СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ IN VITRO Российский патент 1998 года по МПК A01H4/00 C12N5/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и биотехнологии, в частности к способам микроклонального размножения растений и безвирусному семеноводству.

Известен способ микроклонального размножения и выращивания растений in vitro путем посадки микрочеренков на питательную среду, содержащую элементы минерального питания по Мурасиге-Скугу и регуляторы роста.

Недостатком указанного способа является частое "зарастание" питательной среды микроорганизмами-контаминантами при нарушении условий стерильности. Размножение микроорганизмов приводит к накоплению токсических веществ и вследствие этого гибели части растений и, следовательно, возрастанию затрат для получения необходимого их количества, и(или) для поддержания более высокого уровня стерильности.

Цель изобретения - подавление роста микроорганизмов-контаминантов, упрощение способа и снижение затрат при выращивании растений in vitro.

Предлагаемый способ выращивания растений in vitro заключается в следующем.

Посадка микрочеренков в стерильных условиях производится на питательную среду, содержащую минеральные соли, сахарозу, агар-агар и регуляторы роста, в состав которой дополнительно вводят 25-100 мг/л тетраметилтиурамдисульфида (ТМТД) или ТМТД (25-100 мг/л) и фундазол в количестве 1-20 мг/л или ТМТД(25-100 мг/л) и фундазол (1-20 мг/л) в сочетании с метиленовым синим 2,5-50 мг/л и бриллиантовым зеленым - 1- 10 мг/л. Предлагаемый способ отличается от известного способа выращивания in vitro тем, что в состав питательной среды дополнительно вводят соединения, обладающие биоцидной активностью против наиболее часто встречающихся в практике микроразмножения растений видов микроорганизмов грибной и бактериальной природы: ТМТД или ТМТД в сочетании с фундазолом или ТМТД в сочетании с фундазолом, метиленовым синим и бриллиантовым зеленым. В результате применения данного способа гибель растений вследствие "зарастания" питательной среды микроорганизмами-контаминантами снижается в 2 и более раз. Соответственно снижаются затраты, необходимые для выращивания дополнительного числа растений. При поддержании коллекций сортов и форм in vitro иногда возникает ситуация "зарастания" всех пробирок данного сорта с угрозой его потери. В случае контаминации чувствительными микроорганизмами черенкование инфицированных растений на предложенную среду позволяет сохранить коллекционный образец.

Посадка микрочеренков в стерильных или нестерильных условиях производится на стерилизованный прокаливанием перлитовый песок, пропитанный жидкой минеральной питательной средой без органических добавок, в состав которой дополнительно вводят 20-100 мг/л тетраметилтиурамдисульфида (ТМТД) или 25-100 мг/л нистатина. Применение компонентов с альгицидной активностью - ТМТД или нистатина - устраняет зарастание микроводорослями, выделяющими токсичные для растений соединения, при выращивании в нестерильных условиях или при случайном нарушении стерильности. Это позволяет также последнее микрочеренкование перед высадкой в теплицу проводить в нестерильных условиях, что позволяет упростить способ выращивания за счет более удобных манипуляций с черенками в нестерильных условиях и уменьшить необходимые площади по сравнению с пробирочной культурой.

Пример 1. Биоцидные компоненты в указанных табл. 1 и 2 концентрациях были добавлены к питательной среде для микрочеренкования, содержащей минеральные соли по Мурасиге-Скугу и регуляторы роста, а также 7 г/л агар-агара и 20 г/л сахарозы, перед ее стерилизацией автоклавированием (120^oC, 20 мин). Черенки растений картофеля, поддерживавшихся in vitro в стерильной культуре, с одним-двумя междоузлиями высаживали в пробирки с питательной средой и выращивали 3-4 нед при температуре 20^oC и освещенности 5000 лк. Учитывали число случайных зарастаний грибной и бактериальной инфекцией. Как видно из табл. 1, суммарное зарастание контаминантами грибной природы снижается в два и более раз при введении в состав среды ТМТД и фундазола. При этом зарастание Penicillium sp. подавляется полностью (в контроле 1.3%), а рост бактерий изменяется незначительно (табл. 2). Введение в состав среды метиленового синего и бриллиантового зеленого является эффективным в качестве антибактериального средства (табл. 2).

Пример 2. Черенки растений картофеля, поддерживавшихся in vitro в стерильной культуре, с одним-двумя междоузлиями нестерильно высаживали на перлитовый субстрат, стерилизованный прокаливанием 2 ч при 170^oC и помещенный в чашки Петри, пропитанный питательной средой, содержащей раствор Кноппа или минеральные соли по Мурасиге-Скугу с добавлением регуляторов роста, а также биоцидных компонентов: 25 мг/л ТМТД или 25 мг/л нистатина. По мере подсыхания субстрата проводили полив дистиллированной водой (примерно, 1 раз в неделю). Через две недели в контрольном варианте (без добавления ТМТД или нистатина) отмечено зарастание микроводорослями, в вариантах с добавлением ТМТД и нистатина зарастание отсутствует, вес надземной части растения составляет 100-180% от контроля. Через 1 мес после посадки в контрольном варианте отмечено бурное развитие микроводорослей на поверхности перлита, растения угнетены, отдельные растения погибли, в опытных вариантах небольшой рост водорослей в местах полива, развитие растений нормальное.

Использование: сельское хозяйство и биотехнология. Сущность изобретения: питательная среда содержит минеральные соли и регуляторы роста, при этом в агаризованную питательную среду вводят дополнительно тетраметилтиурамсульфид (ТМТД) в количестве 25-100 мг/л или 25-100 мг/л ТМТД и 1-20 мг/л фундазола, или 25-100 мг/л ТМТД и 1-20 мг/л фундазола в сочетании с 2,5-50 мг/л метиленового синего и 1-10 мг/л бриллиантового зеленого, а в питательную среду с твердым носителем вводят дополнительно 20-100 мг/л ТМТД или 25-100 мг/л нистатина. 2 табл.

Способ выращивания растений in vitro, включающий микрочеренкование и посадку микрочеренков на питательную среду, содержащую минеральные соли и регуляторы роста, отличающийся тем, что посадку микрочеренков осуществляют на агаризованную питательную среду с сахарозой или на питательную среду с твердым носителем, в качестве которого используют перлит, при этом в агаризованную питательную среду вводят дополнительно ТМТД в количестве 25 100 мг/л, или 25 100 мг/л ТМТД и 1 20 мг/л фундазола, или 25 100 мг/л ТМТД и 1 20 мг/л фундазола в сочетании с 2,5 50,0 мг/л метиленового синего и 1 10 мг/л бриллиантового зеленого, а в питательную среду с твердым носителем вводят дополнительно 20 100 мг/л ТМТД или 25 100 мг/л нистатина.