комплексом органических и неорганических минеральных веществ. Размножение и культивирование картофеля in vitro проводят на среде с макро- и микроэлементами по прописи Мурасиге-Скуга и витаминами по Уайту. Известен способ микроклонального размножения, в котором к уже указанным компонентам добавляют 7000 мг/л агара, 1-1,2 мг/л тиамина, 2,1-4 мг/л аскорбиновой кислоты, 374-390 мг/л хелата железа, 81000-85000 мг/л сахарозы, 1-1,5 мг/л аденина, 1-2 мг/л кинетина, 0,5-1,5 мг/л индолилуксусной кислоты [патент RU №2637361 (13) С1, МПК А01Н 4/00 (2006.01), 04.12.2017 (аналог)]. К недостаткам указанного способа относятся: узкая генетическая специализация (разработан для сорта Алена), содержание витаминов и гормонов варьирует в несколько раз, высокое содержание сахарозы, приводящее к нарушению роста растений других генотипов (образование на микрочеренках микроклубней вместо побегов).

Наиболее близким к предлагаемому способу является культивирование на среде Мурасиге-Скуга в модификации ФГБНУ ФИЦ картофеля имени А. Г. Лорха [Анисимов Б. В. Новые технологии производства оздоровленного исходного материала в элитном семеноводстве картофеля: рекомендации //Б. В. Анисимов. - М.: ГУП «Агропресс», 2000. - 80 с. (прототип)]. Среди недостатков указанной технологии можно обозначить содержание фитогормонов, приводящее к формированию значительного объема каллусной ткани в базальной части черенка, высокая себестоимость приготовляемой среды.

Технической задачей заявляемого изобретения является ускорение и удешевление размножения оздоровленного исходного материала картофеля в культуре in vitro.

Технический результат - состав компонентов культуральной среды, обеспечивающей сокращение времени регенерации микрорастений, повышение коэффициента размножения, снижение себестоимости.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе клонального микроразмножения, стерилизации питательной среды и культивирования микрорастений черенкование и регенерация эксплантов осуществляется на среде Мурасиге и Скуга с уменьшенной вдвое концентрацией макро- и микроэлементов, содержанием сахарозы 15000 мг/л, 6500 мг/л агара, 0,02 мг/л кинетина, 0,5 мг/л индолилмасляной кислоты.

Опыты проводились в лаборатории селекции Центра селекции и семеноводства при ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ на 6 генотипах картофеля различного географического происхождения.

Способ культивирования микрорастений характеризуется тем, что источниками эксплантов для размножения служат линии из апикальных меристем или ростков из банка оздоровленных образцов. После клонирования в асептических условиях черенки, представляющие собой фрагмент стебля с одной почкой, высаживаются на стерильную агаризованную питательную среду (табл. 1).

Для культивирования микрочеренков используются пробирки биологические ПБ-16, которые закрываются ватными пробками. В пробирки разливается по 6 мл среды, и помещают в коробки стерилизационные КСКФ-18 для автоклавирования. Время стерилизационной выдержки 18 минут при температуре 120°С и давлении в камере 0,11 МПа. После клонирования пробирки с черенками размещают в фитотроне, где поддерживают температуру 22±2°С, относительную влажность воздуха 55-70%, освещении 5000 лк на протяжении 14 часов.

В процессе микроклонального размножения имеют значение скорость регенерации из микрочеренка нового растения, пригодного для следующего цикла, размер и количество междоузлий, определяющих коэффициент размножения. В ходе лабораторного эксперимента выращивали сорта картофеля Метеор, Гала, Гулливер, Розара, Ред Скарлетт, Фелокс. В таблице 2 показано время от высадки микрочеренков до формирования растений, пригодных для дальнейшего клонирования (доросших до ватной пробки).

Представленные данные свидетельствуют об отсутствии ингибирующего влияния предлагаемого состава на скорость роста микрочеренков. У четырех сортов установлено усиление ростовых процессов, причем у двух из них (Розара, Гала) срок культивирования сократился на 7 дней. Пример внешнего вида микрорастений, культивируемых на среде предлагаемого состава в сравнении с прототипом представлен на фиг. 1.

Установлено положительное влияние предлагаемого состава на количество междоузлий у микрорастений (табл. 3).

Размер междоузлий имеет значение в процессе клонирования. Слишком короткие или длинные междоузлия замедляют работу, что сказывается на производительности. Культивирование микрорастений на предлагаемой среде приводит к статистически значимому (р<0,000) увеличению длины междоузлий (табл. 4).

Приведенные данные показывают, что предлагаемый способ культивирования микрорастений картофеля позволяет сократить время между клонированиями на 3 дня, способствует увеличению количества и длины микрочеренков на 23 и 44,7 процентных пункта соответственно.

Способ получения стандартных микрорастений картофеля основан на использовании полусинтетической композиции для микроклонального размножения в культуре in vitro, отличающийся от прописи по Мурасиге и Скуг уменьшенным вдвое количеством макро- и микроэлементов, содержанием агар-агара 6,5 г/л, кинетина 0,02 мг/л, ИУК 0,5 мг/л, сахарозы 15 г/л.

Изобретение представляет собой способ получения холодоустойчивого посадочного материала батата, относится к области сельского хозяйства и биотехнологии и может быть использовано для получения холодоустойчивого посадочного материала. В изобретении полученную из сегментов стебля и листовых пластинок микроклонов батата каллусную ткань культивируют in vitro в условиях действия пониженных положительных температур (+4-6°С) на питательной среде по прописи Мурасига и Скуга, содержащей препарат Мивал в концентрации 150 мг/л, и из живых, устойчивых к гипотермическому стрессу каллусных клеток получают растения - регенеранты.

Устройство для забора каллусной ткани // 2786914

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к растениеводству, и может быть использовано для стерильного забора каллусной ткани древесных и кустарниковых растений. Устройство для забора каллусной ткани выполнено в виде разборного инструмента, включающего полую трубку с рукоятью и мандрен с рукоятью.

Способ получения субстанции из каллусных культур зверобоя продырявленного (hypericum perforatum l.) // 2786911

Способ получения субстанции из каллусных культур зверобоя продырявленного (Hypéricum perforátum L.) относится к области биотехнологии. Способ осуществляют путем ступенчатой стерилизации семян зверобоя продырявленного, для чего первоначально обрабатывают растительные экспланты в мыльном растворе, затем отмывают дистиллированной водой, далее в ламинарном боксе помещают в 70% спирт на 1 минуту, а затем в основной стерилизующий раствор, которым выступает белизна 50% или 100% при воздействии в течение 10-20 минут, или перекись водорода 36% при воздействии в течение 15 минут, или сулема 0,1% при воздействии в течение не более 15 минут.

Способ сохранения растений in vitro // 2785761

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ сохранения растительного материала in vitro, где используют модификации разработанных ранее протоколов, заключающийся в асептическом культивировании растений при оптимальных условиях, в изолировании эксплантов для хранения и их переносе на специальные питательные среды в сосуды для хранения, в сохранении сосудов с образцами растительного материала в условиях ингибирования роста и состоящий из последовательно выполняемых этапов: культивирование in vitro растительного материала в оптимальных для роста условиях, сохранение образцов растительного материала на модифицированных питательных средах, дополненных 3-9 мМ глюконата кальция - С12H22СаО14 или нитрата кальция, 6-10% сахарозой, 4-6 г/л маннита, 0,2-0,5 мг/л 6-бензиламинопурина, 0,01-0,05 мг/л индолилмасляной кислоты, 0,2-1 мг/л паклобутразола [1-(4-хлорофенил)-4,4-диметил-2(1,2,4-триазол-1-ил)пентан-3-ол] и 10-12 г/л агар-агара при +1-20°С на свету (4-16 часовой день при освещенности 0,5-1,0 клк) или в темноте в присутствии или в отсутствие тиосульфата серебра в капсулах альгината кальция.

Способ адаптации in vitro земляники в двухслойном субстрате // 2785462

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ адаптации in vitro земляники в двухслойном субстрате, включающий посадку растений в субстрат, состоящий из смеси торфа и почвы, увлажненный раствором Мурасиге и Скуга, где растения высаживают в двухслойный субстрат, состоящий из верхнего слоя в виде обеззараженной муки природного цеолита фракциями 0,014-0,01 мм, нижний слой состоит из субстрата, выполненного в виде необеззараженной смеси торфа и почвы в соотношении 1:1, при этом обеззараженную муку природного цеолита получают путем прокаливания в сушильном шкафу при 1000°С в течение 8-10 минут, высота слоев торфа составляет 3 см, почвы 3 см, обеззараженной муки природного цеолита 5 см.

Способ получения подвойного материала л-2 в условиях in vitro // 2783895

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения оптимизированной питательной среды для подвойного материала (Л-2) в условиях in vitro, при котором сначала происходит черенкование пробирочных растений и высадка одноузловых черенков на агаризованную питательную среду, содержащую макро- и микроэлементы и витамины на основе прописи питательной среды Мурасиге и Скуга.

Способ адаптации микроклонов ежевики // 2783512

Изобретение относится к сельскохозяйственной биотехнологии. Изобретение представляет собой способ адаптации микроклонов ежевики, включающий этап адаптации, где в качестве субстрата используют торфоперлитную смесь, перед высадкой в боксы корни растений освобождают от остатков питательной среды MS, промывают в дистиллированной воде, затем промывают в растворе перманганата калия, высаживают во влажный субстрат, доводят влажность субстрата до 85% дистиллированной водой и закрывают прозрачной крышкой, при этом поддерживают температуру воздуха 22-23°С днем и 18-20°С ночью, освещение 2000-2500 люкс при продолжительности светового дня 12 часов, на третьи сутки проводят вентиляцию для снижения влажности, затем постепенно каждый день увеличивают поступление более сухого воздуха из окружающей среды в адаптационный бокс и на 7-10 сутки полностью открывают адаптационный бокс.

Способ микроклонального размножения гречихи in vitro // 2783357

Изобретение относится к области биотехнологии. Предлагаемый способ микроклонального размножения гречихи in vitro включает культивирование микроклонов на питательной среде, содержащей макро- и микроэлементы по прописи Мурасиге-Скуга, 20 г/л сахарозы и 6 г/л агар-агара.

Способ адаптации микроклонов стевии stevia rebaudiana bertoni к условиям ex vitro // 2783192

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ адаптации микроклонов стевии Stevia rebaudiana Bertoni к условиям ex vitro.

Способ получения безвирусного, генетически однородного посадочного материала батата (ipomoea batatas l.) in vitro // 2783183

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения растений-регенерантов из микрочеренков батата in vitro, относится к области сельского хозяйства и биотехнологии, предназначено для культивирования in vitro микрочеренков растений батата и может быть использовано для массового получения безвирусного, генетически однородного, высококачественного посадочного материала ценных сортов батата.